微型计算机接口技术及应用习题答案_华中科技大学出版社_刘乐善主编
2022年微型计算机接口技术及应用刘乐善--重要知识点
1.（为什么要设置接口）设置接口的目的有两条：通过接口实现设备与总线的连接；连接起来以后，CPU通过接口对设备进行访问，即操作或控制设备。
2.接口分为两类：设备接口和总线桥设备接口：是指I/O设备与本地总线（如ISA总线）之间的连接电路并进行信息（包括数据、地址及状态）交换的中转站。
总线桥，是实现微处理器总线与PCI总线，以及PCI总线与本地总线之间的连接与信息交换（映射）的接口。
3.设备接口和总线桥的区别：首先，总线桥与接口的区别是连接对象不同。
接口连接的的是I/O设备和本地总线（用户总线），总线桥连接的是本地总线（用户总线）和PCI总线。
其次，传递信息的方法不同。
接口是直接传递信息，接口两端的信息通过硬件传递，是一种一一对应的固定关系。
桥是间接传递信息，桥两端的信息是一种映射的关系，并非通过硬件一一对应的直接传输，即由软件建立起来的映射规则实现，可动态改变。
4.为什么要设置I/O设备接口?为什么要在ISA总线和I/O设备之间设置接口电路呢？原因：一、微机的总线与I/O设备两者的信号线不兼容，在信号线的功能定义，逻辑定义和时序关系上都不一致；二，CPU与I/O设备的工作速度不兼容，CPU速度高，I/O设备速度低；三，若不通过接口，而由CPU直接对I/O设备的操作实施控制，就会使CPU穷于应付与I/O设备硬件打交道，从而大大降低CPU的效率；四、若I/O设备直接由CPU控制，也会使I/O 设备的硬件结构依赖于CPU，对I/O设备本身的发展不利。
因此，有必要设置具有独立功能的接口电路，以便协调CPU与I/O设备两者的工作，提高CPU的效率，不有利于I/O设备按自身的规律发展。
5.I/O设备接口的功能 1.执行CPU命令 2.返回外设状态 3.数据缓冲 4.信号转换 5.设备选择6.数据宽度与数据格式转换6.I/O设备接口与CPU交换数据的方式 1.查询方式 2.中断方式 3.直接存储器存取（DMA）方式7.D/A转换器的接口采用的数据段和交换方式是无条件传输。
《微型计算机原理与接口技术》习题及答案
微机原理及接口技术（第三版）习题及答案习题11.1微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段？各典型芯片具备哪些特点? 【解答】经历了6代演变，各典型芯片的特点如表1-1所示。
1.2微型计算机的特点和主要性能指标有那些？【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.3常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下：（1）微处理器：是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口1微机原理及接口技术习题及答案部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
（2）内存储器：用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失会丢^（3）系统总线：是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
可分成数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。
（4）输入/输出接口电路：完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。
由寄存器组、专用存储器和控制电路等组成。
（5）主机板：由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。
《微型计算机技术及接口》部分习题参考答案
《微型计算机技术及接口》部分习题参考答案习题 1 部分答案1.3 假设四种CPU主存地址分别为16根、20根、24根以及32根，试问每种CPU可寻址内存多少字节？解：64K字节，1M字节，16M字节，4G字节1.4 设字长为16位，将下列十进制数转换成二进制数，十六进制数以及BCD数。
①65 ②129 ③257 ④513解：①0000000001000001B，0041H，（0000000001100101）BCD②0000000010000001B，0081H，（0000000100101001）BCD③0000000100000001B，0101H，（0000001001010111）BCD④0000001000000001B，0201H，（0000010100010011）BCD1.5 设字长为8位，写出x、y的原码、反码和补码，并且用补码计算x+y，问是否有溢出？①x=-78 y=35 ②x=-64 y=-66解：①［X］原=11001110，［X］反=10110001，［X］补=10110010［Y］原=00100011，［Y］反=00100011，［Y］补=00100011因为：［X］补=10110010［Y］补=00100011那末：［X］补+［Y］补=11010101=［X+Y］补X+Y=-00101011没有溢出②［X］原=11000000，［X］反=10111111，［X］补=11000000［Y］原=11000010，［Y］反=10111101，［Y］补=10111110因为：［X］补=11000000［Y］补=10111110那末：［X］补+［Y］补，有溢出1.6 试用8位二进制写出以下数、字母以及控制命令的ASCⅡ码，还要写成奇校验、偶校验、标记校验及空格校验的ASCⅡ码。
①B ②8 ③CR ④NUL解：解答如下表中。
1.7 设两个BCD数X=1000 1001，Y=0111 0101，试用列竖式的方法计算X+Y。
《微机原理与接口技术》中科大版部分习题解答
第一章习题及答案：P20 9、将下列二进制数转换为十进制数。
