微机系统与接口教案第一章

第1章微型计算机基础

1.1 微型计算机概述

1.1.1 计算机的发展20世纪40年代，无线电技术和无线电工业的发展为电

子计算机的研制准备了物质基础，1943年～1946年，美国宾夕法尼亚大学研制的ENIAC(Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分器和计算机)是世界上第一台电子计算机。当时，第二次世界大战正在进行，为了完成新武器在弹道问题中许多复杂的计算，在美国陆军部的资助下开展了这项研究工作，ENIAC计算机于1945年年底完成，1946年2月正式交付使用。因为ENIAC计算机是最早问世的一台电子数字计算机，所以人们认为它是现代计算机的始祖。ENIAC计算机共用18 000多个电子管，1500个继电器，重达30吨，占地170平方米，耗电140 kW，每秒钟能进行5000次加法计算，领导研制的是宾夕法尼亚大学的莫克利(J.W.Mauchly)和埃克特(J.P.Eckert)。该计算机存在两个主要缺点，一是存储容量太小，只能存20个字长为10位的十进制数；二是用线路连接的方法来编排程序，因此每次解题都要依靠人工改接连线，准备时间大大超过实际计算时间。

在研制ENIAC计算机的同时，冯·诺依曼(V on Neumann)与莫尔小组合作研制了EDV AC计算机，该计算机采用了存储程序方案，其后开发的计算机都采用这种方式，称为冯·诺依曼计算机。冯·诺依曼计算机具有如下基本特点：

(1) 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。

(2) 采用存储程序的方式，程序和数据放在同一个存储器中，指令和数据一样可以送到运算器中运算，即由指令组成的程序是可以修改的。

(3) 数据以二进制码表示。

(4) 指令由操作码和地址码组成。

(5) 指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器(即程序计数器PC)指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺序递增，也可按运算结果或外界条件而改变。

(6) 机器以运算器为中心，输入/输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。

冯·诺依曼计算机开辟了“存储程序自动控制”现代计算机的先河，目前的计算机基本是基于冯·诺依曼计算机的模型和原理研制的。

根据电子计算机所采用的逻辑器件的发展，一般把电子计算机的发展分成四个阶段，习惯上称为四代：

第一代：电子管计算机时代(从1946年第一台计算机研制成功到20世纪50年代后期)。

第二代：晶体管计算机时代(从20世纪50年代中期到60年代后期)。

第三代：集成电路计算机时代(从20世纪60年代中期到70年代前期)。

第四代：大规模集成电路计算机时代。

1.1.2 微型计算机的特点

微型计算机与其他类型计算机相比具有如下特点：

(1) 功能强。

(2) 可靠性高。

(3) 价格低。

(4) 适应性强。

(5) 周期短，见效快。

(6) 体积小，重量轻，耗电省。

(7) 维护方便。

1.1.3 微型计算机的指标

1．字长

微机的字长是指微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。它与微处理器内部寄存器以及CPU内部数据总线宽度是一致的，字长越长，所表示的数据精度就越高。2．存储容量

存储容量是衡量微机内部存储器能存储二进制信息量大小的一个技术指标。通常把8位二进制代码称为一个字节(Byte)，16位二进制代码称为一个字(Word)，把32位二进制代码称为一个双字(DWord)。存储器容量一般以字节为最基本的计量单位。一个字节记为1B，1024个字节记为1 KB，1024 KB记为1 MB，1024 MB 记为1 GB，而1024 GB记为1 TB。3．指令执行时间

指令执行时间是指计算机执行一条指令所需的平均时间，其长短反映了计算机执行一条指令运行速度的快慢。它一方面决定于微处理器工作时钟频率，另一方面又取决于计算机指令系统的设计、CPU的体系结构等。微处理器工作时钟频率指标可表示为多少兆赫兹，即MHz；微处理器指令执行速度指标则表示为每秒运行多少百万条指令(MIPS，Millions of Instructions Per Second)。

4．系统总线

系统总线是连接微机系统各功能部件的公共数据通道，其性能直接关系到微机系统的整体性能。5．外部设备配置

在微机系统中，外部设备占据了重要的地位。计算机信息输入、输出、存储都必须由外设来完成，微机系统一般都配置了显示器、打印机、网卡等外设。6．系统软件配置

系统软件也是计算机系统不可缺少的组成部分。微机硬件系统仅是一个裸机，它本身并不能运行，若要运行，必须有基本的系统软件支持，如DOS、Windows 等操作系统。1.1.4 微型计算机的分类

微型计算机的品种繁多，系列各异，最常见的有以下几种分类方法。

1. 按微处理器的位数分类

按微处理器的位数分为4位机、8位机、16位机、32位机、64位机，即分别以4位、8位、16位、32位、64位处理器为核心组成的微型计算机。

2. 按微型计算机的用途分类

按微型计算机的用途分为通用机和专用机两类。3. 按微型计算机的档次分类

按微型计算机的档次可分为低档机、中档机和高档机。计算机的核心部件是它的微处理器，也可以根据所使用的微处理器档次将微型计算机分为8086机、286机、386机、486机、586(Pentium)机、PentiumⅡ机、PentiumⅢ机和Pentium 4机等。

4. 按微型计算机的组装形式和系统规模分类

按微型计算机的组装形式和系统规模可分为单片机、个人计算机。

单片机是将微型计算机的主要部件：微处理器、存储器、输入/输出接口等集成在一片大规模集成电路芯片上形成的微型计算机，它具有完整的微型计算机功能。单片机具有体积小、可靠性高、成本低等特点，广泛应用于智能仪器、仪表、家用电器、工业控制等领域。

1.2 微型计算机系统

1.2.1 微型计算机

微型计算机是以微处理器芯片为核心，配以存储器、I/O接口、输入/输出设备以及相应的辅助电路而构成的裸机，简称微机。从结构上讲，它以微处理器为中心，通过总线把I/O设备、存储器等连接成一个整体。根据总线使用方法的不同，微型计算机可以有不同的组织方式。图1.1给出了微型计算机组成框图。

1．运算器

运算器是对数据信息进行加工处理的部件，它主要由算术逻辑运算单元(ALU)组成，在控制器的指挥下可以完成各种算术运算、逻辑运算和其他操作。2．控制器

控制器是统一指挥和有效控制计算机各部件协调工作的关键部件，是微型计算机的指挥控制神经中枢。它从存储器中逐条地取出指令、分析指令，并向各部件发出相应的控制信号，使它们一步步地执行指令所规定的操作。另一方面，它又接收运算器、存储器以及输入/输出设备的反馈信息，以确定程序的执行顺序。3．存储器

存储器是存放程序和数据的部件，它是一个记忆装置，是计算机能够实现存储程序工作原理的基础，存储器分为主存储器和辅助存储器。主存储器又称内存，通常由半导体存储器组成。

4．输入/输出设备

输入/输出(I/O)设备又称外设，通过I/O接口与CPU相连，它是计算机与外部世界联系的桥梁。计算机硬件的五大部件是通过总线连接起来的，所谓总线是一组公共信号线，它能分时地发送和接收各部件的信息。1.2.2 微型计算机系统

微型计算机的硬件系统称为裸机，裸机不能做任何事情。裸机配上系统软件，加上电源和合适的外部设备，就构成了一个可以使用的微型计算机系统。1.3 计算机中的数制及其转换

计算机内部的信息分为两大类：控制信息和数据信息。控制信息是一系列的控制命令，用于指挥计算机如何操作；数据信息是计算机操作的对象，一般又可分为数值数据和非数值数据。数值数据用于表示数量的大小，它有确定的数值；非数值数据没有确定的数值，它主要包括字符、汉字、逻辑数据等等。

对计算机而言，不论是控制命令还是数据信息，它们都要用“0”和“1”两个基本符号(即基2码)来编码表示，这是由于以下三个原因：

(1) 基2码在物理上最容易实现。例如，用“1”和“0”表示高、低两个电位，或表示脉冲的有无，还可表示脉冲的正、负极性等等，可靠性都较高。

(2) 基2码用来表示二进制数，其编码、加减运算规则简单。

(3) 基2码的两个符号“1”和“0”正好与逻辑数据“真”与“假”相对应，为计算机实现逻辑运算带来了方便。

因此，不论是什么信息，在输入计算机内部时，都必须用基2码编码表示，以方便存储、传送和处理。

1.3.1 数与数制

进位计数制是一种计数的方法。在日常生活中，人们使用各种进位计数制。例如，六十进制(1小时=60分，1分=60秒),十二进制(1英尺=12英寸，1年=12月)等。但最熟悉和最常用的是十进制计数。

