第1章 微型计算机与微处理器
第一章微型计算机基础
（2）反码表示法
数的最高位表示数的符号，数值部分对于正数 同真值，对于负数是真值各位取反，这种表示法 就叫反码表示法。
1．对于正数： 符号位用0表示，数字位同真值 2．对于负数： 符号位用1表示，数字位为真值 按位取反。
例 x＝+91＝+10l1011B [x]反=01011011B 例 y＝-91＝-1011011B [y]反=10100100B “0”的表示：[+0]反=00000000B [-0]反 =11111111B 对于8位机，反码可表示的数的范围：-127～ +127。
0⊕1＝1 读作0“异或”1等于1
1⊕0＝1 读作1“异或”0等于1
1⊕1＝0 读作1“异或”1等于0
例：
10101111
⊕11000010
01101101
1.2.2计算机中带符号数的表示方法
几个概念: 无符号数 机器数
带符号数 真值
机器数的三种表示方法: 原码表示法 反码表示法 补码表示法
（1）原码表示法
将传统计算机的运算器和控制器集成在一块大 规模集成电路芯片上作为中央处理部件，简称为微 处理器(CPU),微型计算机是以微处理器为核心，再 配上存储器、接口电路等芯片构成的。
微处理器按照其功能可以分为两大部分：总线接口单元 （BIU）和执行单元（EU）。 按照计算机CPU、字长和功能划分，经历了5代的演变: ➢ 第一代（1971年～1973年）：4位和8位低档微处理器 ➢ 第二代（1974年～1978年）：8位中高档微处理器 ➢ 第三代（1978年～1980年）：16位微处理器 ➢ 第四代（1981年～1992年）：32位微处理器 ➢ 第五代（1993年以后）：全新高性能奔腾系列微处理
微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
第1章 微型计算机简介
1.2.3 微型计算机的结构形式
1．台式个人微机 最初的个人微机都是台式的，至今这仍是它的主 要形式。如图1-18所示。
2．便携式个人微机 便携式个人微机又称笔记本电脑，如图1-19 所示。
2002年11月，微软在全球推出Tablet PC（平 板计算机）后，其他厂商也纷纷推出自己 的Tablet PC。图1-20所示是几款Tablet PC。
4．比尔· 盖茨与微软公司 1955年10月28日，比尔· 盖茨（Bill Gates）出 生于美国华盛顿州的西雅图。 1975年，比尔· 盖茨只是一个不到19岁的大 学生，他主动与罗伯茨联系，与保罗· 艾伦 一起用了几周的时间，设计出了用于“牛 郎星”的BASIC解释程序。 1975年7月成立了微软（Microsoft）公司， 简称MS，专门从事微机软件的开发。
1.3 微型计算机系统的组成
微机系统的组成，通常是先分成硬件和软 件两大部分，然后再根据每一部分功能进 一步划分，如图1-21所示。
1.3.1 微型计算机的硬件系统
构仍然是按照冯· 诺依曼（John Von Neumann）提出的“存储程序方式”原理设计的， 故称为冯· 诺依曼计算机。其基本思想是，计算机 至少应具备以下5种部件才能完成用户所需的基本 功能。 输入设备。 存储器。 运算器。 输出设备。 控制器。
1987年，推出MacⅡ机，其CPU采用摩托罗拉的32 位MC68020，CPU速度为16MHz，运算速度达到 2MIPS（百万条指令每秒）。它的新型总线结构 使其总线速度可与工作站相媲美，而10倍于当时 的PC/AT机（16位的286微机）。Mac II机如图1-3 所示。
微型计算机技术及应用第四版习题部分答案
微型计算机技术及应用第四版习题部分答案第一章微型计算机概述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。
另一类是微型机系统的其他部件送到CPU的。
通常用来向CPU发出请求。
如中断请求、总线请求等。
1.5微型计算机采用总线结构有什么优点？答：首先是系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。
其次是一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，使系统功能得到扩充。
第1页共37页1.616位微型机和32位微型机的内存容量最大时分别为多少？答:16位微型机内存容量为1MB，32位微型机的内存容量为4GB第二章8086微处理器2.3段寄存器CS=1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少？指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗？答：1.该指令的物理地址=CS某10H+IP=21F00H。