（1）1101.01B 13.25 （3）101011.0101B 43.3125 （2）111001.0011B 57.1875 （4）111.0001B 7.0625 10、将下列十六进制数转换为十进制。
（1）A3.3H 163.1875 （3）AC.DCH 172.859375 （2）129.CH 297.75 （4）FAB.3H 4011.1875 11、将下列十进制数转换为二进制、八进制、十六进制。
（1）23 10111B 27Q 17H （2）107 1101011B 153Q 6BH （3）1238 10011010110 2326Q 4D6H （4）92 1011100B 134Q 5CH 12、将下列十进制数转换为8 位有符号二进制数(原码，可以是补码) （1）+32 00100000B （00100000B）（2）-12 10001100B （11110100B）（3）+100 01100100B （01100100B）（4）-92 11011100B （10100100B）13、将下列十进制数转换为压缩BCD 码和非压缩BCD 码。
（1）102 000100000010 0000 0001 0000 0000 0000 0010 （2）44 01000100 0000 0100 0000 0100 （3）301 001100000001 0000 0011 0000 0000 0000 0001 （4）1000 0001000000000000 0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 14、将下列二进制数转换为有符号的十进制数。
(原码，可以是补码) （1）10000000B 0 （补码：-128）（2）00110011B +51 （+51）（3）10010010B -18 （-110）（4）10001001B -9 （-119）15、将下列十进制数转换为单精度浮点数。
微型计算机原理与接口技术课后习题答案中科大出版社第四版
10000H～1FFFFH 12340H～2233FH 23000H～32FFFH E0000H～EFFFFH AB000H～BAFFFH
18:26:23
18
10.在实模式下对下列CS:IP的组合，求出要 执行的下一条指令的存储器地址。
➢ a) CS:IP=1000H:2000H ➢ b) CS:IP=2000H:1000H ➢ c) CS:IP=1A00H:B000H ➢ d) CS:IP=3456H:AB09H
13.将下列十进制数转换为压缩和非压缩BCD (1)102 (2)44 (3)301 (4)1000 (1)[102]压缩BCD=0000 0001 0000 0010B [102]非压缩BCD=0000 0001 0000 0000 0000 0010B (2)[44]压缩BCD=0100 0100B [44]非压缩BCD=0000 0100 0000 0100B (3)[301]压=0000 0011 0000 0001B [301]非压=0000 0011 0000 0000 0000 0001B (4) [1000]压=0001 0000 0000 0000B [1000]非压=0000 0001 0000 0000 0000 0000 0000 0000B
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24
➢ 最大模式可以构成多处理器/协处理器系统，即一个 系统中存在两个以上微处理器，每个处理器执行自 己的程序。系统中所需要的控制信号由总线控制器 8288提供，8086CPU提供信号控制8288，以实现 全局资源分配及总线控制权传递。在两种模式中， CPU的24~31引脚意义不同。
18:26:23
12
➢ 指针和变址寄存器存放的内容是某一段内地址偏移 量，用来形成操作数地址，主要在堆栈操作和变址 运算中使用。
微型计算机原理及接口技术习题部分参考答案共28页文档
1.6 习题1. 选择题（1）十进制数147.625转换成二进制数为（A）。
A）10010011.101 B）11000100.001C）10000100.110 D）10011111.001（2）8位二进制补码数80H所表示的真值是（C）。
A）0 B）-0C）-128 D）128（3）计算机的主存储存器一般由（A）组成。
A）ROM和RAM B）RAM和A:\磁盘C）RAM和CPU D）RAM（4）计算机经历了从器件角度划分的四代发展历程，但从系统结构来看，至今为止绝大多数计算机仍是（D）式计算机。
A）实时处理B）普林斯顿C）并行D）冯·诺依曼（5）十六进制数93H转换成八进制数是( A)。
A）223Q B）233QC）323Q D）333Q（6）完整的计算机系统应包括（D）。
A）运算器、存储器、控制器B）外部设备和主机C）主机和实用程序D）配套的硬件设备和软件系统（7）至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是（C）。
A）节约元件B）运算速度快C）物理器件性能所致D）信息处理方便（8）代码41H所能表示的信息为（B）A）字符'A' B）字符'A'或41D或二进制数或指令代码C）字符'A'或41D D）字符'A'或41D或指令代码（9）计算机系统中的存储系统是指（D）。
A）RAM存储器B）ROM存储器C）主存D）主存和辅存（10）下列（D）属于应用软件。
A）诊断程序B）编译程序C）操作系统D）文本处理（11）目前大部分的微处理器使用的半导体技术称为（B）。
A）TTL B）CMOSC）DSP D）DMA（12）计算机性指标中MIPs指的是（C）。
A）平均无故障时间B）兼容性C）百万条指令/s D）主频的单位2. 填空题（1）用汇编语言编写的程序，需经__汇编程序___汇编（翻译）成机器语言程序后方可执行。
（2）把二进制数(10111.011)2转换成十进制数为__23.375____、转换为十六进制数为__17.6____。
微机原理与接口技术习题答案.
