微机原理与接口技术(钱晓捷版)课后习题答案+解析（第一章）-电脑我帮您

微机原理与接口技术(钱晓捷版)课后习题答案+解析（第一章）

第一章

1.1 简答题

😂（1）计算机字长指的是什么？

答：处理器每个时间单位能够处理的二进制数据位数。（p1）

😂（2）总线信号分成哪三组？

答：地址总线（AB）、数据总线（DB）、控制总线（CB）（p12）

⛔️注意：地址总线：处理机单向输出将要访问的主存单元或I/O端口的地址信息。地址线的多少决定了系统能够直接寻址存储器的容量大小和外设端口范围。

数据总线：处理机进行读操作时，主存或外设的数据通过改组信号线输入处理器；处理器进行写操作时，处理机的数据通过该组信号线输出到主存或外设。数据总线可以双向传输信息，为双向总线，数据线的多少决定了一次能够传送数据的位数。

控制总线：控制总线用于协调系统中各部件的操作.其中，有些信号线将处理器的控制信号或状态信号送往外界；有些信号线将外界的请求或联络信号送往处理器；个别信号线兼有以上两种情况，控制总线决定了总线的功能强弱、适应性的好坏。各类总线的特点主要取决于其控制总线。

😂（3）pc机主存采用DRAM还是SRAM?

答：DRAM:动态随机存储器（Dynamic Random Access Memory）（p15）

⛔️注意：SRAM：静态随机存储器.RAM:随机存取存储器，ROM：只读存储器

为了提高存储系统的存取速度：一方面，微机生产厂商采用存取速度更快的DRAM芯片组成内存系统。另一方面，在处理器与内存之间加入由快速静态随机存储器组成的高速缓冲存储器。

😂（4）Cache是什么意思？

答：高速缓冲存储器:（P5）

⛔️ 注意：是位于CPU和主存储器DRAM（Dynamic Random Access Memory）之间，规模较小，但速度很高的存储器，通常由SRAM（Static Random Access Memory静态存储器）组成。. Cache的功能是提高CPU数据输入输出的速率。. Cache容量小但速度快，内存速度较低但容量大，通过优化调度算法，系统的性能会大大改善，仿佛其存储系统容量与内存相当而访问速度近似Cache

😂（5）ROM-BIOS是什么？

答：基本输入输出系统，是微机软件系统最底层的程序。（p13）

⛔️ 注意：Basic Input /Output System

😂（6）中断是什么？

答：中断是处理器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（中断服务程序），待处理程序结束后仍返回被中断的指令处继续执行的过程。（p14）

⛔️ 注意：中断来自处理器内部就是内部中断，也称为异常；中断来自外部就是外部中断。

😂（7）32位pc机主板的芯片组是什么？

答：主板芯片组是主板的核心部件，它提供主板上的关键逻辑电路。（P15）

😂（8）MASM是指什么？

答： MASM 是微软开发的宏汇编程序。（p21）

😂（9）处理器的“取指--译码-执行周期”是指什么？

答：指的是指令的处理过程。取指：处理器从主存储器读取指令。译码：翻译指令代码的功能。执行：执行指令所规定的操作。（p11）

😂（10）在计算机系统层次结构中，那个层次起着承上启下，软硬件接口的作用？

答：机器语言层，即指令集结构（p16、p18）

⛔️注意：

1.2 判断题

👊（1）软件与硬件的等价性原理说明硬件在功能、性能和成本等方面是等价的。❌

解释：硬件与软件的等价性原理是指软硬件在逻辑功能上的等价，并不意味着在现实中性能和成本的等价。（p18）

👊（2）IA-64结构是IA-32结构的64位扩展，也就是Intel 64结构。❌

解释：IA-64结构不是IA-32结构的64位扩展（p8）

:（3）8086的数据总线为16位，也就是说8086的数据总线的个数或者说条数、位数是16.✔️

解释：（P4）

👊（4）微机主存只要使用RAM就可以了❌

解释：构成主存时既需要RAM（随机存取存储器）也需要ROM（只读存储器），但注意RAM芯片在断电后原存放信息将会丢失，而ROM芯片中的信息可在断电后长期保存。磁盘通常都是RAM，常见的光盘却是ROM.（P12）

👊（5）处理机并不直接连接外设，而是通过I/O接口电路与外设连接。✔️

解释：由于各种外设的工作速度、驱动方法差别很大，无法与处理器直接匹配，所以不可能将他们直接连接到微机主机上，I/O接口充当外设和主机间的桥梁，通过该接口电路来完成信号变换、数据缓冲、联络控制等工作。（p12）

👊（6）处理器是微机的控制中心，内部只包括5大功能部件的控制器。❌

解释：微机的核心是处理器，它采用大规模集成电路技术生产的半导体芯片，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）（p11）