微机原理与接口技术课后习题参考答案
《微机原理与接口技术》李华贵主编课后习题参考答案第1章（1.6 习题）1．简述名词的概念：微处理器、微型计算机、微型计算机系统。
答：（1）微处理器：微处理器（Microprocessor）简称µP或MP，或CPU。
CPU 是采用大规模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU（Arithmetic Logic Unit）、控制部件CU（Control Unit）和寄存器组R（Registers）等三个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片上构成的电子器件。
（2）微型计算机：微型计算机（Microcomputer）是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机，简称微机。
（3）微型计算机系统：微型计算机系统由硬件与软件两大部分组成，分别称为硬件（Hardware）系统与软件（Software）系统。
其中，硬件（Hardware）系统由CPU、内存储器、各类I/O接口、相应的I/O设备以及连接各部件的地址总线、数据总线、控制总线等组成。
软件（Software）系统：计算机软件（Software）是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的程序及程序运行所需要的数据文档资料的总和。
一般把软件划分为系统软件和应用软件。
其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。
而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。
2．简述名词的概念：指令寄存器、地址寄存器、标志寄存器。
答：（1）指令寄存器：指令寄存器（Instruction Register，IR）用来保存计算机当前正在执行或即将执行的指令。
当一条指令被执行时，首先，CPU从内存取出指令的操作码，并存入IR中，以便指令译码器进行译码分析。
（2）地址寄存器：地址寄存器(Address Register，AR)被动地接受IP传送给它的地址值（二进制地址），AR的作用是保持IP送来的地址，并且以并行方式连接输出到CPU的地址引脚上，以便CPU访问指定的内存单元。
第一章 微型计算机系统概述(戴梅萼)
1、3 微处理器、微型计算机微型计算机系统
算术逻辑部件 累加器、寄存器 控制部件 内部总线 存储器（ROM、RAM） 输入输出接口 系统总线 外围设备 系统软件 微 处 理 器
微 型 计 算 机
微 型 计 算 机 系 统
1、4 微型计算机的应用
1、科学计算和科学研究
计算机主要应用于解决科学研究和工程技术中所提出 的数学问题（数值计算）。 2、信息处理 （数据处理） 主要是利用计算机的速度快和精度高的特点来对数字 信息进行加工。 3、工业过程控制
用微型计算机实现工业生产控制。
4、计算机辅助系统 计算机辅助系统主要有计算机辅助教（CAI）、计算 机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算 机辅助测试（CAT）、计算机集成制造（CIMS）等系 统。 5、人工智能 人工智能主要就是研究解释和模拟人类智能、智能行 为及其规律的一门学科，包括智能机器人，模拟人的 思维过程，计算机学习等等。其主要任务是建立智能 信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于人类智 能行为的计算系统。
1、3、3 微型计算机系统的组成 一个微型计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件和 软件的结合，才能使计算机正常工作运行。
计算机硬件系统是一个为执行程序建立物质基础的物理 装置，称为硬件或裸机。
计算机软件系统指为运行、管理、应用、维护计算机所 编制的所有程序及文档的总和。
依据功能的不同，软件分为系统软件和应用软件两大类。
1、3、1 微处理器
微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。
• 必须具备功能： *可以进行算术和逻辑运算 *可保存少量的数据 *能对指令进行译码并执行 *能和存储器及外设交换数据 *能提供系统所需的定时和控制 *可以相应其它部件发来的中断请求
第一章微型计算机系统概述
