《微機原理與接口技術》習題解答

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1、43《微機原理與接口技術》習題解答習題11.1馮·諾依曼型計算機的設計方案有哪些特點？【解答】馮·諾依曼型計算機的設計方案是“存儲程序”和“程序控制”，有以下5方面特點：（1）用二進制數(shù)表示數(shù)據(jù)和指令；（2）指令和數(shù)據(jù)存儲在內部存儲器中，按順序自動依次執(zhí)行指令；（3）由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備組成基本硬件系統(tǒng)；（4）由控制器來控制程序和數(shù)據(jù)的存取及程序的執(zhí)行；（5）以運算器為核心。1.2微處理器和微型計算機的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段？各典型芯片具備哪些特點？【解答】經(jīng)歷了6代演變，各典型芯片的特點如表1-1所示。表1-1微處理器的發(fā)展及典型

2、芯片的特點發(fā)展時代類別典型芯片及性能特點第一代（1971~1973年）4、8位低檔微處理器Intel4004集成2300多個晶體管，主頻108KHz，尋址640Byte，指令系統(tǒng)簡單；Intel8008采用PMOS工藝，集成3500晶體管，基本指令48條，主頻500KHz。第二代（1974~1977年）8位中高檔微處理器Intel8080采用NMOS工藝，集成6000晶體管，主頻2MHz，指令系統(tǒng)較完善，尋址能力增強，運算速度提高了一個數(shù)量級。第三代（1978~1984年）16位微處理器Intel8086采用HMOS工藝，集成29000晶體管，主頻5M

3、Hz/8MHz/10MHz，尋址1MB。Intel80286集成度達到13.4萬晶體管，主頻20MHz。第四代（1985~1992年）32位微處理器Intel80386集成27.5萬個晶體管，主頻33MHz，4GB物理尋址。有分段存儲和分頁存儲部件，可管理64TB虛擬存儲空間。Intel80486集成120萬個晶體管，包含浮點運算部件和8KB的一級高速緩沖存儲器Cache。第五代（1993~1999年）超級32位微處理器IntelPentium、PentiumPro、PentiumMMX、PentiumII、PentiumIII、Pentium4微處理

4、器等，采用新式處理器結構，數(shù)據(jù)加密、視頻壓縮和對等網(wǎng)絡等方面性能有較大幅度提高。第六代（2000年以后）64位微處理器Merced由Intel公司與HP公司聯(lián)手開發(fā)的Merced采用全新的IA-64結構設計，是一種采用長指令字、指令預測、分支消除、推理裝入和其他一些先進技術的全新結構微處理器。1.3微型計算機的特點和主要性能指標有那些?【解答】除具有運算速度快、計算精度高、有記憶能力和邏輯判斷能力、可自動連續(xù)工作等基本特點以外，還具有功能強、可靠性高、價格低廉、結構靈活、適應性強、體積小、重量輕、功耗低、使用和維護方便等。微型計算機的性能指標與系統(tǒng)結構

5、、指令系統(tǒng)、硬件組成、外部設備以及軟件配備等有關。常用的微型計算機性能指標主要有：字長、主頻、內存容量、指令數(shù)、基本指令執(zhí)行時間、可靠性、兼容性、性能價格比等。431.4常見的微型計算機硬件結構由哪些部分組成？各部分的主要功能和特點是什么？【解答】微型計算機硬件一般由微處理器、內存儲器、外存儲器、系統(tǒng)總線、接口電路、輸入/輸出設備等部件組成。主要組成部件的功能和特點分析如下：（1）微處理器：是微型計算機的核心部件，由運算單元ALU、控制單元、寄存器組以及總線接口部件等組成，其功能是負責統(tǒng)一協(xié)調、管理和控制系統(tǒng)中的各個部件有機地工作。（2）內存儲器：用來

6、存放計算機工作過程中需要的操作數(shù)據(jù)和程序?？煞譃殡S機存儲器RAM和只讀存儲器ROM。RAM存放當前參與運行的各種程序和數(shù)據(jù)，特點是信息可讀可寫，存取方便，但信息斷電后會丟失；ROM用于存放各種固定的程序和數(shù)據(jù)，特點是信息固定不變，關機后原存儲的信息不會丟失。（3）系統(tǒng)總線：是CPU與其它部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通道?？煞殖蓴?shù)據(jù)總線DB、地址總線AB、控制總線CB。（4）輸入/輸出接口電路：完成微型計算機與外部設備之間的信息交換。由寄存器組、專用存儲器和控制電路等組成。（5）主機板：由CPU插座、芯片組、內存插槽、系統(tǒng)BIOS、CMOS、總

7、線擴展槽、串行/并行接口、各種跳線和一些輔助電路等硬件組成。（6）外存儲器：使用最多的是磁盤存儲器（軟盤、硬盤）和光盤存儲器。外存儲器容量大，保存的信息不會丟失。（7）輸入/輸入設備：是微型計算機系統(tǒng)與外部進行通信聯(lián)系的主要裝置。常用的有鍵盤、鼠標、顯示器、打印機和掃描儀等。1.5什么是微型計算機的系統(tǒng)總線？說明數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線各自的作用?！窘獯稹肯到y(tǒng)總線是CPU與其它部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通道。（1）數(shù)據(jù)總線：用來傳送數(shù)據(jù)，主要實現(xiàn)CPU與內存儲器或I/O設備之間、內存儲器與I/O設備或外存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送。（2）地址總

8、線：用來傳送地址。主要實現(xiàn)從CPU送地址至內存儲器和I/O設備，或從外存儲器傳送地址至內存儲器