👊（7）Windows的模拟DOS环境与控制台环境是一样的。❌

解释：磁盘操作系统（Disk Operating System,DOS）,DOS是单用户单任务操作系统。多数情况下可以用Windows操作系统模拟DOS环境，模拟环境虽不是真正的DOS平台，但兼容绝大多数DOS应用程序，同时可以借用Windows的强大功能和良好保护。（p20）

👊（8）16位IBM PC/AT采用ISA系统总线。✔️

解释：（p16）

ISA:工业标准结构（Industry Standard Architecture）（p14）

EISA:扩展ISA

ISA:指令集结构（Instruction Set Architecture）（p4）

👊（9）IA-32处理器吸取了RISC技术特长，RISC是指复杂指令集计算机。❌

解释：[精简指令集]（）计算机（RISC:Reduced Instruction Set Computing RISC）,复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computer CISC）,80486及以后的IA-32处理器吸取RISC技术特长，并将其融入CISC中（p5）

👊（10）处理器进行读操作，就是把数据从处理器内部读出传送给主存或外设。❌

解释：处理机进行读操作时，主存或外设的数据通过改组信号线输入处理器；处理器进行写操作时，处理机的数据通过该组信号线输出到主存或外设。（p12）

1.3填空题

😏 （1）cpu是英文Central Processing Unit 的缩写，中文译为中央处理单元，微型机采用一块大规模集成电路芯片构成cpu.

解释：（p1）

😏 （2）intel 8086 支持 1MB容量主存空间，80486支持4GB容量主存空间。

解释：

每个信号只能为高电平与低电平两种状态，对应1或0编码，所以对于20位地址信号线的8086来说，最多能给出220个状态（编码）。每个编码就是一个地址，每个地址指示一个储存单元或I/O接口，其中包含一个字节（Byte）数据。这样8086的主存容量为 220 B=1024*1024B=1024KB=1MB,则含有32为地址总线的80486的主存容量为：

232B=4*1024*1024*1024B=4*1024*1024KB=4*1024MB=4GB（P4）

😏 （3）16位二进制共有216个编码组合，如果一位对应处理器的一个地址信号，16位地址信号共能寻址64KB容量内存空间。

解释：216B=64*1024B=64KB

😏 （4）DOS主要支持两种可执行文件，他们的扩展名分别是EXE和COM

解释：32位控制台和DOS都支持扩展名为EXE的可执行文件，DOS还支持扩展名为COM的可执行文件。批处理文件使用扩展名BAT，在32位控制台和DOS环境都可以应用（P22）

😏 （5）英文缩写ISA常表示PC工业标准结构（Industry Standard Architecture）总线，也表示指令集结构，后者的英文原文是Instruction Set Architecture

解释：p（4）

😏 （6）Windows的文件夹对应的专业术语是目录

解释：Windows为了便与普通用户容易理解，使用了“文件夹”这个通俗的说法表示专业术语“目录”（p21）

😏 （7）Pentium系列处理器的多媒体指令有MMX、SSE、SSE2和SSE3指令。

解释：（P6,p7）

😏 （8）Pentium处理器采用64位数据总线与主存相连。

解释：Pentium虽然仍然为32位结构，但其与主存连接的外部数据总线却是64位。（P6）

😏 （9）最初由IBM公司采用Intel 8088处理器和DOS操作系统推出PC机。

解释：（P1）

😏 （10）处理器执行指令的过程，可以简单地分为三个阶段，即取指、译码和执行周期。

解释：（p11）

1.4说明微型计算机系统的硬件组成及各部分的作用？（p12）

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与控制。
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，也称外设或I/O设备，I/O设备通过I/O接口与主机连接。
总线：各个部件相互连接、传递信息的公用通道，主要含数据总线，地址总线与控制总线

1.5什么是通用微处理器、单片机（微控制器）、DSP芯片、嵌入式系统？（p2）

答：

通用微处理器：适合较广的应用领域的微处理器，例如装在PC机，笔记本电脑，工作站，服务器上的微处理器。
单片机（微控制器，MCU）：是指通常用于控制领域的微处理器芯片，其内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，只需配上少量的外部电路和设备，就可以构成具体的应用系统。
DSP芯片：也称数字信号处理器（Digital Signal Processor）,也是一种微控制器，其更适合处理高速的数字信号，内部集成有高速乘法器，能够进行快速乘法和加法运算。
嵌入式系统：利用微控制器、数字信号处理器或通用微处理器，结合具体应用构成的控制系统。

1.6简述Intel 80x86系列处理器在指令集方面的发展？（p3-p6）

答：8086奠定了基本的16位指令集，80286提供了保护方式的各种指令，80386将指令集全面提升为32位，80486融入了浮点数据处理指令，奔腾系列陆续增加了多媒体指令MMX,SSE,SSE2,SSE3,最新的奔腾4处理器还支持64位指令集。