如前所述，在计算机中使用的是二进制计数。另外，为便于人们阅读及书写，常常还要用到八进制计数及十六进制计数来表示二进制计数。十进制数的特点是“逢十进一，借一当十”，需要用到的数字符号为10个，分别是0～9。二进制数的特点是“逢二进一，借一当二”，需要用到的数字符号为2个，分别是0、1。八进制数的特点是“逢八进一，借一当八”，需要用到的数字符号为8个，分别是单用户操作系统多用户操作系统网络操作系统

…操作系统汇编程序解释程序编译程序语言处理程序

数据库管理系统

诊断与维护程序调试程序

编辑程序

装配链接程序

工具软件

系统软件

软件包

用户程序

应用软件

软件

0～7。十六进制数的特点是“逢十六进一，借一当十六”，需要用到的数字符号为16个，分别是0～9、A～F。

任意一个十进制数可以用位权表示，位权就是某个固定位置上的计数单位。在十进制数中，个位的位权为100，十位的位权为101，百位的位权为102，千位的位权为103，而在小数点后第一位上的位权为10－1，小数点后第二位的位权为10－2等等。因此，如果有十进制数234.13，则百位上的2表示两个100，十位上的3表示三个10，个位上的4表示四个1，小数点后第一位上的1表示一个0.1，小数点后第二位上的3表示三个0.01，用位权表示为

(234.13)10=2×102+3×101+4×100+1×10－1+3×10－2 同理，任意一个二进制数、八进制数和十六进制数也可用位权表示。例如：(101.11)2=1×22+0×21+1×20+1×2－1+1×2－2

(124.36)8=1×82+2×81+4×80+3×8－1+6×8－2

(AC.B5)16=A×161+C×160+B×16－1+5×16－2

1.3.2 不同数制之间的转换

1. 十进制数与二进制数之间的转换

1) 十进制整数转换成二进制整数

方法：除2取余法。

具体做法：将十进制数除以2，得到一个商和一个余数；再将商除以2，又得到一个商和一个余数；继续这一过程，直到商等于0为止。每次得到的余数(必定是0或1)就是对应的二进制数的各位数字。

注意：第一次得到的余数为二进制数的最低位，最后得到的余数为二进制数的最高位。

2) 十进制小数转换成二进制小数

方法：乘2取整法。

具体做法：用2乘以十进制小数，得到整数和小数部分；再用2乘以小数部分，又得到一个整数和一个小数部分；继续这一过程，直到余下的小数部分为0或满足精度要求为止；最后将每次得到的整数部分(必定是0或1)按先后顺序从左到右排列，即得到所对应的二进制小数。

3) 二进制数转换成十进制数

方法：按位权展开后相加。2. 十进制与八进制之间的转换

1) 十进制整数转换成八进制整数

方法：除8取余法。

具体做法：将十进制数除以8，得到一个商和一个余数；再将商除以8，又得到一个商和一个余数；继续这一过程，直到商等于0为止。每次得到的余数(必定是小于8的数)就是对应八进制数的各位数字。第一次得到的余数为八进制数的最低位，最后一次得到的余数为八进制数的最高位。

2) 十进制小数转换成八进制小数

方法：乘8取整法。

具体做法：用8乘以十进制小数，得到一个整数和一个小数部分；再用8乘以小数部分，又得到一个整数和一个小数部分；继续这一过程，直到余下的小数部分为0或满足精度要求为止；最后将每次得到的整数部分(必定是小于8的数)按先后顺序从左到右排列，即得到所对应的二进制小数。

3) 八进制数转换成十进制数

方法：按位权展开后相加3. 十进制与十六进制之间的转换

1) 十进制整数转换成十六进制整数

方法：除16取余法。

具体做法：将十进制数除以16，得到一个商和一个余数；再将商除以16，又得到一个商和一个余数；继续这一过程，直到商等于0为止。每次得到的余数(必定是小于F的数)就是对应十六进制数的各位数字。第一次得到的余数为十六进制数的最低位，最后一次得到的余数为十六进制数的最高位。2) 十进制小数转换成十六进制小数

方法：乘16取整法。

具体做法：用16乘以十进制小数，得到一个整数和一个小数部分；再用16乘以小数部分，又得到一个整数和一个小数部分；继续这一过程，直到余下的小数部分为0或满足精度要求为止；最后将每次得到的整数部分(必定是小于F的数)按先后顺序从左到右排列，即得到所对应的十六进制小数。3) 十六进制数转换成十进制数

方法：按位权展开后相加。

4. 二进制与八进制、十六进制数之间的转换

因为23=8，所以每三位二进制数对应一位八进制数；24=16，所以每四位二进制数对应一位十六进制。表1-1列出了十进制、二进制、八进制、十六进制最基本数字的对应关系，这些对应关系在后面的二进制、八进制、十六进制相互转换中要经常用到。

1) 二进制数转换成八进制数

方法：从小数点所在位置分别向左向右每三位一组进行划分。若小数点左侧的位数不是3的整数倍，在数的最左侧补零；若小数点右侧的位数不是3的整数倍，在数的最右侧补零。然后参照表1-1，将每三位二进制数转换成对应的一位八进制数，即为二进制数对应的八进制数。

2) 八进制数转换二进制数

方法：将每一位八进制数分解成对应的三位二进制数，即为八进制数对应的二进制数。3) 二进制数转换成十六进制数

方法：从小数点所在位置分别向左向右每四位一组进行划分。若小数点左侧的位数不是4的整数倍，在数的最左侧补零；若小数点右侧的位数不是4的整数倍，在数的最右侧补零。然后参照表1-1，将每四位二进制数转换成对应的一位十六进制数，即为二进制数对应的十六进制数。4) 十六进制数转换二进制数方法：将每一位十六进制数转换成对应的四位二进制数，即为十六进制数对应的二进制数。在计算机里，通常用数字后面跟一个英文字母来表示该数的数制，十进制数用D(Decimal)、二进制数用B(Binary)、八进制数用O(Octal)、十六进制数用H(Hexadecimal)来表示。由于英文字母O容易和零误会，所以也可以用Q 来表示八进制数。另外，在计算机操作中一般默认使用十进制数，所以十进制数可以不标进制。八进制数和十六进制数主要用来简化二进制数的书写，因为具有23=8，24=16的关系，所以使用八进制数和十六进制数表示的二进制数较短，便

于记忆。IBM-PC机中主要使用十六进制数表示二进制数和编码，所以必须十分熟悉二进制数与十六进制数的对应关系。

1.4 计算机中数与字符的编码

1.4.1 数值数据的编码及其运算

1. 二进制数的编码及运算

数据的正负号可以用一位二进制的“0”和“1”两个状态来表示，这样，二进制数值数据在计算机中就能方便表示了。为了尽可能简化对二进制数值数据实现算术运算所用到的规则，机器将二进制数值数据进行编码表示，常用的编码有原码、反码和补码。由于补码编码有许多优点，因此大多数微机数字与字符采用补码进行编码。

为了讨论方便，有必要引入两个概念：机器数和机器数的真值(简称真值)。

机器数：带符号的二进制数值数据在计算机内部的编码。

真值：机器数所代表的实际值。

一般机器数的最高有效位用来表示数的正负号，“0”表示正数，“1”表示负数。

1) 二进制数原码编码方法

原码编码的方法如下：

设真值为X，机器字长为n位，则当X≥0时，[X]原的最高位填0，其余n －1位填X的各数值位的位值。例如，n=8时，[+0]原=0 0000000，[+1]原=0 0000001，[+127]原=0 1111111。当X≤0时，[X]原的最高位填1，其余n－1位填X的各数值位的位值。例如，n=8时，

[－0] 原=1 0000000，[－1]原=1 0000001，[－127] 原=1 1111111。

结论：二进制正、负数的原码就是符号化的机器数真值本身。

注意：在原码的表示中，真值0的原码可表示为两种不同的形式，+0和－0。

原码表示法的优点是简单易于理解，与真值间的转换较为方便。它的缺点是进行加减运算时较麻烦，既要考虑是做加法还是做减法运算，还要考虑数的符号和绝对值的大小。这不仅使运算器的设计较为复杂，而且降低了运算器的运算速度。2) 二进制数反码编码方法

反码编码的方法如下：

设真值为X，机器字长为n位，则当X≥0时，[X]反的最高位填0，其余n －1位填X的各数值位的位值，即采用符号—绝对值表示。例如，n=8时，[+0]