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理 器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计 算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、 二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分 小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位 的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1， 逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒 钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。
微型计算机和微处理器的发展
微型计算机和微处理器的发展微型计算机简称"微型机"、"微机"，由于其具备人脑的某些功能，所以也称其为"微电脑"。
微型计算机是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。
它是以微处理器为基础，配以内存储器及输入输出(I/0)接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机。
微型计算机的发展具体分为以下几个阶段：1.电子管数字计算机计算机的逻辑元件采用电子管，主存储器采用汞延迟线、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带；软主要采用机器语言、汇编语言；应用以科学计算为主。
其特点是体积大、耗电大、可靠性差、价格昂贵、维修复杂，但它奠定了以后计算机技术的基础。
2.晶体管数字计算机晶体管的发明推动了计算机的发展，逻辑元件采用了晶体管以后，计算机的体积大大缩小，耗电减少，可靠性提高，性能比第一代计算机有很大的提高。
主存储器采用磁芯，外存储器已开始使用更先进的磁盘；软件有了很大发展，出现了各种各样的高级语言及其编译程序，还出现了以批处理为主的操作系统，应用以科学计算和各种事务处理为主，并开始用于工业控制。
3.集成电路数字计算机20世纪60年代，计算机的逻辑元件采用小、中规模集成电路(SSI、MSI)，计算机的体积更小型化、耗电量更少、可靠性更高，性能比第十代计算机又有了很大的提高，这时，小型机也蓬勃发展起来，应用领域日益扩大。
主存储器仍采用磁芯，软件逐渐完善，分时操作系统、会话式语言等多种高级语言都有新的发展。
4.大规模集成电路数字计算机计算机的逻辑元件和主存储器都采用了大规模集成电路(LSI)。
所谓大规模集成电路是指在单片硅片上集成1000~2000个以上晶体管的集成电路，其集成度比中、小规模的集成电路提高了1~2个以上数量级。
这时计算机发展到了微型化、耗电极少、可靠性很高的阶段。
大规模集成电路使军事工业、空间技术、原子能技术得到发展，这些领域的蓬勃发展对计算机提出了更高的要求，有力地促进了计算机工业的空前大发展。
微型计算机概述
第一章微型计算机概述回顾计算机系统的基础知识，包括计算机系统的组成(包括硬件与软件)、结构、发展历程、分类及其功能实质。
本讲重点微处理器及微机系统的发展历程，微机系统与一般意义上的计算机系统的联系与差别，强调微型计算机系统是具有独特结构的计算机系统，由此决定了微机系统所具有的功能及其特点。
【讲授内容】1.1 微机发展概述计算机系统是能够自动地、快速地、准确地进行信息处理的电子工具，其工作过程的实质是电子器件状态的快速变化。
1946年，世界上出现了第一台由电子管构成的，能够按照人们事先的安排，快速完成所要求计算任务的ENIAC电子计算机，计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。
一般来说，电子计算机发展历程的各个阶段，是以所采用的电子器件的不同来划分的，即电子管、晶体管、中小规模集成电路和大规模及超大规模集成电路计算机。
微型计算机属于第四代电子计算机产品，即大规模及超大规模集成电路计算机，是电路技术不断发展，芯片集成度不断提高的产物。
主机按体积、性能和价格分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机五类，从其工作原理上来讲，微型机与其它几类计算机并没有本质上的差别。
所不同的是由于采用了集成度较高的器件，使得其在结构上具有独特的特点，即将组成计算机硬件系统的两大核心部分—运算器和控制器，集成在一片集成电路芯片上，显然该芯片是整个微机系统的核心，称为中央处理器CPU，或者微处理器MPU。
