《微机原理及组装维护技术》课后答案上-蒋星军周欣然

PAGEPAGE5微机原理及组装维护技术习题答案第一章1．选择题（1）C（2）B（3）A（4）C（5）C2．简答题（1）什么是微处理器？什么是微机？什么是微机系统？答案：微处理器：是一块由算术逻辑运算单元、控制器单元、寄存器组以及内部总线接口等构成的大规模集成电路芯片，通常又简称为CPU。微型计算机：是以微处理器芯片为核心，配上内存芯片、系统总线与I/O接口电路（主板）、输入设备、输出设备、外部存储设备以及电源机箱等构成的硬件装置，简称微型机或微机。微型计算机系统：是以微型计算机为主体，配上系统软件与应用软件而组成的系统，简称微机系统。但在很多情况下，人们也将其简称为“微机”或“系统”。（2）简述微型计算机的发展经历了哪几个阶段。答案：第一阶段（1971～1973年）是4位和8位低档微处理器时代，通常称为第一代。第二阶段（1974～1977年）是8位中高档微处理器时代，通常称为第二代。第三阶段（1978～1984年）是16位微处理器时代，通常称为第三代。第四阶段（1985～1992年）是32位微处理器时代，通常称为第四代。第五阶段（1993～2002年）是超级32位微处理器时代，通常称为第五代。第六阶段（2003年以后）是64位及多核微处理器时代，通常称为第六代。（3）简述微型计算机的主要应用领域。答案：科学计算办公自动化信息管理过程控制多媒体应用计算机辅助处理网络与通讯人工智能（4）简述微型计算机的主要特点和性能指标。答案：主要特点：功能强可靠性高价格低适应性强体积小、重量轻维护方便性能指标：字长运算速度内存容量内存速度系统总线的传输速率性能价格比除了上述的各项指标外，还可以综合考虑Cache的容量、外部设备的配置、软件的配置、系统的可靠性和兼容性等。（5）将下列十进制数分别转换为二进制数、十六进制数和BCD码。①25.82②412.15答案：①25.82D=11001.1101B=19.DHBCD码为00100101.10000010②412.15D=110011100.0010B=19C.2HBCD码为010000010010.00010101（6）将下列二进制数分别转换为十进制数和十六进制数。①111001.101②110010.1101答案：①111001.101B=57.625D=39.AH②110010.1101B=50.8125D=32.DH（7）将下列十六进制数分别转换为二进制数和十进制数。①7B.21②127.1C答案：①7B.21H=1111011.00100001B=123.129D②127.1CH=100100111.00011100B=295.109375D（8）写出下列十进制数的原码、反码、补码表示（采用8位二进制数）。①96②-115答案：①96D的原码=01100000B96D的反码=01100000B96D的补码=01100000B②-115的原码=11110011B-115的反码=10001100B-115的补码=10001101B（9）已知下列补码求出真值的十进制表示。①92H②4C26H答案：①-110D②19494D（10）查表写出下列字符的ASCII码。a、K、G、+、DEL、SP、CR、$答案：61H、4BH、47H、2BH、7FH、20H、0DH、24H第二章1．选择题（1）D（2）A（3）D（4）B（5）B（6）B（7）B（8）C（9）A（10）D2．简答题（1）计算机由哪五大部件组成？其功能是什么？答案：由运算器、控制器、存储器以及输入和输出设备五大部件组成。运算器：是信息加工处理部件，其核心部件是算术逻辑单元ALU，运算器在控制器的控制下对数据进行各种算术运算和逻辑运算。控制器：是整个计算机的指挥中心，负责取指令以及对指令进行分析与执行，发出各种控制信号控制计算机各部件协调工作，使计算机有序地执行程序。存储器：是计算机的记忆部件，用来存放程序和数据，是计算机中各种信息存储和交流的中心。存储器分为内存储器（简称内存或主存）和外存储器（简称外存或辅存），外存的程序和数据要调入内存才能进行处理。输入设备：用于接收操作者输入的程序、数据和各种命令，并将它们转换成计算机能识别的二进制形式存放到内存中。