反=0 0000000，[+1]反=0 0000001，[+127]反=0 1111111。当X≤0时，[X] 反=2n －1+X (MOD 2n)。例如，n=8时，[－0] 反=11111111，[－1] 反=1 1111110，[－127] 反=1 0000000。

结论：二进制正数的反码就是其原码。二进制负数的反码就是机器数符号位保持不变，其余按位取反。

注意：在反码的表示中，真值0的反码也可表示为两种不同的形式，+0和－0。

3) 二进制数补码编码方法

补码编码的方法如下：

设真值为X，机器字长为n位，则当X≥0时，[X]补的最高位填0，其余n －1位填X的各数值位的位值，即采用符号—绝对值表示。例如，n=8时，[+0]补=0 0000000，[+1]补=0 0000001，[+127]补=0 1111111。当X≤0时，[X]补=2n －|X| (MOD 2n)。例如，n=8时，[－0] 补=0 0000000，[－1]补=1 1111111，[－127] 补=1 0000001。

结论：二进制正数的补码就是其原码。二进制负数的补码就是机器数符号位保持不变，其余位取反码后末位加1。

求负数的补码有一种更简便的方法：当X≤0时，[X]补的最高位填1，其余n－1位填X的各数值位按位取反(0变1，1变0)后在末位加1的数值。

注意：

①在补码表示法中，0只有一种表示，即000…000。

②对于10000000这个补码编码，其真值被定义为－128。

注意：在汇编语言中，为了区别指令码和数据，规定以A～F开始的数据前面加零。

由此可看出，补码数要扩展时，正数是在符号的前面补0，负数是在符号的前面补1。也就是说，补码数扩展实际上是符号扩展。

已知补码求真值的方法是：当机器数的最高位(符号位)为0时，表示真值是正数，其值等于其余n－1位的值；当机器数的最高位(符号位)为1时，表示真值是负数，其值等于其余n－1位按位取反后末位加1的值。一般来说，如果机

器字长为n位，则补码能表示的整数范围是－2n－1≤N≤2n－1－1。

4) 二进制数补码的运算

补码的运算规则是：

[X+Y]补= [X]补+ [Y]补

[X－Y]补= [X]补+ [－Y]补

已知[Y]补，求[－Y]补的方法是将[Y]补各位按位取反(包括符号位在内)末位

加1。

计算机引入了补码编码后，带来了以下几个优点：

(1) 减法转化成了加法，这样大大简化了运算器硬件电路的设计，加减法可用同一硬件电路进行处理。

(2) 运算时，符号位与数值位同等对待，都按二进制数参加运算，符号位产生的进位丢掉不管，其结果是正确的。这大大简化了运算规则。

运用以上两个公式时，要注意以下两点：

(1) 公式成立有个前提条件，就是运算结果不能超出机器数所能表示的范围，否则运算结果不正确，按“溢出”处理。(2) 采用补码运算后，结果也是补码，欲得运算结果的真值，还需进行转换。

2. 无符号整数的编码及运算规则

在某些情况下，计算机要处理的数据全是正数，此时机器数再保留符号位就没有意义了。这时，将机器数最高有效位也作为数值位处理。

无符号整数的表示范围是：0≤N≤2n－1。

例如，当n=8位时，表示范围是：0≤N≤255；当n=16位时，表示范围是：0≤N≤65 535。

计算机中最常见的无符号整数是地址，另外，双字长数据的低位字也是无符号整数。

要注意的是，计算机本身不论是对有符号数还是无符号数，总是按照补码的运算规则做运算。也就是说，不论把二进制数解释成有符号数还是无符号数，其结果都是正确的。因此，机器采用补码编码以后，不必针对无符号数和有符号数设计两套不同的电路，无符号数和有符号数的运算是兼容的。这也是采用补码后带来的一大优点。

3. 十进制数的编码及运算

人们在日常生活中习惯使用十进制数，而在计算机内，采用二进制表示和处理数据更方便。因此，计算机在输入和输出数据时，要进行十→二和二→十的进制数转换。但是，在某些特定的应用领域中(如商业统计)，数据的运算很简单，但数据的输入和输出量很大，这样，进制转换所占的时间比例就会很大。从提高计算机的运行效率考虑，可以采用在计算机内部直接用十进制表示和处理数据的方法。以下介绍在计算机内部的十进制数的编码方法及运算方法。

十进制数的每一个数位的基为10，但到了计算机内部，必须用基2码对每个十进制数位进行编码，所需要的最少的基码的位数为lb 10(即log210)，取整数为4。4位基2码有16种不同的组合，怎样从中选择出10个组合来表示十进制数位的0～9，有非常多的方案，最常见的是8421码。8421码是指4个基2码的位权从高到低分别为8、4、2、1，选择的是0000，0001，0010，…，1001这10种组合，用来表示0～9这10个数位。

这种编码的特点是：这4个基2码之间满足二进制规则，而十进制数位之间是十进制计数规则。因此，这种编码实质上是二进制编码的十进制数(Binary Coded Decimal)，因此，简称BCD码或二—十进制码。

BCD码的运算规则：BCD码是十进制数，而运算器对数据做加减运算时，都是按二进制运算规则进行处理的。这样，当将BCD码传送给运算器进行运算时，其结果需要修正。修正的规则是：当两个BCD码相加，如果和等于或小于1001(即9H)，不需要修正；如果相加之和在1010到1111(即0AH～0FH)之间，则需加6H进行修正；如果相加时本位产生了进位，也需加6H进行修正。这样做的原因是，机器按二进制相加，所以4位二进制数相加时，是按“逢十六进一”的原则进行运算的，而实质上是2个十进制数相加，应该按“逢十进一”的原则相加，16与10相差6，所以当和超过9或有进位时，都要加6进行修正。下面举例说明。

若做减法运算，其修正规则为：当两个BCD码相减，如果差等于或小于1001，不需要修正；如果相减时本位产生了借位，则应减6H加以修正。原因是：如果有借位，机器将这个借位当十六看待，而实际上应该当十看待，因此，应该将差值再减6H才是BCD码的正确结果值。下面举两个例子进行说明。

在计算机中BCD码有两种格式：压缩BCD码和非压缩BCD码：

(1) 非压缩BCD码：1字节(8位二进制)中仅表示一位BCD数，例如：(00000110)BCD=6。

(2) 压缩BCD码：1字节中仅表示两位BCD数，例如：(01100110)BCD=66。

另外，BCD码除了采用上述方法调整以外，也可以在交付计算机运算之前，先将BCD码转换为二进制数，然后交付计算机运算，运算以后再将二进制结果转换为BCD码。

1.4.2 非数值数据的二进制编码

现代计算机不仅要处理数值数据，而且还要处理大量的非数值数据，像英文字母、标点符号、专用符号、汉字等等。前面已说过，不论什么数据，都必须用基2码编码后才能存储、传送及处理，非数值数据也不例外。下面分别讨论常见的非数值数据的二进制编码方法。

1. 字符编码

使用最多、最普遍的是ASCII字符编码，即美国标准信息交换代码(American Standard Code for Information Interchange)。

ASCII码表有以下几个特点：

(1) 每个字符用7位基2码表示，其排列次序为B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0。实际上，在计算机内部，每个字符是用8位(即一个字节)表示的。一般情况下，将最高位置为“0”，即B7为“0”。需要奇偶校验时，最高位用做校验位。

(2) ASCII码共编码了128个字符，它们分别是：

* 32个控制字符，主要用于通信中的通信控制或对计算机设备的功能控制，编码值为0～31(十进制)。

* 间隔字符(也称空格字符)SP，编码值为20H。

* 删除控制码DEL，编码值为7FH。

* 94个可印刷字符(或称有形字符)。这94个可印刷字符编码有如下两个规律：

①字符0～9这10个数字符的高3位编码都为011，低4位为0000～1001，屏蔽掉高3位的值，低4位正好是数据0～9的二进制形式。这样编码的好处是既满足正常的数值排序关系，又有利于ASCII码与二进制码之间的转换。

②英文字母的编码值满足A～Z或a～z正常的字母排序关系。另外，大小写英文字母编码仅是B5位值不相同，B5为1是小写字母，这样编码有利于大、小写字母之间的编码转换。

2. 汉字的编码

计算机在处理汉字时，汉字字符也必须用基2码编码表示，一般汉字编码采用两个字节即16位二进制数。但由于汉字的特殊性，在汉字的输入、存储、输出过程中所使用的汉字编码是不一样的，输入时有输入编码，存储时有汉字机内码，输出时有汉字字形编码。