微处理器是微机系统的核心部分，自70年代初出现第一片微处理器芯片以来，微处理器的性能和集成度几乎每两年翻一番，其发展速度大大超过了前几代计算机。
微机系统及相关技术的发展，主要涉及到以下几个方面：CPU、主频、缓存、新技术。
一、微机的发展微机系统的核心部件为CPU，因此我们主要以CPU的发展、演变过程为线索，来介绍微机系统的发展过程，主要以Intel公司的CPU为主线。
第一代：4位及低档8位微处理器✧1971年，Intel公司推出第一片4位微处理器Intel4004，以其为核心组成了一台高级袖珍计算机。
第1章 微型计算机简介
2002年11月微软在全球推出Tablet PC（平板计算机），其 他厂商纷纷推出自己的Tablet PC，Tablet PC被称代表PC产品 未来发展趋势的产品。图1-18所示是几款Tablet PC。
图1-17 便携式个人微机
图1-18 Tablet PC
1.2.4 品牌机与组装机
目前国内市场上各种类型的微机种类繁多，即使相同档次、相 同配置的微机，其价格仍有较大差异，大致可分为进口品牌机、国产 品牌机和组装机几类。 1. 品牌机 2. 组装机 3. 准系统 “准系统”——是指一种在机箱内集成了主板和电源，有时甚 至包括了软驱、光驱，用户在购回后只需安装CPU、硬盘、内存等配 件的一种产品。图1-19所示是准系统的外观及内部结构。
1.2 微型计算机发展简介
1.2.1 微型计算机的诞生
1. 第一台微型计算机——牛郎星 2. 第一台真正的微型计算机 3. IBM-PC的诞生 4. 比尔盖茨与微软公司
1.2.2 微型计算机的两大流派及其档次
微型计算机从诞生至今有两大流派： 一个是由苹果公司独家设计的Apple系列； 另一个是采用IBM开放技术，由众多公司 一起组成的PC系列。 Apple机与PC的分代方法不相同，但 其本质都是一样的，如果按CPU的位数来 分，它们都经历了8位、16位、32位和64 位四代。
(6) 第六代PC（32位） 1998年，Intel公司推出了Pentium II、Celeron CPU，后来 推出了Pentium III、Pentium 4。其他公司也推出了相同档次的 CPU，如K6、Athlon XP、VIA C3等，配置了第六代CPU的PC 是目前最流行的档次。目前流行微机的外观，如图1-16所示。 (7) 第七代64位PC 2003年9月23日，AMD发布了面向台式机和笔记本的64位 处理器：Athlon 64和Athlon 64 FX，标志着64位PC时代的到来。
微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微机原理第1章 微型计算机简介
1.1.2 微机系统的主要性能指标
微型计算机的主要性能指标有以下一些内容: 字长 字长以二进制位为单位，是CPU能够同时处理的二进制数据的位数， 它直接关系到计算机的计算精度、功能和运算能力。微机字长一般都 是以2的幂次为单位，如4位、8位、16位、32位和64位等。 运算速度 计算机的运算速度（平均运算速度）是指每秒钟所能执行的指令条数， 一般用百万条指令/秒（MIPS）来描述。因为微机执行不同类型指令 所需时间是不同的，通常用各类指令的平均执行时间和相应指令的运 行比例综合计算，作为衡量微机运行速度的标准。目前微机的运行速 度已达数万MIPS。 时钟频率（主频） 时钟频率是指CPU在单位时间（秒）内发出的脉冲数。通常，时钟频 率以兆赫（MHz）或吉赫（GHz）为单位。一般的时钟频率越高，其 运算速度就越快。
2、微型计算机的外部设备 微型计算机的外部设备包括外存储器、输入设备和输出设备等，如图 1.3所示。
外存储器 硬盘 软盘 光盘 键盘 鼠标 扫描仪、数码相机等 显示器 打印机
外部 设备
输入设备
输出设备
图 1.3 微型计算机的外部设备 图 1.4 微型计算机的外部设备
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
1.1.1 微型计算机的体系结构和系统构成
输入设备 输入设备是计算机外部设备之一，是向计算机输送数据的设备。其功 能是将计算机程序、文本、图形、图像、声音以及现场采集的各种数 据转换为计算机能处理的数据形式并输送到计算机。常见的输入设备 有键盘和鼠标等。 输出设备 输出设备是将计算机中的数据信息传送到外部媒介，并转化成某种人 们所认识的表示形式。在微型计算机中，最常用的输出设备有显示器 和打印机。
地址总线 数据总线 控制总线
《计算机原理与应用》习题(1-4章)
《计算机原理与应用》习题（1-4章）第1章微机系统导论1.2 微处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有何联系与区别?答：微处理器是微型计算机的中央处理器，微型计算机是微型计算机系统硬件部分的核心部件。