输出设备：用于将保存在内存中的经计算机处理后的结果，以人们或其他设备所能接受的形式输出。（2）存储程序控制的基本思想主要体现在哪些方面？答案：存储程序控制是冯·诺依曼计算机体系结构的核心，其基本思想包含以下3个方面：编制程序：为了使计算机能快速求解问题，必须把要解决的问题按照处理步骤编成程序，使计算机工作时的复杂处理机制变得有“序”可循。存储程序：计算机要完成自动解题任务，必须能把事先设计的、用以描述计算机解题过程的程序和数据存储起来。自动执行：启动计算机后，计算机能按照程序规定的顺序，自动、连续地执行指令。计算机自动连续地执行指令的过程可概括为：取指令、分析指令和执行指令三个步骤。当然，在运行过程中，允许人工干预。（3）微机系统由哪些部分组成？答案：（4）什么是微机的系统总线？三类总线有何作用？答案：系统总线：是CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。各个部件可直接用系统总线相连，信号通过总线相互传送。根据传送内容可以分成：●数据总线DB（DataBus）：用于CPU、主存储器及I/O接口之间传送数据信息。数据总线一般为双向总线，总线的宽度等于计算机的字长。●地址总线AB（AddressBus）：用于CPU访问主存储器和I/O接口时，传送相关的地址信息。在计算机中，存储器、I/O接口等都有各自的地址，地址总线的宽度决定CPU的寻址能力。●控制总线CB（ControlBus）：用于CPU、主存储器及I/O接口之间传送控制及状态信息。控制总线是控制器发送控制信号及接收状态信号的通道，控制及状态信号通过控制总线通往各个部件，使这些部件完成指定的操作。（5）8086CPU的总线接口部件有什么功能？其执行部件又有什么功能？答案：总线接口部件BIU：BIU中设有4个16位段地址寄存器，即代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES；1个16位指令指针寄存器IP；1个6字节指令队列缓冲器；以及20位地址加法器和总线控制电路等。BIU的主要功能是：根据EU的请求，完成CPU与主存储器或I/O接口之间的数据传送。BIU从内存读取指令送到指令队列（6个字节）中排队由EU来执行，EU执行指令时，BIU按指令要求从指定的内存单元或I/O端口读取数据传送给EU处理，或者将EU的处理结果传送到指定的内存单元或I/O端口中。执行部件EU：EU中设有1个16位算术逻辑单元（ALU），8个16位通用寄存器，1个16位状态标志寄存器和执行部件控制电路等。EU的主要功能是：从BIU的指令队列中取出指令代码，经控制电路的指令译码后执行指令规定的全部操作。执行指令所需的数据或执行结果，都由EU向BIU发出命令，对主存储器或I/O接口进行读/写操作。（6）8086CPU的数据总线和地址总线各是多少位？最大的内存空间是多少？最大的I/O寻址空间是多少？答案：数据总线16位，地址总线20位，最大的内存空间是1MB，最大的I/O寻址空间64KB。（7）什么是逻辑地址，它由哪两部分组成？8086的物理地址是怎样形成的？答案：逻辑地址：是在程序中使用的地址，由段地址和偏移地址两部分组成。表示形式为“段地址:偏移地址”。物理地址：是存储器的实际地址。物理地址由段地址左移4位加偏移地址形成。其计算公式为：物理地址=段地址×10H＋偏移地址（8）有一个由10个字组成的数据区，其起始地址为1200H：9120H，试写出该数据区的首末存储单元的实际地址。答案：首存储单元的实际地址12000H+9120H=1B120H末存储单元的实际地址1B120H+14H-1=1B133H（9）若一个程序段开始执行之前，（CS）=33A0H，（IP）=0130H，该程序段的起始实际地址是多少？答案：33A00H+0130H=33B30H（10）什么是8086CPU的总线周期？至少包括多少个时钟周期？答案：总线周期：它是CPU经外部总线对内存储器或I/O端口进行一次信息的输入或输出操作所需要的时间。一般至少需要4个时钟周期来完成。（11）什么是指令和指令系统？