1) 汉字输入编码

为了能把汉字这种象形文字通过西文标准键盘输入到计算机内，就必须对汉字用键盘已有的字符设计编码，这种编码称为汉字的输入编码。同一汉字有不同的输入编码，这取决于用户采用哪种输入法。不同的输入法对同一汉字有不同的编码方案。常见的有数字码、音码、形码及混合码。

2) 汉字机内码

汉字机内码也称汉字内部码，简称内码，它是机器存储和处理汉字时采用的统一编码。每个汉字的机内码是惟一的，用两个字节表示。为了避免与西文字符的ASCII码之间产生二义性，汉字机内码中两个字节的最高位均规定为“1”。3) 汉字字形码

汉字字形码也叫汉字字模点阵码，是汉字输出时的字形点阵代码，是一串基2码编码。

3. 逻辑数据的编码

逻辑数据是用来表示“是”与“否”，或称“真”与“假”两个状态的数据。在计算机中，用“1”表示“真”或“是”，用“0”表示“假”或“否”。需要注意的是，这里的“1”和“0”没有数值和大小概念，只有逻辑意义。

对逻辑数据只能进行逻辑运算，例如，逻辑非、逻辑加、逻辑乘等基本逻辑运算和由基本逻辑运算构成的各种组合逻辑运算，运算结果仍是逻辑数据。下面介绍一下基本逻辑运算的运算规则。

1) “与”运算(AND)

“与”运算又称逻辑乘，用符号·或∧表示。其运算规则为

0·0 = 0

0·1 = 0

1·0 = 0

1·1 = 1

当两个逻辑变量取值均为1时，它们“与”的结果才为1。

2) “或”运算(OR)

“或”运算又称逻辑加，用符号+ 或∨表示。其运算规则为

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 1

当两个逻辑变量的取值只要一个为1，它们“或”的结果就会为1。

3) “非”运算(NOT)

“非”运算用符号—来表示。其运算规则为

1=0

0=1

4) “异或”运算(XOR)

“异或”运算用符号⊕或∨来表示。其运算规则为

0⊕0 = 0

0⊕1 = 1

1⊕0 = 1

1⊕1 = 0

当两个逻辑变量取值不相同时，它们“异或”的结果才为1。

要注意的是，一个逻辑数据用一位基2码表示，这样，8个逻辑数据用8位基2码表示，这8位基2码可存放在一个字节中。反过来说，一个32位的字就可以表示32个逻辑数据。

微机原理与接口技术(第三版)课本习题答案

第二章 8086体系结构与80x86CPU 1．8086CPU由哪两部分构成它们的主要功能是什么 答：8086CPU由两部分组成：指令执行部件(EU，Execution Unit)和总线接口部件(BIU，Bus Interface Unit)。指令执行部件（EU）主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成，其主要功能是执行指令。总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成，其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或I／O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。 2．8086CPU预取指令队列有什么好处8086CPU内部的并行操作体现在哪里答：8086CPU的预取指令队列由6个字节组成，按照8086CPU的设计要求，指令执行部件（EU）在执行指令时，不是直接通过访问存储器取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。从速度上看，该指令队列是在CPU内部，EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存中读取，并送到指令队列。 5．简述8086系统中物理地址的形成过程。8086系统中的物理地址最多有多少个逻辑地址呢答：8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。采用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成，都是16位二进制数。通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”)，然后与偏移地址相加获得物理地址。由于8086CPU的地址线是20根，所以可寻址的存储空间为1M字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成，都是无符号的16位二进制数，程序设计时采用逻辑地址，也是1MB。 6．8086系统中的存储器为什么要采用分段结构有什么好处 答：8086CPU中的寄存器都是16位的，16位的地址只能访问64KB的内存。086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的，要做到对20位地址空间进行访问，就需要两部分地址

微机系统与接口技术复习题

微机系统与接口技术复习 一、选择题 1．8086/8088系统中堆栈以 C 为单位进行操作的。 A．半字节 B. 字节 C. 字 D. 双字 2．在下列指令中，不影响堆栈内容的指令是 A 。 A. JMP B. POP C. CALL D. IRET 3．标志寄存器中的TF位可以用来屏蔽 A 。 A. 单步中断 B. INT n中断 C. 可屏蔽中断 D. 以上都不行4．V AR是数据段中定义的变量，指令CMP V AR[BX][DI]，AX中目的操作数的寻址方式是 C 。 A．寄存器相对寻址B．直接寻址C．相对基址变址 D．比例变址寻址 5．下列指令执行后，不影响标志位的指令是 A 。 A．PUSH [1000h] B．DEC DX C．AND CX，AX D．IRET 6．下面关于PC机串行通信接口的叙述中，正确的是 A 。 A）异步通信时，一帧信息以起始位开始、停止位结束，起始位之后是数据的最高位。 B）系统A和系统B以半双工方式进行串行通信时，数据能从A传送到B，也能从B传送到A，并且可以同时进行。 C）PC机的串行通信接口采用同步通信方式。 D）PC机的串行通信接口采用RS-232标准。 7．若82C55A组工作在方式1，输出，B组工作在方式0，输入，则其方式控制字为 B 。 A. 23H B. A3H C. 80H D. 85H 8. 在8086系统中，假设SS=2000H SP=0102H，则执行PUSH AX指令后，栈顶的物理地址是 C 。 A. 20104H B. 20102H C. 20100H D. 200FEH 9．设DS=6321H，SS=6232H，BP=1860H，指令DEC BYTE PTR [BP+3]操作数的物理地址是 D 。 A. 64A73H B. 64183H C. 65073H D. 63B83H

《微机系统原理与接口技术》答案

第1章习题解答 1、冯诺依曼计算机的内涵是什么？这种计算机程序运行是由指令流驱动的还是数据流驱动的？ 答：冯诺依曼计算机的内涵： 由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。 数据和计算机指令采用二进制数形式表示，存储在计算机内部存储器中。 计算机工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。事先编制好的由计算机指令组成的程序在执行前先装入存储器，控制器依据程序中的指令顺序周而复始地取出指令、分析指令、执行指令，根据指令的功能进行相应的运算，直到完成全部指令操作为止. 程序的运行是通过指令流来驱动的。 2、微型计算机系统有哪三个层次？试简述它们的内涵及其联系和区别。 答：微型计算机系统的三个层次：微处理器、微型计算机和微型计算机系统。 三者的内涵： 微处理器是利用大规模集成电路技术，将组成计算机的核心部件——运算器和控制器集成在一块硅片上的集成电路，简称MPU，习惯上称CPU。 微型计算机则是以微处理器为核心，配以内存储器、输入/输出（I/O）接口电路，通过总线结构连接而构成的裸机。 微型计算机系统是由微型计算机配以相应的外围设备（如键盘、显示器、打印机、外存储器等）、电源和其他辅助设备(如面板、机架等)，以及控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算系统。 它们三者之间是从局部到全局的关系。单纯的微处理器和单纯的微型计算机都不能独立工作。只有微型计算机系统才是完整的计算系统，才可正常工作。 3、为什么把微型计算机的基本结构说成是总线结构？试简述总线结构的优点。 答：在微型计算机中，各组成部分之间是通过总线（包括地址总线、数据总线、控制总线）连接在一起而构成一个整体的，它们之间的信息交换也是通过总线进行。CPU通过总线与存储器和I/O接口电路连接，I/O接口和外设也是通过总线连接，即使在CPU内部，它的各功能部件也是通过总线相连的。因此微型计算机的基本结构就是总线结构。 微型计算机采用总线结构后，系统中各功能部件之间的相互关系变为各部件面向总线的单一关系。一个部件只要满足总线标准，就可直接连接到采用这种总线标准的系统中。这使得系统的设计与构造非常方便，同时也便于系统的扩充、升级和维修。 4、微型计算机硬件系统由哪些部分组成？各组成部分的功能是什么？ 答：微型计算机硬件系统主要由CPU、存储器、I/O接口电路、输入/输出设备、总线，以及电源和一些辅助设备构成。 CPU：微机系统的核心部件，是运算和指挥控制中心。 存储器：包括内存和外存，是微机系统的存储和记忆部件，用以存放数据和程序。 I/O接口电路：CPU与输入/输出设备的连接与信息交换不能直接进行，I/O接口电路充当了二者之间的“桥梁”。 输入/输出设备：计算机与外界（人或其他设备，包括另一台计算机）联系和沟通的桥梁，用户通过输入/输出设备与微机系统互相通信。 总线：以上各组成部分是通过总线连接在一起构成一个整体的，各部件之间的信息运载和传输由总线承担。 5、计算机分那几类？各有什么特点？ 答：传统上分为三类：大型主机、小型机、微型机。大型主机一般为高性能的并行处理系统，存储容量大，事物处理能力强，可为众多用户提供服务。小型机具有一定的数据处理能力，提供一定用户规模的信息服务，作为部门的信息服务中心。微型机一般指在办公室或家庭的桌面或可移动的计算系统，体积小、价格低、具有工业化标准体系结构，兼容性好。 6、微处理器应包含的最基本功能部件是哪些? 答: 算术逻辑单元,寄存器阵列,控制器部件。 7、微计算机应包含的最基本功能部件是哪些?