微处理器是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件。
微型计算机又称主机，是指以微处理器为核心，配上存储器、输入／输出接口电路及系统总线所组成的计算机。
微型计算机系统是指以微型计算机为中心，配以相应的外围设备（如硬盘、显示器、键盘、鼠标等）、电源和辅助电路（统称硬件）以及指挥微型计算机工作的软件系统（如系统软件、应用软件）所构成的系统。
1.3 微机硬件系统的组成部分包括哪几部分?目前流行的实际微机硬件系统一般都由哪些部件组成?答：微机硬件系统一般都是由主机板（包括CPU、CPU外围芯片组、主存储器RAM、BIOS芯片与总线插槽）、外设接口卡、外部设备（如硬盘、光驱、显示器、打印机、键盘、鼠标与调制解调器）以及电源等部件所组成。
目前流行的实际微机硬件系统一般包括CPU、主板、内存、显卡、声卡、显示器、硬盘、光驱、键盘、鼠标、音箱、调制解调器、机箱以及电源等。
1.7 一个最基本的微处理器由哪几部分组成？它们各自的主要功能是什么？答：一个最基本的微处理器由运算器、控制器和内部寄存器阵列3个部分组成。
运算器又称为算术逻辑单元（ALU），用来进行算术或逻辑运算以及位移循环等操作；控制器包括指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、可编程逻辑阵列（PLA），三者共同作用完成取指控制、执指控制等操作；内部寄存器阵列包括若干个功能的寄存器和寄存器组，用以存放对应的数据，供控制器和运算器使用。
1.11 试说明位、字节、字长的基本概念及三者之间的关系。
1答：在计算机内部，程序和数据都是用0、1二进制代码的形式来表示的。
每一个二进制代码0或1就叫做1位（bit）信息，8位二进制代码作为一个字节（Byte），2个字节组成一个字（Word），字长表示计算机数据总线上一次能处理的信息的位数，1个字长=2个字节=16个位。
CH01_1 微机原理 第1章绪论
主要应用： 嵌入式应用。广泛嵌入到 工业、农业、 航 空、航天、军事、通信、能源、交通 IT、 IT、金融、仪器仪 金融、仪器仪 表、保安、医疗、办公设备、娱乐 休闲、健身、体育竞 表、保安、医疗、办公设备、娱乐休闲、健身、体育竞 赛、服务领域等的产品中，已成为现代电子系统中重要的 赛、服务领域等的产品中，已成为现代电子系统中重要的 智能化工具。 学习重要性：单片机已成为电子系统中最普遍的应用手 段，除了单独设课程外，在涉及的许多实践环节，如课程 设计、毕业设计乃至研究生论文课题中，单片机系统都是 最广泛的应用手段之一。近年来，在高校中大力推行的各 种电子设计竞赛中，采用单片机系统解决各类电子技术问 题已成为主要方法之一。 请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机 请稍微留心一下我们的周围，看看周围由于应用单片机 后发生了什么变化？
掌握微处理器、微型机和单片机的概念及组成； 掌握计算机中常用数制及数制间的转换；(补充内 容) 掌握计算机中常用的编码BCD码和ASCII码；(补 充内容) 掌握数据在计算机中的表示方法，原码、反码及 补码。(补充内容)
第一章 基本内容：
1.1 什么是单片机 1.2 单片机的历史及发展概况 1.3 8位单片机的主要生产厂家和机型 1.4 单片机的发展趋势 1.5 单片机的应用 1.6 MCS－51系列单片机
微处理器 MPU 核心 MicroProcessor Unit
器件
微控制器 MCU MicroController Unit
embedded
微处理器 微型计算机 微型计算机系统
3、微型计算机系统
硬件系统 软件系统
微型计算机 微处理器：运算器、控制器 内存储器 ROM：ROM、PROM、 EPROM、E2PROM、Flash ROM RAM：SRAM、DRAM、iRAM 、NVRAM I/O接口：并行、串行、中断接 口、DMA接口 系统总线：数据、地址、控制总 线（DB、AB、CB） 外围设备 输入/输出设备 A/D 、D/A转换器 开关量输入/输出 终端
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案
微机原理与接口技术（第二版）课后习题答案第1章作业答案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?解：把CPU(运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微处理器。
微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了微型计算机。
