微機(jī)原理與接口技術(shù)習(xí)題測(cè)驗(yàn)解答

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

2、型芯片的特點(diǎn)發(fā)展時(shí)代類別典型芯片及性能特點(diǎn)第一代（1971~1973年）4、8位低檔微處理器Intel4004集成2300多個(gè)晶體管，主頻108KHz，尋址640Byte，指令系統(tǒng)簡(jiǎn)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(qiáng)，運(yùn)算速度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)。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

3、5MHz/8MHz/10MHz，尋址1MB。Intel80286集成度達(dá)到13.4萬(wàn)晶體管，主頻20MHz。第四代（1985~1992年）32位微處理器Intel80386集成27.5萬(wàn)個(gè)晶體管，主頻33MHz，4GB物理尋址。有分段存儲(chǔ)和分頁(yè)存儲(chǔ)部件，可管理64TB虛擬存儲(chǔ)空間。Intel80486集成120萬(wàn)個(gè)晶體管，包含浮點(diǎn)運(yùn)算部件和8KB的一級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器Cache。第五代（1993~1999年）超級(jí)32位微處理器IntelPentium、PentiumPro、PentiumMMX、PentiumII、PentiumIII、Pentium4

4、微處理器等，采用新式處理器結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)加密、視頻壓縮和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是一種采用長(zhǎng)指令字、指令預(yù)測(cè)、分支消除、推理裝入和其他一些先進(jìn)技術(shù)的全新結(jié)構(gòu)微處理器。1.3微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和主要性能指標(biāo)有那些?【解答】除具有運(yùn)算速度快、計(jì)算精度高、有記憶能力和邏輯判斷能力、可自動(dòng)連續(xù)工作等基本特點(diǎn)以外，還具有功能強(qiáng)、可靠性高、價(jià)格低廉、結(jié)構(gòu)靈活、適應(yīng)性強(qiáng)、體積小、重量輕、功耗低、使用和維護(hù)方便等。微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)與

5、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、硬件組成、外部設(shè)備以及軟件配備等有關(guān)。常用的微型計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)主要有：字長(zhǎng)、主頻、內(nèi)存容量、指令數(shù)、基本指令執(zhí)行時(shí)間、可靠性、兼容性、性能價(jià)格比等。431.4常見的微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)由哪些部分組成？各部分的主要功能和特點(diǎn)是什么？【解答】微型計(jì)算機(jī)硬件一般由微處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器、系統(tǒng)總線、接口電路、輸入/輸出設(shè)備等部件組成。主要組成部件的功能和特點(diǎn)分析如下：（1）微處理器：是微型計(jì)算機(jī)的核心部件，由運(yùn)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(fù)責(zé)統(tǒng)一協(xié)調(diào)、管理和控制系統(tǒng)中的各個(gè)部件有機(jī)地工作。（2）內(nèi)存

6、儲(chǔ)器：用來(lái)存放計(jì)算機(jī)工作過(guò)程中需要的操作數(shù)據(jù)和程序。可分為隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM和只讀存儲(chǔ)器ROM。RAM存放當(dāng)前參與運(yùn)行的各種程序和數(shù)據(jù)，特點(diǎn)是信息可讀可寫，存取方便，但信息斷電后會(huì)丟失；ROM用于存放各種固定的程序和數(shù)據(jù)，特點(diǎn)是信息固定不變，關(guān)機(jī)后原存儲(chǔ)的信息不會(huì)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。可分成數(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(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的信息交換。由寄存器組、專用存儲(chǔ)器和控制電路等組成。（5）主機(jī)板：由CPU插座、芯片組、內(nèi)存插槽、系統(tǒng)BIOS、

7、CMOS、總線擴(kuò)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(chǔ)器：使用最多的是磁盤存儲(chǔ)器（軟盤、硬盤）和光盤存儲(chǔ)器。外存儲(chǔ)器容量大，保存的信息不會(huì)丟失。（7）輸入/輸入設(shè)備：是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部進(jìn)行通信聯(lián)系的主要裝置。常用的有鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)和掃描儀等。1.5什么是微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線？說(shuō)明數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線各自的作用。【解答】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。（1）數(shù)據(jù)總線：用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，主要實(shí)現(xiàn)CPU與內(nèi)存儲(chǔ)器或I/O設(shè)備之間、內(nèi)存儲(chǔ)器與I/O設(shè)備或外存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送

8、。（2）地址總線：用來(lái)傳送地址。主要實(shí)現(xiàn)從CPU送地址至內(nèi)存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備，或從外存儲(chǔ)器傳送地址至內(nèi)存儲(chǔ)器