微机原理答案第一章习题答案

第一章习题 1 什么是冯·诺依曼机？ 答：冯·诺依曼在1946 年提出了一个完整的现代计算机的结构雏型，它由5 个部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。运算器负责指令的执行；控制器的作用是协调并控制计算机的各个部件按程序中排好的指令序列执行；存储器是具有记忆功能的器件，用于存放程序和需要用到的数据及运算结果；而输入／输出设备则是负责从外部设备输入程序和数据，并将运算的结果送出。 1. 什么是冯.诺伊曼计算机 1946年6月，美籍匈牙利科学家冯·诺依曼（Johe Von Neumman）提出了“存储程序”的计算机设计方案。按照这一原理设计的计算机称为冯·诺依曼型计算机。 特点： （1）采用二进制数形式表示数据和计算机指令。 （2）指令和数据存储在计算机内部存储器中，能自动依次执行指令。 （3）由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机硬件。 （4）工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”。 冯·诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论的基础，被誉为计算机发展史上的里程碑。 2.微处理器，微型计算机，微型计算机系统有什么联系与区别？ 微处理器只是一个中央处理器（CPU），由算术逻辑部件（ALU），累加器和通用寄存器组，程序计数器，时序和控制逻辑部件，内部总线等组成。微处理器不能构成独立工作的系统，也不能独立执行程序，必须配上存储器，外部输入、输出接口构成一台微型计算机方能工作。微型计算机由CPU，存储器，输入/输出接口电路和系统总线组成。它已具有计算功能，能独立执行程序，但若没有输入/输出设备，数据及程序不能输入，运算结果无法显示或输出，仍不能正常工作。 以微型计算机为主体，配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。没有配置软件的计算机称为裸机，仍然什么工作也不能做，必须配置系统软件和应用软件，这样才可以正常提供使用。 3. 微处理器有哪些主要的部件组成？其功能是什么？ 中央处理单元CPU （Control Processing Unit）也称微处理器， CPU是微型计算机的核心部件，由运算器ALU、控制器、寄存器组以及总线接口等部件组成，且这些部件集成在一块大规模集成电路芯片上。 运算器ALU：主要完成算术运算、逻辑运算。 寄存器组：用于存放运算数据、中间结果、地址等。 控制器：负责对整机的控制。 总线接口：与外部联系的信息通道。 4.画一个计算机系统的方框图，简述各部分的主要功能。

微机原理与接口技术(第二版) 清华大学出版社

习题1 1.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？ 答：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。 汇编语言是面向及其的程序设计语言。在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。 使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。 2.微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？ 答：微型计算机的特点：功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。 这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。 3.微型计算机系统由哪些功能部件组成？试说明“存储程序控制”的概念。 答：微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。 “存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。 ②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。 ④五大部件以运算器为中心进行组织。 4.请说明微型计算机系统的工作过程。 答：微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存

放的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能。 5.试说明微处理器字长的意义。 答：微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数，反映了一台计算机的计算精度，直接影响着机器的硬件规模和造价。计算机的字长越大，其性能越优越。在完成同样精度的运算时，字长较长的微处理器比字长较短的微处理器运算速度快。 6.微机系统中采用的总线结构有几种类型？各有什么特点？ 答：微机主板常用总线有系统总线、I/O总线、ISA总线、IPCI总线、AGP总线、IEEE1394总线、USB总线等类型。 7.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。 ①（4.75）10=（0100.11）2=（4.6）8=（4.C）16 ②（2.25）10=（10.01）2=（2.2）8=（2.8）16 ③（1.875）10=（1.111）2=（1.7）8=（1.E）16 8.将下列二进制数转换成十进制数。 ①（1011.011）2=（11.375）10 ②（1101.01011）2=（13.58）10 ③（111.001）2=（7.2）10 9.将下列十进制数转换成8421BCD码。 ① 2006=（0010 0000 0000 0110）BCD ② 123.456=（0001 0010 0011.0100 0101 0110）BCD 10.求下列带符号十进制数的8位基2码补码。 ① [+127]补= 01111111

微机原理与接口技术(第四版)课后习题答案 (1)培训讲学

微机原理与接口技术(第四版)课后习题答 案(1)

第1章微型计算机系统 〔习题1.1〕简答题 （2）总线信号分成哪三组信号？ （3）PC机主存采用DRAM组成还是SRAM组成？ （5）ROM-BIOS是什么？ （6）中断是什么？ （9）处理器的“取指－译码－执行周期”是指什么？ 〔解答〕 ②总线信号分成三组，分别是数据总线、地址总线和控制总线。 ③ PC机主存采用DRAM组成。 ⑤ROM-BIOS是“基本输入输出系统”，操作系统通过对BIOS的调用驱动各硬件设备，用户也可以在应用程序中调用BIOS中的许多功能。 ⑥中断是CPU正常执行程序的流程被某种原因打断、并暂时停止，转向执行事先安排好的一段处理程序，待该处理程序结束后仍返回被中断的指令继续执行的过程。 ⑨指令的处理过程。处理器的“取指—译码—执行周期”是指处理器从主存储器读取指令（简称取指），翻译指令代码的功能（简称译码），然后执行指令所规定的操作（简称执行）的过程。 〔习题1.3〕填空题 （2）Intel 8086支持___________容量主存空间，80486支持___________容量主存空间。 （3）二进制16位共有___________个编码组合，如果一位对应处理器一个地址信号，16位地址信号共能寻址___________容量主存空间。 （9）最初由公司采用Intel 8088处理器和（）操作系统推出PC机。 ② 1MB，4GB ③ 216，64KB （9）IBM,DOS 〔习题1.4〕说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。 〔解答〕 CPU：CPU也称处理器，是微机的核心。它采用大规模集成电路芯片，芯片内集成了控制器、运算器和若干高速存储单元（即寄存器）。处理器及其支持电路构成了微机系统的控制中心，对系统的各个部件进行统一的协调和控制。 存储器：存储器是存放程序和数据的部件。 外部设备：外部设备是指可与微机进行交互的输入（Input）设备和输出（Output）设备，也称I/O设备。I/O设备通过I/O接口与主机连接。 收集于网络，如有侵权请联系管理员删除

微机原理与接口技术(第二版)习题答案

第1章 1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同? 解： 把CPU(运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微 处理器。微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了 微型计算机。微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。 1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能? 解： CPU主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。 1.3微型计算机采用总线结构有什么优点? 解： 采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。而且总线可以标准化,易于兼容和工业化生产。 1.4数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用 一套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据? 解： 数据总线是双向的(数据既可以读也可以写),而地址总线是单向的。 8086CPU为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为 地址总线。它们主要靠信号的时序来区分。通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读或写数据的单元),过一段时间再读或写数据。 1.8在给定的模型中，写出用累加器的办法实现15×15的程序。 DEC H JP NZ，LOOP HALT

第2章作业答案 2.1 IA-32结构微处理器直至Pentillm4,有哪几种? 解： 80386、30486、Pentium、Pentium Pro、PeruiumII、PentiumIII、Pentium4。 2.6IA-32结构微处理器有哪几种操作模式? 解： IA一32结构支持3种操作模式:保护模式、实地址模式和系统管理模式。操作模式确定哪些指令和结构特性是可以访问的。 2.8IA-32结构微处理器的地址空间如何形成？ 解： 由段寄存器确定的段基地址与各种寻址方式确定的有效地址相加形成了线性地址。若末启用分页机制，线性地址即为物理地址；若启用分页机制，则它把线性地址转为物理地址。 2.15 8086微处理器的总线接口部件由哪几部分组成? 解： 8086微处理器中的总线接口单元(BIU)负责CPU与存储器之间的信息传 送。具体地说,BIU既负责从内存的指定部分取出指令,送至指令队列中排队(8086的指令队列有6个字节,而8088的指令队列只有4个字节);也负责传送执 行指令时所需的操作数。执行单元(EU)负责执行指令规定的操作。 2.16段寄存器CS=120OH,指令指针寄存器IP=FFOOH,此时,指令的物理地址为 多少? 解： 指令的物理地址=12000H+FFOOH=21FOOH 第3章作业答案 3.1分别指出下列指令中的源操作数和目的操作数的寻址方式。 (1)MOV SI, 30O (2)MOV CX, DATA[DI］ (3)ADD AX, [BX][SI] (4)AND AX, CX (5)MOV[BP], AX (6)PUSHF 解: (l)源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器寻址。