《微机原理与接口技术》教案之习题答案与戴梅萼编著的《微型计算机技术及应用》一书配套使用喻其山2005年10月18日目录第1 章微型计算机概述 (4第2 章8086微处理器 (5第3 章8086的寻址方式和指令系统 (12第4 章存储器和高速缓存技术 (12第5 章微型计算机和外设的数据传输 (14第6 章串并行通信和接口技术 (19第7 章中断控制器、DMA控制器和计数器/定时器 (27第8 章模/数和数/模转换 (40第9 章键盘和LED显示器 (43第10 章CRT技术 (47第11 章打印机接口技术 (48第12 章软盘、硬盘和光盘子系统 (51第13 章总线 (51第14 章主机系统的结构和工作原理 (52第15 章微型机操作系统 (59第 1 章微型计算机概述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?答:①微处理器是微型计算机的核心,是微型计算机的一部分。
它是集成在一块芯片上的CPU,由运算器和控制器组成。
②微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线,是微型计算机系统的主体。
③微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。
1.2CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应具备哪些主要功能?答:1.CPU在内部结构上由以下几部分组成:①算术逻辑部件(ALU;②累加器和通用寄存器组;③程序计数器(指令指针、指令寄存器和译码器;④时序和控制部件。
2.CPU应具备以下主要功能:①可以进行算术和逻辑运算;②可保存少量数据;③能对指令进行译码并执行规定的动作;④能和存储器、外设交换数据;⑤提供整个系统所需要的定时和控制;⑥可以响应其他部件发来的中断请求。
1.3累加器和其他通用寄存器相比,有何不同?答:许多指令的执行过程以累加器为中心;输入/输出指令一般也以累加器来完成。
1.4微处理器的控制信号有哪两类?答:一类是通过对指令的译码,由CPU内部产生的。
这些信号由CPU送到存储器、I/O接口电路和其他部件。
微机原理及接口技术课后习题及参考答案
第一章课后习题1.1 把下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。
① 16.25 ② 35.75 ③ 123.875 ④ 97/1281.2 把下列二进制数转换成十进制数。
① 10101.01 ② 11001.0011 ③ 111.01 ④ 1010.11.3 把下列八进制数转换成十进制数和二进制数。
① 756.07 ② 63.73 ③ 35.6 ④ 323.451.4 把下列十六进制数转换成十进制数。
① A7.8 ② 9AD.BD ③ B7C.8D ④ 1EC1.5 求下列带符号十进制数的8位补码。
① +127 ② －1 ③ －0 ④ -1281.6 求下列带符号十进制数的16位补码。
① +355 ② －11.7 计算机分那几类？各有什么特点？1.8 简述微处理器、微计算机及微计算机系统三个术语的内涵。
1.9 80X86微处理器有几代？各代的名称是什么？1.10 你知道现在的微型机可以配备哪些外部设备？1.11 微型机的运算速度与CPU的工作频率有关吗？1.12 字长与计算机的什么性能有关？习题一参考答案1.1 ① 16.25D=10000.01B=20.2Q=10.4H② 35.75D=100011.11B=43.6Q=23.CH③ 123.875D=1111011.111B=173.7Q=7B.EH④ 97/128D=64/123+32/128+1/128=0.1100001B=0.604Q=0.C2H1.2 ① 10101.01B=21.25D ② 11001.0011B=25.1875D③ 111.01B=7.25D ④ 1010.1B=10.5D1.3 ① 756.07Q=111101110.000111B=494.109D ②63.73Q=110011.111011B=51.922D③ 35.6Q=11101.110B=29.75D ④323.45Q=11010011.100101B=211.578D1.4 ① A7.8H=167.5D ② 9AD.BDH=2477.738D③ B7C.8D=2940.551D ④ 1ECH=492D1.5 ① [+127]补=01111111 ② [－1]补= 11111111③ [－0]补=00000000 ④[-128]补=100000001.6 ① [+355]补= 0000000101100011 ② [－1]补= 1111 1111 1111 11111.7 答：传统上分为三类：大型主机、小型机、微型机。