微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。
1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能? 解：CPU主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。
其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。
1.3 微型计算机采用总线结构有什么优点?解：采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。
而且总线可以标准化,易于兼容和工业化生产。
1.4 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据?解：数据总线是双向的(数据既可以读也可以写),而地址总线是单向的。
8086CPU为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为地址总线。
它们主要靠信号的时序来区分。
通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读或写数据的单元),过一段时间再读或写数据。
1.8在给定的模型中，写出用累加器的办法实现15×15的程序。
解： LD A， 0LD H， 15LOOP：ADD A， 15DEC HJP NZ， LOOPHALT第 2 章作业答案2.1 IA-32结构微处理器直至Pentillm4,有哪几种?解：80386、30486、Pentium、Pentium Pro、Peruium II 、PentiumIII、Pentium4。
2.6 IA-32结构微处理器有哪几种操作模式?解：IA一32结构支持3种操作模式:保护模式、实地址模式和系统管理模式。
微型计算机和微处理器的发展
微型计算机和微处理器的发展本篇报告的目的讲述微型计算机和微处理器的发展史，以此来深化对计算机功能结构的认识，并进一步了解计算机工作的模式，在此基础上对未来的计算机发展做一个合理的推测和预期。
其实微型计算机的发展和微处理器的发展其实是紧密结合，密不可分的，微型计算机的发展主要表现在其核心部件——微处理器的发展上，每当一款新型的微处理器出现时，就会带动微机系统的其他部件的一并发展，比如在微机体系结构上，存储器存取容量、存取速度上，以及外围设备都在不断改进，在此基础上新设备也在不断出现并推动微型计算机的进一步发展。
第一篇微机的发展上根据微处理器的字长和功能，将微型计算机的发展简单划分为以下几个阶段。
第一阶段：概述：4位和8位低档微处理器（第1代）基本特点：采用PMOS工艺，集成度低（4000个晶体管/片），指令系统:系统结构和指令系统简单，主要采用机器语言或简单的汇编语言，指令数目少，基本指令周期为20~50μs，用于简单的控制场合。
举例：Intel4004和Intel8008微处理器和分别由它们组成的MCS-4和MCS-8微机第二阶段：概述：8位中高档微处理器（第二代）特点：采用NMOS工艺，集成度提高约4倍，运算速度提高约10~15倍指令系统：比较较完善，具有典型的计算机体系结构和中断、DMA等控制功能软件方面：除汇编语言外，还有BASIC、FORTRAN等高级语言和相应的解释程序和编译程序，在后期出现操作系统。
举例：Intel8080/8085、Motorola公司、Zilog公司的Z80第三阶段：概述：16位微处理器（第三代）特点：用HMOS工艺，集成度（20000~70000晶体管/片）和运算速度都比第2代提高了一个数量级指令系统：指令系统更加丰富、完善，采用多级中断、多种寻址方式、段式存储机构、硬件乘除部件，并配置了软件系统产品举例：Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000 第四阶段：概述：32位微处理器（第四代）产品举例：Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040基本特点：采用HMOS或CMOS工艺，集成度高达100万个晶体管/片，具有32位地址线和32位数据总线评价：微型计算机的功能已经达到甚至超过超级小型计算机，完全可以胜任多任务、多用户的作业第五阶段：概述：奔腾系列微处理器（第5代）产品举例：Intel公司的奔腾系列芯片及与之兼容的AMD的K6系列微处理器芯片特点：AMD与Intel分别推出来时钟频率达1GHz的Athlon和PentiumⅢ。
微型计算机技术课后习题答案课堂