1.7区别如下概念：助记符、汇编语言、汇编语言程序和汇编程序。

答：

助记符：人们采用便于记忆，并能描述指令功能的符号来表示机器指令操作码，该符号称为指令助记符。
汇编语言：用助记符表示的指令以及使用它们编写程序的规则就形成汇编语言。
汇编语言程序：用汇编语言书写的程序就是汇编语言程序，或称汇编语言源程序，
汇编程序：汇编语言源程序要翻译成机器语言才可以由处理器执行，这个翻译的过程称为“汇编”，完成汇编工作的程序就是汇编程序。

1.8区别如下概念：路径、绝对路径、相对路径、当前目录。系统磁盘上存在某个可执行文件，但在 DOS 环境输入其文件名却提示没有这个文件，是什么原因？（P21）

答：

路径：操作系统已目录形式管理磁盘上的文件，文件所在的分区和目录就是该文件的路径。
绝对路径：从根目录到文件所在目录的完整路径称为“绝对路径”。是保证文件唯一性的标示方法。
相对路径：从系统当前目录到文件所在目录的路径称为相对路径
当前目录：用户当前所在的目录就是当前目录。
提示没有这个文件的原因是指明的路径不正确。（P22）

1.9什么是摩尔定律？它能永久成立吗？（p3）

答：

每18个月，集成电路的性能将提高一倍，而其价格将降低一半。
不能，摩尔定律不会永远持续，因为电子器件的物理极限在悄然接近。

1.10冯·诺依曼计算机的基本设计思想是什么？（p9）

答：

采用二进制形式表示数据和指令，指令由操作符和地址码组成。
将程序和数据存放在存储器中，计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念
指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。
计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了5部分的基本功能。

1.11计算机系统通常划分为哪几个层次？普通计算机用户和软件开发人员对计算机系统认识一样吗？

答：
- 分为七个层次：
  1. 最6层是用户层
  2. 第5层是高级语言层
  3. 第4层是汇编语言层
  4. 第3层是操作系统层
  5. 第2层是机器语言层
  6. 第1层是控制层
  7. 第0层是数字电路层
- 普通计算机用户和软件人员对计算机系统的认识并不一样。普通计算机用户看到的计算机，也就是我们最熟悉的计算机，属于用户层，而软件人员看到的属于高级语言层或是汇编语言层。
  
  1.12什么是系列机和兼容机？你怎样理解计算机中的“兼容”特性？例如，你可以用 PC 机为例，谈谈你对软件兼容（或兼容性）的认识，说明为什么 PC 机具有如此强大的生命力？（p19）
  
  答：
  - 系列机是指在一个厂家生产的具有相同计算机结构，但具有不同组成和实现的一系列（Family）不同档次、不同型号的机器。
  - 兼容机是指不同厂家生产的具有相同计算机结构（不同的组成和实现）的计算机。
  - 兼容是一个广泛的概念，包括软件兼容、硬件兼容、系统兼容等。其中软件兼容是指同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器，结果一样但运行时间可能不同。软件兼容可从机器性能和推出时间分成向上（向下）和向前（向后）兼容。
  - 例如 32 位 PC 机就陆续增加了对浮点处理指令、多媒体指令等的支持。系列机与兼容机在保证向后兼容的前提下，不断改进其组成和实现，延续计算机结构的生命，才使得 PC 机具有如此强大的生命力。

1.13英特尔公司最新 Intel 80x86 处理器是什么？请通过查阅相关资料（如英特尔公司网站），说明其主要特点和采用的新技术。

答：酷睿 2 多核处理器。

1.14说明高级语言、汇编语言、机器语言三者的区别，谈谈你对汇编语言的认识。（p17）

答：

高级语言：高级语言与具体的计算机硬件无关，其表达方式接近于所描述的问题，易为人们接受和掌握，用高级语言编写程序要比低级语言容易得多，并大大简化了程序的编制和调试，使编程效率得到大幅度的提高
汇编语言：汇编语言是为了便于理解与记忆，将机器指令用助记符代替而形成的一种语言。汇编语言的语句通常与机器指令对应，因此，汇编语言与具体的计算机有关，属于低级语言。它比机器语言直观，容易理解和记忆，用汇编语言编写的程序也比机器语言易阅读、易排错
机器语言：机器语言的每一条机器指令都是二进制形式的指令代码，计算机硬件可以直接识别。高级语言程序通常也需要翻译成汇编语言程序，再进一步翻译成机器语言代码。

1.15为了更好地进行编程实践，请进入 Windows 操作系统下的控制台环境（或 MS-DOS 模拟环境），练习常用命令。

答：