微机原理与接口技术学习心得

本学期微机原理课程已经结束，关于微机课程的心得体会甚多。微机原理与接口技术作为一门专业课，虽然要求没有专业课那么高，但是却对自己今后的工作总会有一定的帮助。记得老师第一节课说学微机原理是为以后的单片机打基础，这就让我下定决心学好微机原理这门课程。 初学《微机原理与接口技术》时，感觉摸不着头绪。面对着众多的术语、概念及原理性的问题不知道该如何下手。在了解课程的特点后，我发现，应该以微机的整机概念为突破口，在如何建立整体概念上下功夫。可以通过学习一个模型机的组成和指令执行的过程，了解和熟悉计算机的结构、特点和工作过程。 《微机原理与接口技术》课程有许多新名词、新专业术语。透彻理解这些名词、术语的意思，为今后深入学习打下基础。一个新的名词从首次接触到理解和应用，需要一个反复的过程。而在众多概念中，真正关键的并不是很多。比如“中断”概念，既是重点又是难点，如果不懂中断技术，就不能算是搞懂了微机原理。在学习中凡是遇到这种情况，绝对不轻易放过，要力求真正弄懂，搞懂一个重点，将使一大串概念迎刃而解。 学习过程中，我发现许多概念很相近，为了更好地掌握，将一些容易混淆的概念集中在一起进行分析，比较它们之间的异同点。比如：微机原理中，引入了计算机由五大部分组成这一概念；从中央处理器引出微处理器的定义；在引出微型计算机定义时，强调输入/输出接口的重要性；在引出微型计算机系统的定义时，强调计算机软件与计算机硬件的相辅相成的关系。微处理器是微型计算机的重要组成部分，它与微型计算机、微型计算机系统是完全不同的概念在微机中，最基础的语言是汇编语言。汇编语言是一个最基础最古老的计算机语言。语言总是越基础越重要，在重大的编程项目中应用最广泛。就我的个人理解，汇编是对寄存的地址以及数据单元进行最直接的修改。而在某些时候，这种方法是最有效，最可靠的。 然而，事物总有两面性。其中，最重要的一点就是，汇编语言很复杂，对某个数据进行修改时，本来很简单的一个操作会用比较烦琐的语言来解决，而这些语言本身在执行和操作的过程中，占有大量的时间和成本。在一些讲求效率的场合，并不可取。 汇编语言对学习其他计算机起到一个比较、对照、参考的促进作用。学习事物总是从最简单基础的开始。那么学习高级语言也当然应当从汇编开始。学习汇

微机原理与接口技术课后答案 第一章

第一章 计算机按其使用的逻辑元件的不同被分为哪几代？ 微型计算机是哪一代计算机的分支？答：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模、超大规模集成电路计算机。微型计算机属于第四代计算机的分支。 2. 简述冯·诺依曼计算机体系结构的基本思想。 答：冯·诺伊曼基本设计思想为 ①以二进制形式表示指令和数据。②程序和数据事先存放在存储器中 计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令并加以执行。③由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备等五大部件组成计算机系统。 3 微型计算机系统由哪几部分组成？ 答: 微机系统分硬件和软件 硬件包括CPU、存储器、输入输出设备和输入输出借口 软件包括软件系统和应用软件。 4何谓微型计算机硬件 它由哪几部分组成 并简述各部分的作用。 答:微型计算机硬件是指组成微型计算机的硬件实体 它由中央处理器、存储器、输入/输出设备和系统总线等组成 中央处理器由运算器和控制器集成在一块芯片上形成 简称CPU 是微型计算机的心脏 它的性能决定了整个微型机的各项关键指标。存储器是用来存放程序和数据的记忆装置。存储器包括随机存储器 RAM 和只读存储器 ROM 。输人设备是向计算机输人原始数据和程序的装置。输出设备是计算机向外界输出信息的装置。总线是连接多个设备或功能部件的一簇公共信号线.它是计算机各组成部件之间信息交换的通道。 5.何为计算机软件？它是如何分类的？（略） 6 .何谓总线 有哪几类 作用如何 答: 总线是计算机中各功能部件间传送信息的公共通道。根据所传送的信息的内容与作用不同 总线可分为三类 地址总线、数据总线、控制总线。这三类总线作用为计算机各功能部件间传送地址、数据、控制信息的。

微机原理与接口技术 试题与答案

微机原理与接口技术试题 微型计算机原理与接口技术综合测试题一 一、单项选择题(下面题只有一个答案是正确的，选择正确答案填入空白处) 1．8086CPU通过（1 ）控制线来区分是存储器访问，还是I/O 访问，当CPU执行IN AL,DX指令时，该信号线为（2 ）电平。 （1） A. M/ B. C. ALE D. N/ (2) A. 高 B. 低 C. ECL D. CMOS 2．n+1位有符号数x的补码表示范围为（）。 A. －2n < x < 2n B. －2n ≤ x ≤ 2n -1 C. －2n -1 ≤ x ≤ 2n-1 D. －2n < x ≤ 2n 3．若要使寄存器AL中的高4位不变，低4位为0，所用指令为（）。 A. AND AL, 0FH B. AND AL, 0FOH C. OR AL, 0FH D. OR AL 0FOH 4．下列MOV指令中，不正确的指令是（）。 A. MOV AX, BX B. MOV AX, [BX] C. MOV AX, CX D. MOV AX, [CX] 5．中断指令INT 17H的中断服务程序的入口地址放在中断向量表地址（）开始的4个存贮单元内。

A. 00017H B. 00068H C. 0005CH D. 0005EH 6．条件转移指令JNE的条件是（）。 A. CF=0 B. CF=1 C. ZF=0 D. ZF=1 7. 在8086/8088 CPU中，一个最基本的总线读写周期由（1 ）时钟周期(T状态)组成，在T1状态，CPU往总线上发（ 2 ）信息。 ⑴ A. 1个 B. 2个 C. 4个 D. 6个 ⑵ A. 数据 B . 地址 C. 状态 D. 其它 8. 8086有两种工作模式, 最小模式的特点是（1 ）,最大模式的特点是（ 2 ）。 ⑴ A. CPU提供全部控制信号 B. 由编程进行模式设定 C. 不需要8286收发器 D. 需要总线控制器8288 ⑵ A. M/ 引脚可直接引用 B. 由编程进行模式设定 C. 需要总线控制器8288 D. 适用于单一处理机系统 9.在8086微机系统的RAM 存储单元器0000H:002CH开始依次存放23H，0FFH，00H，和0F0H四个字节，该向量对应的中断号是( )。 A. 0AH B. 0BH C. 0CH D. 0DH 10.真值超出机器数表示范围称为溢出,,此时标志寄存器中的( )位被置位 A. OF B AF C PF D CF