《微机原理与接口技术》习题答案
习题参考答案第1章习题参考答案1. （1）D （2）D （3）B （4）C （5）D （6）D2. 答：计算机是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息进行快速算术和逻辑运算的工具，是一个由硬件﹑软件组成的复杂的自动化设备。
理解计算机的概念，应从六个方面：（1）以电子器件为物质基础，即研究的对象是电子数字计算机（Digital Computer）；（2）不需要人的直接干预，说明具有自动化能力，其前提是存储程序；（3）处理各种数字化信息，计算机以二进制编码作为数字化编码及运算的基础；（4）具有算逻运算能力，基本运算操作是算术和逻辑运算；（5）计算机是快速工具，主要取决于两个因素：一是电子器件，二是存储程序。
（6）由硬件和软件组成。
3. 答：见本章小结。
4. 答：计算机的生命力在于它的广泛应用，应用的范围几乎涉及人类社会的所有领域。
归纳起来，在科学计算、过程检测与控制、信息管理、计算机辅助系统等领域中的应用成就最为突出。
举例：计算机辅助教学CAI；学生的学籍管理系统；数字图书馆系统；虚拟现实系统；售票系统；学校的一卡通系统等。
5. 答：冯•诺依曼原理的基本思想是：•采用二进制形式表示数据和指令。
指令由操作码和地址码组成。
•将程序和数据存放在存储器中，使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。
冯•诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。
6. 答：计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。
而总线分为数据总线、地址总线、控制总线，其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。
《微机原理与接口技术》习题答案
习题参考答案第1章习题参考答案1. （1）D （2）D （3）B （4）C （5）D （6）D2. 答：计算机是一种以电子器件为基础的，不需人的直接干预，能够对各种数字化信息进行快速算术和逻辑运算的工具，是一个由硬件﹑软件组成的复杂的自动化设备。
理解计算机的概念，应从六个方面：（1）以电子器件为物质基础，即研究的对象是电子数字计算机（Digital Computer）；（2）不需要人的直接干预，说明具有自动化能力，其前提是存储程序；（3）处理各种数字化信息，计算机以二进制编码作为数字化编码及运算的基础；（4）具有算逻运算能力，基本运算操作是算术和逻辑运算；（5）计算机是快速工具，主要取决于两个因素：一是电子器件，二是存储程序。
（6）由硬件和软件组成。
3. 答：见本章小结。
4. 答：计算机的生命力在于它的广泛应用，应用的范围几乎涉及人类社会的所有领域。
归纳起来，在科学计算、过程检测与控制、信息管理、计算机辅助系统等领域中的应用成就最为突出。
举例：计算机辅助教学CAI；学生的学籍管理系统；数字图书馆系统；虚拟现实系统；售票系统；学校的一卡通系统等。
5. 答：冯•诺依曼原理的基本思想是：•采用二进制形式表示数据和指令。
指令由操作码和地址码组成。
•将程序和数据存放在存储器中，使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。
冯•诺依曼型计算机的基本特点也可以用“存储程序”和“程序控制”来高度概括。
6. 答：计算机的硬件系统由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、输入输出设备及总线系统组成。
而总线分为数据总线、地址总线、控制总线，其结构有单总线结构、双总线结构及多总线结构。