2.3 试说明段寄存器的作用。 答：8086微处理器中的16位寄存器，用来存放对应的存储段的 段基值—段起始地址的高16位。通过段寄存器值和指令中给出 的16位段内偏移量,可得出存储器操作数的物理地址(20位)。4微型计算机技术ຫໍສະໝຸດ ? 第三版 ? 孙德文编著
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第1章 微型计算机系统的构成
1.1试述微处理器、微型计算机和微型计算机系统的关系。 答：微处理器是指由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理 器。
微型计算机指以微处理器为基础，配以内存储器以及输入输 出接口电路和相应的辅助电路构成的裸机。
微型计算机系统指由微处理器配以相应的外围设备及其它 专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件而构成的系统。
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2.8 什么是指令周期? 什么是总线周期? 什么是时钟周期?说明三 者的关系。 答：执行一条指令所需要的时间称为指令周期包括取指令、译码和 执行等操作所需的时间。— 指令周期
CPU通过总线操作完成同内存储器或I/O接口之间一次数据传送 所需要的时间。 — 总线周期
CPUJ时钟脉冲的重复周期称为时钟周期，时钟周期是CPU的时 间基准。 — 时钟周期
在最大方式下，系统的总线控制信号由专用总线控制器8288 提供，构成一个多处理机或协处理机系统。此时MN／MX*线接
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2.6 8086的读周期时序和写周期时序的区别有哪些? 答：读操作与写操作的主要区别为：
①DT/R*控制信号在读周期中为低电平，在写周期中为高 电平；
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指令执行部件EU 指令执行部件
• EU的功能是执行指令。一般情况下, 指令按照它存放 的功能是执行指令。一般情况下 的功能是执行指令 的先后次序顺序执行， 从指令队列中源源不断地取 的先后次序顺序执行，EU从指令队列中源源不断地取 得指令代码，满负荷地连续执行指令。 得指令代码，满负荷地连续执行指令。 • EU中的算术逻辑运算单元 中的算术逻辑运算单元ALU可完成 位或 位的二 可完成16位或 中的算术逻辑运算单元 可完成 位或8位的二 进制运算，运算结果通过内部总线送到通用寄存器， 进制运算，运算结果通过内部总线送到通用寄存器， 或者送往BIU的内部寄存器中，等待写入存储器。 的内部寄存器中， 或者送往 的内部寄存器中 等待写入存储器。 • EU控制器负责从 控制器负责从BIU的指令队列中取出指令，并对指 的指令队列中取出指令， 控制器负责从 的指令队列中取出指令 令译码，根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令 令译码，根据指令要求向 内部各部件发出控制命令 以实现各条指令的功能。 以实现各条指令的功能。
高等学校计算机基础教育教材精选
杨文显
主编
现代微型计算机原理 与接口技术教程
总 目 录
第1章 章 第2章 章 第3章 章 第4章 章 第5章 章 6章 第 6章 第7章 章 第8章 章 第9章 章 第10章 章 第11章 章 第12章 章 微型计算机与微处理器 存储器 汇编语言基础 汇编语言程序设计 微型计算机输入输出接口 微型计算机的中断系统 可编程接口芯片 DMA传输 传输 模与模/数转换 数/模与模 数转换 模与模 现代微型计算机 PC系列微型计算机外部设备接口 系列微型计算机外部设备接口 微型计算机总线
• 数据总线：用于传送数据信息，数据总线是双向总线。 用于传送数据信息，数据总线是双向总线。 用于传送数据信息 • 地址总线：用于发送内存地址和I/O接口的地址。 地址总线：用于发送内存地址和I/O接口的地址。 I/O接口的地址 • 控制总线：传送各种控制信号和状态信号，使微型计算机 控制总线：传送各种控制信号和状态信号， 各部件协调工作。 各部件协调工作。 • 微型计算机采用标准总线结构，提高了微机系统的通用性 微型计算机采用标准总线结构， 和可扩展性。 和可扩展性。
地址转换