指令通常由哪两部分组成？8086指令系统中有哪四类操作数？答案：指令是要求计算机执行某种特定操作的命令。计算机所能执行的全部指令的集合称为指令系统。指令通常由操作码和操作数两部分组成。8086指令系统中的操作数有以下四种类型：①立即操作数：包含在指令中，即指令中的操作数部分就是操作数本身。②寄存器操作数：指向CPU的某个内部寄存器中的数据，这时指令中的操作数部分表示为CPU内部寄存器名称。③存储器操作数：指向内存的数据区中，这时指令中的操作数部分表示为此操作数所在的内存地址（偏移地址）。④I/O端口操作数：指向输入/输出端口。（12）什么是寻址方式？指令的寻址方式有哪两种？操作数的寻址方式有哪四种？8086CPU的指令系统按功能分为哪六类指令？答案：寻找指令或操作数的方式称为寻址方式。指令的寻址方式有两种：即顺序寻址方式和跳跃寻址方式。操作数的寻址方式有四种：即立即数寻址方式、寄存器寻址方式、存储器寻址方式和I/O端口寻址方式。8086CPU的指令系统按功能分为数据传送类、算术运算类、逻辑运算（位操作）类、串操作类、控制转移类、处理器控制类等6类指令。（13）总线的功能是什么？它的性能主要由哪些因素决定？关系如何？答案：总线的功能是以共享、分时的方式为多个部件提供信息交换通道。总线的性能主要用总线的带宽（总线的传输速率，即单位时间内总线上能传送的最大数据量）来衡量。与其密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率，它们之间有如下的关系：总线的带宽＝总线的工作频率×总线的位宽/8（B/s）或总线的带宽＝（总线的位宽/8）/总线周期（B/s）（14）目前微机常用的扩展总线有哪两种？哪种是并行总线？哪种是串行总线？答案：PCI和PCI-E，PCI是并行总线，PCI-E是串行总线。（15）什么是接口？I/O接口与外设传送的信息通常包含哪三类？答案：I/O接口是指CPU与外部设备之间通过总线进行连接的逻辑部件（或电路），它是CPU与外设进行信息交换的中转站。CPU通过I/O接口与外设传送的信息通常包含有三类：数据信息、状态信息和控制信息。（16）串行接口有哪三种传送模式？有哪两种数据格式？答案：在串行通信时，可具体分为单工、半双工、全双工传送模式。在串行通信时，还可具体分为串行同步通信和串行异步通信两种数据格式。（17）输入/输出的传送控制方式有哪几种？答案：微机与外设之间的信息交换，通过I/O接口的数据传送控制方式有：程序控制方式（包括无条件传送和条件传送方式）、中断控制方式和DMA（直接存储器存取）控制方式。（18）USB是什么？最新主板配备哪两种版本的USB接口？答案：USB是英文UniversalSerialBus的缩写，翻译成中文的含义是“通用串行总线”。它作为一种外设接口，最大特点是支持即插即用和热插拔功能。最新主板配备USB2.0，USB3.0。（19）什么是中断？什么是矢量中断？简述中断处理过程。答案：所谓“中断”是指CPU在正常执行程序的过程中，由于内部/外部事件或由程序的预先安排，引起CPU暂时中断当前程序的运行而转去执行为内部/外部事件或预先安排的事件服务的子程序，待中断服务子程序执行完毕后，CPU再返回到暂停处（断点下一条要执行指令的地址）继续执行原来的程序，这一过程称为中断。矢量中断又称向量中断，通常每个中断源都预先指定一个矢量标志，要求中断源在提出中断请求时提供该中断矢量标志。当CPU响应某个中断源的中断请求时，控制逻辑就将该中断源的矢量标志送入CPU，CPU根据矢量标志自动指向相应的中断服务程序的入口地址，转入中断服务程序。现在的微机大多采用此方法。一个微机系统的中断处理过程大致可分为中断请求、中断响应、中断服务和中断返回四个阶段。（20）8086的中断分为哪两大类？共有多少个中断？答案：8086的中断源可分为两大类：一类是内部中断，另一类是外部中断。共有256个中断。（21）什么是中断类型码？什么是中断向量？什么是中断向量表？它们之间有什么联系？答案：8086系统可以处理256种中断，为了区别每一种中断，为每一个中断安排一个号码，称为中断类型码。