单片微型计算机原理及应用课后答案华中科技大学
习题22.1 MCS-51单片机内部包含哪些主要逻辑功能部件?答：微处理器（CPU）、数据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、特殊功能寄存器（SFR）、并行I/O口、串行通信口、定时器/计数器及中断系统。
2.2 说明程序计数器PC和堆栈指针SP的作用。
复位后PC和SP各为何值?答：程序计数器PC中存放将要执行的指令地址，PC有自动加1功能，以实现程序的顺序执行。
它是SFR中唯一隐含地址的，因此，用户无法对它进行读写。
但在执行转移、调用、返回等指令时能自动改变其内容，以实现改变程序的执行顺序。
程序计数器PC中内容的变化决定程序的流程，在执行程序的工作过程中，由PC输出将要执行的指令的程序存储器地址，CPU读取该地址单元中存储的指令并进行指令译码等操作，PC则自动指向下一条将要执行的指令的程序存储器地址。
SP是一个8位的SFR，它用来指示堆栈顶部在内部RAM中的位置。
系统复位后SP为07H，若不对SP设置初值，则堆栈在08H开始的区域，为了不占用工作寄存器R0~R7的地址，一般在编程时应设置SP的初值（最好在30H~7FH区域）。
2.3 程序状态字寄存器PSW的作用是什么?其中状态标志有哪几位?它们的含义是什么？答：PSW是保存数据操作的结果标志，其中状态标志有CY（PSW.7）：进位标志，AC（PSW.6）：辅助进位标志，又称半进位标志，F0、F1（PSW.5、PSW.1）：用户标志；OV（PSW.2）：溢出标志；P（PSW.0）：奇偶标志。
2.4 什么是堆栈? 堆栈有何作用? 为什么要对堆栈指针SP重新赋值? SP的初值应如何设定? 答：堆栈是一种数据结构，所谓堆栈就是只允许在其一端进行数据写入和数据读出的线性表。
其主要作用有两个：保护断点和保护现场。
堆栈区的设置原则上可以在内部RAM的任意区域，但由于MCS-51单片机内部RAM的00H~1FH地址单元已被工作寄存器R0~R7占用，20H~2FH为位寻址区，故堆栈一般设在30H~7FH（对于8032系列芯片可为30H~0FFH）的区域内。
微型计算机接口技术及应用(第三版)刘乐善 重要知识点
1.（为什么要设置接口）设置接口的目的有两条：通过接口实现设备与总线的连接；连接起来以后，CPU通过接口对设备进行访问，即操作或控制设备。
2.接口分为两类：设备接口和总线桥设备接口：是指I/O设备与本地总线（如ISA总线）之间的连接电路并进行信息（包括数据、地址及状态）交换的中转站。
总线桥，是实现微处理器总线与PCI总线，以及PCI总线与本地总线之间的连接与信息交换（映射）的接口。
3.设备接口和总线桥的区别：首先，总线桥与接口的区别是连接对象不同。
接口连接的的是I/O设备和本地总线（用户总线），总线桥连接的是本地总线（用户总线）和PCI总线。
其次，传递信息的方法不同。
接口是直接传递信息，接口两端的信息通过硬件传递，是一种一一对应的固定关系。
桥是间接传递信息，桥两端的信息是一种映射的关系，并非通过硬件一一对应的直接传输，即由软件建立起来的映射规则实现，可动态改变。
4.为什么要设置I/O设备接口?为什么要在ISA总线和I/O设备之间设置接口电路呢？原因：一、微机的总线与I/O设备两者的信号线不兼容，在信号线的功能定义，逻辑定义和时序关系上都不一致；二，CPU与I/O设备的工作速度不兼容，CPU速度高，I/O设备速度低；三，若不通过接口，而由CPU直接对I/O设备的操作实施控制，就会使CPU穷于应付与I/O设备硬件打交道，从而大大降低CPU的效率；四、若I/O设备直接由CPU控制，也会使I/O 设备的硬件结构依赖于CPU，对I/O设备本身的发展不利。
因此，有必要设置具有独立功能的接口电路，以便协调CPU与I/O设备两者的工作，提高CPU的效率，不有利于I/O设备按自身的规律发展。
5.I/O设备接口的功能1.执行CPU命令 2.返回外设状态3.数据缓冲 4.信号转换5.设备选择6.数据宽度与数据格式转换6.I/O设备接口与CPU交换数据的方式1.查询方式2.中断方式3.直接存储器存取（DMA）方式7.D/A转换器的接口采用的数据段和交换方式是无条件传输。
《微型计算机原理与接口技术》课后习题答案解析