微机系统与接口技术(专升本)地质大学期末开卷考试题库及答案

微机系统与接口技术(专 升本) 单选题 1. _____接口标准，不能弥补RS-2 32C在传输距离和传输效率上的不足。( (A) IEEE1284 (B) RS-422 (C) RS-423 (D) RS-485 参考答案：A 2. PCI总线可用于32位或64位系统，采用的总线时钟可以是33MHz和66MHz，当采用66MHz总线时钟工作于64位系统时，其数据传输速率为_____MB/s。 (A) 132 (B) 264 (C) 528 (D) 1056 参考答案：C 3. 8255A在作方式1输入时，采用查询方式读取数据之前，一般应查询___ __信号是否有效。( (A) STB (B) IBF (C) INTE (D) INTR 参考答案：D 4. 下列接口中，_____不是当前计算机的标准并行接口。( (A) 打印机接口 (B) PC机IEE (C) GPIB接口 (D) RS-232C标准接口 (E) 1284接口 参考答案：D 5. 一个接口可由____组成。( (A) 一个端口 (B) 两个端口 (C) 一个I/O地址 (D) 若干个I/O地址参考答案：D 6. 8253一个计数器，工作在方式2， 当计数初值为_____时，输出信号的 周期最长。( (A) FF (B) FE (C) 00 (D) 65536 参考答案：C 7. 总线是微处理器、内存储器和I/O 接口之间相互交换信息的公共通路。总 线中的控制总线是_____的信息通 路。( (A) 处理器向内存储器传送的命令 信号 (B) 微处理器向I/O接口传送的命 令信号 (C) 外界向微处理器传送的状态信 号 (D) 上述三种信号 参考答案：D 8. 采用查询传送方式时，必须要有__ ___。( (A) 中断逻辑 (B) 请求信号 (C) 状态端口 (D) 类型号 参考答案：C 9. 下列哪种总线的数据传输方式在连 接一个慢速设备的时候需要降低系统 时钟_____。( (A) 同步式 (B) 异步式 (C) 半同步式 (D) 分离式 参考答案：A 10. 串行异步通信的实现，必须作到_ ____。( (A) 通信双方有同步时钟的传送， 以实现同步 (B) 一块数据传送结束时，用循环 冗余校验码进行校验 (C) 以字符为传送信息的单位，按 约定配上起始位、停止位和校验位 (D) 与块间用同步字符0111111 0隔开 参考答案：C 11. 关于接口的叙述，下列不正确的是 _____。( (A) 各种各样的外设必须通过各自 的接口才能和CPU连接在一起； (B) 接口就相当于一个信息的中转 站； (C) 接口就是CPU能够直接访问 的寄存器或者特定电路； (D) 微机系统的性能是由接口电路 的好坏来体现的。 参考答案：C 12. 有关存储器映象I/O方式正确描 述的是_____。( (A) 又称为I/O独立方式 (B) I/O端口地址空间独立于存贮 器地址空间 (C) 增加地址译码的复杂性 (D) I/O指令类型较少 参考答案：D 13. 有关8255A PC口的说法错误的 是_____。( (A) 可作数据口，也可作状态口， 又可当联络信号用 (B) 对PC口可进行按位置位和复 位操作 (C) PC口8位可分为两个4位端 口，也可分成一个5位一个3位端 口 (D) 在方式1下，对PC口读是读 的中断允许位，写是写的状态字 参考答案：D 14. 一个8位DAC（二进制），量程 为5V（电压型），则对应3V的输出 需输入的数字量是_____。( (A) FFH (B) 33H (C) 9AH (D) 5EH 参考答案：C 15. 在PC/XT机中，不列不属于输入 /输出方式的是_____。 (A) 程序控制I/O (B) 中断驱动I/O (C) DMA方式 (D) 存储器访问方式

微机原理最新大全复习资料

微机原理与接口技术 第一章 1-1、微处理器、微机和微机系统三者之间有什么不同？ 答：微处理器：利用微电子技术将运算器可控制器做在统一集成电路上的一个独立部件。 微机：通过总线把I/O接口电路、CPU 和半导体存储器有机的组合在一起，即构成一台计算机的物理装置，称为微机。 微机系统：微机配上外部设备、系统电源和系统软件就构成了一个微机系统，简称系统机。 1-2、CPU 在内部结构上由哪几部分组成？ 答：寄存器阵列（RS ）、算术和逻辑运算单元（ALU ）、控制器、内部总线、缓冲寄存器 1-3、8088/8086的总线接口部件有什么功能？其执行部件又有什么功能？ 答：8088/8086CPU从功能上说，分为总线接口（BIU ）和执行单元（EU ）。 BIU 负责与存储器、I/O端口传送数据。BIU 从内存取指令送到指令队列排队。CPU 在执行指令时，BIU 要配合执行部件从指令的内存单元或外设端口取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的运行结果传送给指定的内存单元或外设端口中。 EU 部分则负责指令的执行。 1-4、8088/8086的状态标志和控制标志分别有哪些？ 答：

1-7、8088/8086 20位地址是怎样形成的？当CS=2000H，IP=0100H，其指向的物理地址等于多少？ 答：段寄存器左移4位（即乘以16），然后与16位的偏移量相加即得到20位的地址。20100H 第四章、PC 总线与接口标准 4-1、名词解释：总线、总线标准和接口标准。 答：总线：所谓总线就是模块与模块之间、设备与设备之间的一组进行互联和传输信息的信号线。信息包括指令、数据和地址。 总线标准：所谓总线标准是指芯片之间、扩展卡之间和机器之间通过总线进行连接时，应该遵守的一些协议和规范。这些协议和规范一般包括硬件和软件两个方面。 接口标准：所谓接口标准是指I/O接口设备的规范，涉及信号线的定义、信息传输速率、传输方向和拓扑结构，以及电气特性和机械特性等多个方面。 4-2、总线标准和接口标准的差别？ 答：（1）总线标准是公用的，可以挂载多种不同类型的功能设备，而接口标准是专用的，一般只能挂载一类或一种设备。 （2）总线一般通过主板上的扩展槽形式提供使用，而接口一般是以接口插座（头）形式提供使用。 4-3、总线的分类？ 答：1、按总线所在的位置分：片内总线、内部总线、外部总线。 2、按信息传形式分：并行总线、串行总线。

微机原理与接口技术

第二章 8086系统结构 一、 8086CPU 的内部结构 1.总线接口部件BIU （Bus Interface Unit ） 组成：20位地址加法器，专用寄存器组，6字节指令队列，总线控制电路。 作用：负责从内存指定单元中取出指令，送入指令流队列中排队；取出指令所需的操作 数送EU 单元去执行。 工作过程：由段寄存器与IP 形成20位物理地址送地址总线，由总线控制电路发出存储器“读”信号，按给定的地址从存储器中取出指令，送到指令队列中等待执行。 *当指令队列有2个或2个以上的字节空余时，BIU 自动将指令取到指令队列中。若遇到转移指令等，则将指令队列清空，BIU 重新取新地址中的指令代码，送入指令队列。 *指令指针IP 由BIU 自动修改，IP 总是指向下一条将要执行指令的地址。 2.指令执行部件EU （Exection Unit) 组成：算术逻辑单元（ALU ），标志寄存器（FR ），通用寄存器，EU 控制系统等。 作用：负责指令的执行，完成指令的操作。 工作过程：从队列中取得指令，进行译码，根据指令要求向EU 内部各部件发出控制命令，完成执行指令的功能。若执行指令需要访问存储器或I/O 端口，则EU 将操作数的偏移地址送给BIU ，由BIU 取得操作数送给EU 。 二、 8088/8086的寄存器结构 标志寄存器 ALU DI DH SP SI BP DL AL AH BL BH CL CH ES SS DS CS 内部暂存器输入 / 输出控制 电路1432EU 控制系 统20位16位8086总线指令 队列总线 接口单元执行 单元 6 516位 属第三代微处理器 运算能力： 数据总线：DB

微机原理与接口技术楼顺天版课后题答案

微机原理与接口技术 楼顺天 周佳社编著 科学出版社 找了好久，终于在期末从老师那儿弄了一份，希望对大家有用！ t cyc (R)＜4T －t da －t D －T 其中：T 为8086微处理器的时钟周期；t da 为8086微处理器的地址总线延时时间；t D 为各种因素引起的总线附加延时。这里的t D 应该认为是总线长度、附加逻辑电路、总线驱动器等引起的延时时间总和。 同理，存储器芯片的最小写入时间应满足如下表达式： t cyc (W)＜4T －t da ―t D ―T 4.用下列RAM 芯片构成32kB 存储器模块，各需多少芯片16位地址总线中有多少位参与片内寻址多少位可用作片选控制信号 (1)1k ×1 (2)1k ×4 (3)4k ×8 (4)16k ×4 解：(1)1k ×1 328 25611 K K ?=?片， 片内寻址： 09A A :，共10位； 片选控制信号：1015A A :，共6位。 (2)1k ×4 328 6414 K K ?=?片， 片内寻址： 09A A :，共10位； 片选控制信号：1015A A :，共6位。 (3)4k ×8 328 848 K K ?=?片， 片内寻址：011A A :，共12位； 片选控制信号：1215A A :，共4位。 (4)16k ×4 328 4164 K K ?=?片， 片内寻址：013A A :，共14位； 片选控制信号：1415A A ，共2位。 5.若存储器模块的存储容量为256kB ，则利用上题中给出的RAM 芯片，求出构成256kB 存储模块各需多少块芯片20位地址总线中有多少位参与片内寻址多少位可用作片选控制信号 解：(1)1k ×1

微机原理与接口技术习题答案5章(供参考)