每一个中断服务程序都有一个唯一确定的入口地址，中断服务程序的入口地址就称为中断向量。把系统中的所有中断向量集中起来放到存储器的某一区域内，这个存放中断向量的存储区就叫中断向量表（或中断矢量表）。中断类型码（中断矢量号）与中断向量在中断向量表中的位置之间的对应关系为：中断向量地址指针=4× n（n为中断类型码）IP（4n+1，4n），CS（4n+3，4n+2）（22）某中断类型码为08H，它的中断服务程序入口地址为0020H：0040H，写出此中断向量存放在向量表中的地址和内容。答案：00020H~00023H依次存放40H、00H、20H、00H。（23）简述微机的启动过程和工作过程。答案：微机的启动过程：启动电源，向主板和其它部件供电，RESET（重置）信号使CPU初始化。CPU从启动单元地址（FFFF0H）处开始执行指令，这个地址在系统ROM-BIOS的地址范围内（BIOS由硬件映射为内存区域），开始运行自检程序，BIOS将更新ESCD（ExtendedSystemConfigurationData，扩展系统配置数据），ESCD是系统BIOS用来与操作系统交换硬件配置信息的数据，这些数据被存放在CMOS（一小块特殊的RAM，由主板上的电池来供电）之中，ESCD数据更新完毕后，系统BIOS根据用户指定的启动顺序（在CMOS中设置）从软盘、硬盘或光驱等启动。以从硬盘启动为例，CPU将读取并执行硬盘上的主引导记录（程序），读取并执行活动分区的引导记录（程序），读取并运行NTLDR（NTLoader）文件，读取并运行boot.ini文件，装载所选操作系统（如果装了双系统）。微机的工作过程就是不断地从内存中取出指令并执行指令的过程。CPU逐条取出并执行某个程序中的指令，从而完成某项特定的任务。微机工作时，CPU中的总线控制器，按照程序指定的顺序（由代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP指引），到存放程序代码的内存区域中取出指令代码，由CPU控制电路中的指令译码器完成对指令代码的分析，并依据对指令代码的分析结果，适时向各个部件发出完成该指令功能的所有控制信号（微操作信号），即执行指令所规定的具体操作（包括取数据、运算、存结果）。当一条指令执行完毕后，转入下一条指令的取指，当然前一条指令的执行和后一条指令的取指可并行操作（流水线技术），这样周而复始地循环，直到程序运行结束。第三章1．选择题（1）C（2）C（3）B（4）A（5）A2．简答题（1）CPU的主要技术参数有哪些？答案：CPU主要技术参数包括：字长、核心类型与数量、主频、外频、倍频、总线类型与频率、高速缓存、指令集、超线程技术、虚拟化技术、工作电压、制造工艺、封装技术等。（2）什么是CPU的主频、外频和倍频？它们之间的关系怎样？答案：CPU的主频也称为CPU核心工作的时钟频率（CPUClockSpeed），单位是MHz、GHz（1GHz=1000MHz，1MHz=1000kHz，1kHz=1000Hz）。CPU的主频并不是其运算的速度，而是表示在CPU内数字脉冲信号振荡的频率。CPU的外频通常为系统总线的工作频率（系统时钟频率），单位是MHz，是由主板提供的系统总线的基准工作频率，是CPU与主板之间同步运行的时钟频率，主要体现了系统的I/O性能。CPU的倍频，全称是倍频系数，是指CPU主频与外频之间的倍数。它的作用是当系统总线工作在相对较低的频率时，CPU的速度可以通过倍频来提升。主频、外频、倍频具有以下关系：CPU的主频（核心运行的频率）=外频×倍频（系数）（3）目前CPU与主板北桥芯片之间连接的通道（CPU总线）有哪三类？答案：前端总线（FSB）、超传输总线（HT）、快速通道互连总线（QPI）。（4）主板的主要技术参数有哪些？答案：主板的主要技术参数有：主板的主芯片组及整合芯片，支持的CPU规格、内存规格、扩展插槽及I/O接口，主板的供电及板型等。（5）什么是北桥芯片和南桥芯片？各有什么作用？答案：两片构成的芯片组，靠近CPU插座的芯片通常称为北桥芯片，它主要承担高速数据传输部件的连接与管理工作，负责与CPU、内存、PCI-Ex16插槽（显卡）