1. 什么是冯·诺依曼机？答：冯·诺依曼于1945 年提出了存储程序的概念和二进制原理，利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为冯·诺依曼机。
它包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个组成部分。
早期的冯·诺依曼机结构上以运算器和控制器为中心，随着计算机体系结构的发展，现在已演化为以存储器为中心的结构。
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？答：微处理器是微型计算机系统的核心，也称为CPU（中央处理器）。
主要完成：①从存储器中取指令，指令译码；②简单的算术逻辑运算；③在处理器和存储器或者I/O 之间传送数据；④程序流向控制等。
微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。
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。
三者关系如下图：3. 微处理器有哪些主要部件组成？其功能是什么？答：微处理器是一个中央处理器，由算术逻辑部件ALU、累加器和寄存器组、指令指针寄存器IP、段寄存器、标志寄存器、时序和控制逻辑部件、内部总线等组成。
算术逻辑部件ALU 主要完成算术运算及逻辑运算。
累加器和寄存器组包括数据寄存器和变址及指针寄存器，用来存放参加运算的数中间结果或地址。
指令指针寄存器IP 存放要执行的下一条指令的偏移地址，顺序执行指令时，每取一条指令增加相应计数。
段寄存器存放存储单元的段地址，与偏移地址组成20 位物理地址用来对存储器寻址。
标志寄存器flags 存放算术与逻辑运算结果的状态。
时序和控制逻辑部件负责对整机的控制：包括从存储器中取指令，对指令进行译码和分析，发出相应的控制信号和时序，将控制信号和时序送到微型计算机的相应部件，使CPU内部及外部协调工作。
内部总线用于微处理器内部各部件之间进行数据传输的通道。
4. 画一个计算机系统的方框图，简述各部分主要功能。
答：计算机系统由硬件（Hardware）和软件（Software）两大部分组成。
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习题一1.什么是接口？接口就是微处理器CPU与外部世界的连接部件，是CPU与外界进行信息交换的中转站。
2.为什么要在CPU与外设之间设置接口？在CPU与外设之间设置接口主要有4个原因：（1）CPU与外设二者的信号不兼容，包括信号线的功能定义、逻辑定义和时序关系（2）CPU与外设的速度不匹配，CPU的速度快，外设的速度慢（3）若不通过接口，而由CPU直接对外设的操作实施控制，会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中，大大降低CPU的效率（4）若外设直接由CPU控制，会使外设的硬件结构依赖于CPU，对外设本身的发展不利。
3.微型计算机的接口一般应具备那些功能？微机的接口一般有如下的几个功能：（1）执行CPU命令的功能：CPU将对外设的控制命令发到接口电路中的命令寄存器（命令口）中，在经分析去控制外设（2）返回外设状态的功能：通过状态寄存器（状态口）完成，包括正常工作状态和故障状态（3）数据缓冲的功能：接口电路中的数据寄存器（数据口）对CPU于外设间传送的数据进行中转（4）设备寻址的功能：CPU某个时刻只能和一台外设交换数据，CPU发出的地址信号经过接口电路中的地址译码电路来选中I/O设备（5）信号转换的功能：当CPU与外设的信号功能定义、逻辑关系、电平高低及工作时序不兼容时接口电路要完成信号的转换功能（6）数据宽度与数据格式转换的功能：由于CPU处理的数据都是并行的，当外设采用串行传送方式时，接口电路就要完成串、并之间的转换，并进行数据格式的转换。
4.接口技术在微机应用中起的作用？随着计算机技术的高速发展，计算机的应用越来越广泛。
然而，在微机系统中，微处理器的强大功能必须通过外部设备才能实现，而外设与微处理器之间的信息交换和通信又是靠接口来实现的，所以，接口技术成为了一门关键技术，它直接影响微机系统的功能和微机的推广应用。