第5章 总线及其形成 1. 微处理器的外部结构表现为 数量有限的输入输出引脚 ，它们构成了微处理器级总线。 2. 微处理器级总线经过形成电路之后形成了 系统级总线 。 3. 简述总线的定义及在计算机系统中采用标准化总线的优点。 答：总线是计算机系统中模块（或子系统）之间传输数据、地址和控制信号的公共通道， 它是一组公用导线，是计算机系统的重要组成部分。 采用标准化总线的优点是： 1) 简化软、硬件设计。 2) 简化系统结构。 3) 易于系统扩展。 4) 便于系统更新。 5) 便于调试和维修。 4. 在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成哪几类。 答：在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成：片内总线、元件级总线、 系统总线和通信总线。 5. 简述RESET 信号的有效形式和系统复位后的启动地址。 答：RESET 为系统复位信号，高电平有效，其有效信号至少要保持四个时钟周期，且复 位信号上升沿要与CLK 下降沿同步。 系统复位后的启动地址为0FFFF0H 。即：（CS ）=0FFFFH ，（IP ）=0000H 。 6. 8086 CPU 的IO M/信号在访问存储器时为 高 电平，访问I/O 端口时为 低 电平。 7. 在8086系统总线结构中，为什么要有地址锁存器？ 答：8086CPU 有20条地址线和16条数据线，为了减少引脚，采用了分时复用，共占了 20条引脚。这20条引脚在总线周期的T1状态输出地址。为了使地址信息在总线周期的其 他T 状态仍保持有效，总线控制逻辑必须有一个地址锁存器，把T1状态输出的20位地址信 息进行锁存。 8. 根据传送信息的种类不同，系统总线分为 数据总线 、 地址总线 和 控制总线 。 9. 三态逻辑电路输出信号的三个状态是 高电平 、 低电平 和 高阻态 。 10. 在8086的基本读总线周期中，在1T 状态开始输出有效的ALE 信号；在2T 状态开始输出

《现代微机原理与接口技术》部分习题答案

《现代微机原理与接口技术》部分习题答案 第1章 5. 在8088/8086中，逻辑地址FFFF∶0001, 00A2∶37F 和B800∶173F的物理地址分别是多少？ 答：物理地址＝段地址×10H＋偏移地址 所以FFFF：0001的物理地址是FFFFH×10H＋0001H＝FFFF1H 00A2：37F的物理地址是00A2×10H＋037FH=00D9FH B800：173F的物理地址是B800×10H＋173F=B973FH 6. 在8088/8086中，从物理地址388H开始顺序存放下列三个双字节的数据，651AH, D761H和007BH，请问物理地址388H, 389H, 38AH, 38BH, 38CH和38DH 6个单元中分别是什么数据？

答： 13. PC/XT机中的各种系统支持芯片的功能在815EP为处理器支持核心的PC机中分别由什么部件完成？ 答：对照PC/XT的基本结构图和815EP芯片组，我们可以看到：数学协处理器已经集成到了奔腾级的CPU中，8237DMA控制器、8253定时/计数器、8259中断控制器等都被集成到了82801BA芯片中。串口、并口、键盘、鼠标等功能集成到SIO LPC48B27X芯片中。

第2章 6. 请简述I/O保护的实现原理。 答：首先要明确一点，在DOS环境（实地址模式）下，I/O是没有保护的，只有在保护模式下才有I/O的保护功能。 I/O保护有两种机构：I/O特权级IOPL（I/O Privilege Level）和I/O允许位映像（I/O Permission Bit Map）。EFLAG 标志寄存器中IOPL字段定义使用I/O相关指令的权限；任务状态段TSS（Task State Segment）的I/O允许位映像用来修正IOPL对I/O敏感指令的影响，允许较低特权级的程序或任务访问某些I/O端口。 在保护方式下，当处理器遇到一条I/O指令（IN, INS, OUT和OUTS）时，它首先检查CPL

微机原理与接口技术试题库(含答案)汇总

一、问答题 1、下列字符表示成相应的ASCII码是多少？ （1）换行0AH （2）字母“Q”51H （3）空格20H 2、下列各机器数所表示数的范围是多少？ （1）8位二进制无符号定点整数； 0~255 （2）8位二进制无符号定点小数；0.996094 （3）16位二进制无符号定点整数；0~65535 （4）用补码表示的16位二进制有符号整数；-32768~32767 3、(111)X=273，基数X=？16 4、有一个二进制小数X=0.X1X2X3X4X5X6 (1)若使X≥1/2，则X1……X6应满足什么条件? X1=1 若使X＞1/8，则X1……X6应满足什么条件？X1∨X2 ∨X3=1 (2) 5、有两个二进制数X=01101010，Y=10001100，试比较它们的大小。 （1）X和Y两个数均为无符号数；X＞Y （2）X和Y两个数均为有符号的补码数。X

微机原理与接口技术试题库含答案

电子科技大学微机原理与接口技术试题 一、问答题 1、下列字符表示成相应的ASCII码是多少？ （1）换行 0AH （2）字母“Q” 51H （3）空格 20H 2、下列各机器数所表示数的范围是多少？ （1）8位二进制无符号定点整数； 0~255 （2）8位二进制无符号定点小数；0.996094 （3）16位二进制无符号定点整数；0~65535 （4）用补码表示的16位二进制有符号整数；-32768~32767 3、(111)X=273，基数X=？16 4、有一个二进制小数X=0.X 1X 2 X 3 X 4 X 5 X 6 (1)若使X≥1/2，则X 1……X 6 应满足什么条件? X1=1 若使X＞1/8，则X 1……X 6 应满足什么条件？X1∨ X2 ∨ X3=1 （1）X和Y两个数均为无符号数； （2）X和Y两个数均为有符号的补码数。 二、填空题 1、对于R进制数来说，其基数（能使用的数字符号个数）是 R 个，能使用的最小数字符号是 0 。 1、2、十进制数72转换成八进制数是 110Q 。 3、与十进制数67等值的十六进制数是 43H 。 1、4、二进制数101.011转换成十进制数是 5.375 。 2、5、十六进制数0E12转换成二进制数是 1110 0001 0010B 。 三、选择题 1、在计算机内部，一切信息的存取、处理和传送都是以 D 形式进行的。 A）EBCDIC码 B）ASCII码 C）十六进制编码 D）二进制编码

2、与十进制数56等值的二进制数是 A 。 A）111000 B）111001 C）101111 D）110110 3、十进制数59转换成八进制数是 A 。 A）73Q B）37Q C）59Q D）112Q 4、与十进制数58.75等值的十六进制数是 B 。 A）A3.CH B)3A.CH C)3A.23H D)C.3AH 5、二进制数1101.01转换成十进制数是 C 。 A）17.256 B)13.5 C)13.25 D)17.5 6、二进制数111010.11转换成十六进制数是 B 。 A）3ACH B）3A.CH C)3A3H D)3A.3H 7、十六进制数1CB.D8转换成二进制数是 D 。 8、将十六进制数FF.1转换成十进制数是 C 。 A）255.625 B)2501625 C)255.0625 D)250.0625 9、十进制正数43的八位二进制原码 B 。 10、十进制正数38的八位二进制补码是 D 。 四、是非判断题 1、在第三代计算机期间出现了操作系统。（√） 2、对于种类不同的计算机，其机器指令系统都是相同的。（×） 3、在计算机中，数据单位bit的意思是字节。（×） 4、八进制数的基数为8，因此在八进制数中可以使用的数字符号是0、1、2、3、4、 5、 6、 7、8。（×） 5、在汉字国标码GB2312-80的字符集中，共收集了6763个常用汉字。（√） 1. 微处理器，微型计算机和微型计算机系统三者之间有何区别？ 答：微处理器即CPU，它包括运算器、控制器、寄存器阵列和内部总线等部分，用于实现微型计算机的运算和控制功能，是微型计算机的核心；一台微型计算机由微处理器、内存储器、I/O接口电路以及总线构成；微型计算机系统则包括硬件系统和软件系统两大部分，其中硬件系统又包括微型计算机和外围设备；由此可见,微处理器是微型计算机的重要组成部分，而微型计算机系统又主要由微型计算机作为其硬件构成。 2. CPU在内部结构上由哪几部分构成？CPU应具备哪些主要功能？ 答：CPU在内部结构上由运算器、控制器、寄存器阵列和内部总线等各部分构成，其主要功能是完成各种算数及逻辑运算，并实现对整个微型计算机控制，为此，其内部又必须具备传递和暂存数据的功能。