5.接口电路的硬件一般由哪几部分组成？接口电路的硬件一般由以下几部分组成：（1）基本逻辑电路：包括命令寄存器、状态寄存器和数据缓冲寄存器，是接口电路中的核心（2）端口地址译码电路：实现设备的选择功能（3）供选电路：根据不同任务和功能要求而添加的功能模块电路。
6.接口电路的软件控制程序一般包括哪几部分？接口电路的软件控制程序一般包括以下的程序段，各部分程序是相互渗透、融为一体的：（1）初始化程序段：对可编程接口芯片进行初始化编程（2）传送方式处理程序段：不同的传送方式（查询、中断、DMA方式）程序段不同（3）主控程序段：完成接口任务的程序段（4）程序终止与退出程序段：程序退出前对接口电路中硬件进行保护的程序段（5）辅助程序段：人－机对话、菜单等7.接口电路的结构有哪几种形式？接口电路的结构主要有四种：（1）固定式结构：不可编程的接口电路，结构简单、功能单一、固定（2）半固定式结构：由PAL或GAL器件构成的接口电路，功能和工作方式可以通过改写内部的逻辑表达式来改变，但逻辑表达式一旦烧入芯片，其功能和工作方式就固定下来了（3）可编程结构：其功能和工作方式可由编程指定，使用灵活、适应面广，且种类繁多（4）智能型结构：芯片本身就是一个微处理器，外设的全部管理都由智能接口完成，如I/O处理器I0809或通用单片机8.CPU与接口之间有哪几种传送数据的方式？它们各应用在什么场合？CPU与接口之间的数据传送方式主要有查询方式、中断方式和DMA方式：（1）查询方式：主要用于CPU不太忙且传送速度不高的情况下。
无条件传送方式作为查询方式的一个特例，主要用于对简单I/O设备的控制或CPU明确知道外设所处状态的情况下。
（2）中断方式：主要用于CPU的任务比较忙的情况下，尤其适合实时控制和紧急事件的处理（3）DMA方式（直接存储器存取方式）：主要用于高速外设进行大批量数据传送的场合。
9.分析和设计接口电路的基本方法是什么？分析和设计接口电路通常采用两侧分析法和硬软件结合法相结合：（1）两侧分析法：CPU一侧，主要是了解CPU的类型、它提供的数据线的宽度、地址线的宽度、控制线的逻辑定义、时序关系的特点；外设一侧，主要是了解被连接外设的外部特性及被控外设的工作过程（2）硬软件结合法：硬件设计主要是合理选用外围接口芯片、有针对性地设计附加电路；软件设计可以采用汇编语言（或高级语言）直接对低层硬件编程，也可以采用DOS系统功能调用和BIOS调用编程。
10.外围接口芯片在微机接口技术中的作用如何？你所知道的外围接口芯片有那些？略。
你认为学习接口技术的难点在哪几个方面？应如何对付？略。
习题二1什么是端口？端口是接口电路中能被CPU直接访问的寄存器。
2I/O端口的编址方式有几种？各有何特点？I/O端口的编址方式有两种——统一编址方式（存储器映象方式）和独立编址方式（I/O映象方式、专用I/O指令方式）（1）统一编址方式：从整个寻址空间中划出一部分给I/O设备，其余的给存储器，通过地址码区分操作对象是存储器还是I/O，二者的地址码不重叠。
这种方式的优点是①I/O端口的编址空间大，且易于扩展②I/O指令丰富、功能齐全；缺点是①存储器的地址空间减少，达不到系统最大的寻址空间②I/O指令比独立编址方式的专用I/O指令长，译码时间长，执行速度慢（2）独立编址方式：存储单元与I/O端口分别编址，地址码重叠，通过操作码区分操作对象是存储器还是I/O。
这种方式的优点是①I/O端口不占存储器的编址空间，使存储器的容量可达系统的最大寻址能力②I/O指令短、执行速度快；指令清晰、可读性强；缺点是①I/O端口地址范围一旦确定，不易扩展②I/O指令种类有限，操作单一3设计I/O设备接口卡时，为防止地址冲突，选用I/O端口地址的原则是什么？为了避免端口地址发生冲突，在选择I/O端口地址时一般要遵循以下的原则：（3）凡是被系统配置所占用了的地址一律不能使用（4）原则上讲，未被占用的地址，用户可以使用，但对计算机厂家申明保留的地址，不要使用，否则会发生I/O端口地址重叠和冲突（5）一般，用户可使用300H～31FH地址，这是IBM－PC微机留作实验卡的，用户可以使用。
为了避免与其他用户开发的插件板发生地址冲突，最好采用地址开关。
4I/O端口地址译码电路在接口电路中的作用是什么？I/O端口地址译码电路的作用就是把地址和控制信号进行逻辑组合，从而产生对接口芯片的选择信号。
5在I/O端口地址译码电路中常常设置AEN＝0，这有何意义？AEN＝1，表示正在进行DMA操作，在I/O端口地址译码电路中，常常令AEN＝0时，译码输出才有效，这样做的目的是为了避免在DMA操作周期中，由DMA控制器对这些以非DMA方式传送的I/O端口执行DMA方式的传送。
6若要求I/O端口地址为374H，则在图2.1（b）中的输入地址线要作哪些改动？为了使I/O端口的地址为374H，图2.1（b）中地址线A2、A8后的非门去掉，而在地址线A3、A7后面加上非门。
即修改后地址线A0、A1、A3、A7后有非门，其余地址线后无非门。
如图所示：7图2.2是PC机系统板的I/O端口地址译码电路，它有何特点？试根据图中地址线的分配，写出DMAC、INTR、T/C以及PPI的地址范围？在图2.2的译码电路中，不管芯片本身需要多少个端口地址，一律分配一个含有32个地址的地址范围。
其中DMAC、INTR、T/C和PPI的地址范围分别是：DMAC：00H～1FH；INTR：20H～3FH；T/C：40H～5FH；PPI：60H～7FH8在图2.4译码电路中，若要改变I/O端口地址，使其地址范围为300H～307H，则开关S0～S9应如何设置？由于AEN必须为0，所以S9一定是闭合的，若使译码输出地址范围为300H～307H，则有如下的分析：095699GAL 器件有那些特点？采用GAL 器件进行I/O 地址译码有何优点？略。
10采用GAL 器件设计开发一个地址译码电路的步骤和方法如何？略。
11. 通常所说的I/O 操作是指CPU 直接对I/O 设备进行操作，这话对吗？这话不对，I/O 操作是指I/O 端口操作，即访问与I/O 设备相关的端口，而不是对I/O 设备直接操作。
12. 在独立编址方式下，CPU 采用什么指令来访问端口？独立编址方式下，采用专用的I/O 指令——输入/输出指令（如PC 系列微机中的IN 、OUT ）来访问端口。
13. 在I/O 指令中端口地址的宽度及寻址方式有哪两种？PC 系列微机中，I/O 指令对端口的寻址方式有两种：直接寻址和间接寻址（必须由DX 间址）。
直接寻址方式中，端口地址的宽度为8位，即地址范围是00H ～FFH ；间接寻址方式中，端口地址的宽度为16位，即地址范围是0000H ～FFFFH 。
14. CPU 从端口读数据或向端口写数据是否涉及到一定要与存储器打交道？通常所说的CPU 从端口读数据或向端口写数据，仅仅是指I/O 端口与CPU 的累加器之间的数据传送，并未涉及数据是否传送到存储器。
由于累加器只能保存一个数据，所以在实际中通常是I/O 与存储器交换数据。
15. I/O 端口地址译码电路一般有哪几种结构形式？I/O 端口地址译码电路一般有两种结构形式：固定式端口地址译码——硬件电路不改动，译码输出的地址或地址范围不变可选式端口地址译码——电路中有若干个DIP 开关，硬件电路不改动，只改变开关的状态，就可以使译码输出的地址或地址范围发生变化。
16. I/O 地址线用作端口寻址时，高位地址线和低位地址线各作何用途？如何决定低位地址线的根数？一般情况下，高位地址线与控制信号线进行逻辑组合，经译码电路产生I/O 接口芯片的片选信号 ——实现片间选择；低位地址线不参与译码，直接与I/O 接口芯片的地址线相连——实现I/O 接口芯片的片内端口选择。
低位地址线的根数由I/O 接口芯片内部的端口数量决定，如果I/O 接口芯片内部有2n 个端口（其引脚上一定有n 根地址线），那么，寻址端口时，低位地址线的根数就是n 。
17. 可选式I/O 端口地址译码电路一般由哪几部分组成？ 可选式I/O 端口地址译码电路一般由地址开关（DIP 开关）、译码器、比较器或异或门组成。
18. 采用GAL 器件设计地址译码电路时，其核心是编写GAL 器件输入源文件（即GAL 设计说明书）。
现利用GAL16V8设计一个扩展系统的地址译码电路，要求该系统的I/O 端口地址范围分别为300H ～31FH 和340H ～35FH ；存储器地址范围为D0000H ～EFFFFH 。
试编写GAL16V8的编程输入源文件。
略。
19. 若将图2.3中DIP 开关状态设置为：S 2和S 1合上（ON ）；S 3和S 0断开（OFF ），试指出74LS138输出端 的地址范围，并与图中在DIP 开关原来的状态下 输出端所产生的地址范围进行比较，有何变化？；而DIP 开关在原来的开关状态下， 的地址范围是314H ～317H 。