• 地址加法器用来完成逻辑地址向物理地址的变换： 地址加法器用来完成逻辑地址向物理地址的变换： 物理地址＝段基址×16 + 偏移地址 • 上例中，逻辑地址2345H：1100H对应的物理地址是 上例中，逻辑地址 对应的物理地址是24550H。 ： 对应的物理地址是 。 • 反之，物理地址24550H，它对应的逻辑地址可以是 反之，物理地址 ，它对应的逻辑地址可以是2455H： ： 0000H，也可以是2400H：0550H等。 ，也可以是 ： 等 • 这说明一个存储单元的物理地址是惟一的，而它对应的逻辑 这说明一个存储单元的物理地址是惟一的， 地址是不惟一的。 地址是不惟一的。
• 随机存取存储器（RAM）又称读写存储器： 随机存取存储器（ ）又称读写存储器：
随机存取：可以根据需要读写任意位置上的内容，而不像 ：可以根据需要读写任意位置上的内容， 磁盘一样必须成块地顺序读写。 磁盘一样必须成块地顺序读写。 可读可写：随机存储器中的信息可以读出，也可以写入。 ：随机存储器中的信息可以读出，也可以写入。 易失性：断电后储存的信息自动消失，是易失性存储器。 ：断电后储存的信息自动消失，是易失性存储器。 用途：用于存放当前正在使用的程序和数据。 ：用于存放当前正在使用的程序和数据。
1.2.2 8086/8088 微处理器的寄存器 8086/8088 CPU的内部寄存器如图 的内部寄存器如图1-5 的内部寄存器如图 • 通用数据寄存器：存放运算原始 中间结果 通用数据寄存器：存放运算原始/中间结果 • 指针和变址寄存器：存放存储器地址 指针和变址寄存器： • 控制寄存器：存放程序地址和其他控制信息 控制寄存器： • 段寄存器：存放各段的信息 段寄存器：
地址总线（20 位） 通 用 寄 存 器 AX BX CX DX AH BH CH DH B P S P S I D I ALU 数据总线（16 位） AL BL CL DL
地址加法器 ∑
数据总线
（16 位）
C S D S S S E S I P 内部通信寄存器 总线 控制 逻辑 8086 总线
暂 存 器
第1章 章
微型计算机与微处理器
1.1 微型计算机 1.2 8086/8088微处理器结构 微处理器结构 1.3 8086/8088微处理器子系统 微处理器子系统 1.4 8086/8088 微处理器的工作时序
1.1 微型计算机
1.1.1 电子计算机的基本组成
电子计算机的基本结构特点： 电子计算机的基本结构特点：
运算器
输入设备
存储器
输出设备Βιβλιοθήκη 控制器图1-1 计算机的基本组成
存储器 运算器 控制器 输入设备 外部设备 输出设备 主机 中央处理器 CPU） （CPU） 电子计算机
1.1.2 微型计算机
• 微型计算机在基本结构和基本功能上与计算机大 致相同。 致相同。 • 由于微型计算机采用了大规模和超大规模集成电 路组成的功能部件， 路组成的功能部件，使微型计算机在系统结构上 有着简单 规范和易于扩展的特点 简单、 的特点。 有着简单、规范和易于扩展的特点。 • 微型计算机由微处理器、存储器、输入输出接口 微型计算机由微处理器 存储器、 微处理器、 电路组成。 电路组成。 • 连接这些功能部件的是三组总线：数据总线、地 连接这些功能部件的是三组总线 数据总线、 三组总线： 址总线和控制总线。 址总线和控制总线。
A L U
E U 控制器
队列 总线 1
（8 位）
指令队列 2 3 4 5 6
标志寄存器 指令执行部件（EU） 总线接口部件（BIU）
图1-3 8086微处理器内部结构 微处理器内部结构
物理地址
• 访问存储器的实际地址称为物理地址，用20位二进 访问存储器的实际地址称为物理地址， 物理地址 位二进 制表示。 制表示。 • 物理地址的位数由地址总线的位数决定 • 物理地址的位数决定了该计算机能够连接的存储器 的数量： 的数量： • 例如：16根地址线最多能连接 16=64KB内存储器； 例如： 根地址线最多能连接 根地址线最多能连接2 内存储器； 内存储器 20根地址线最多能连接 20=1MB内存储器 根地址线最多能连接2 内存储器. 根地址线最多能连接 内存储器
逻辑地址
• EU送来的存储器地址称为逻辑地址，由16位“段基 送来的存储器地址称为逻辑地址， 送来的存储器地址称为逻辑地址 位 址”和 16位 “偏移地址”（段内地址）组成。 ” 位 ” 段内地址）组成。 段基址表示一个段的起始地址的高 表示一个段的起始地址的高16位 • 段基址表示一个段的起始地址的高 位。 • 偏移地址表示段内的一个单元距离段开始位置的距 偏移地址表示段内的一个单元距离段开始位置的距 因此，偏移地址也称为段内地址。 离。因此，偏移地址也称为段内地址。 • 例如，2345H∶1100H表示 例如， 表示: ∶ 表示 段基址为2345H（这个段的起始地址是 （这个段的起始地址是23450H）， 段基址为 ） 段内偏移地址为1100H的存储单元地址。 的存储单元地址。 段内偏移地址为 的存储单元地址
• 只读存储器 只读存储器(ROM)： ：
只读：信息在一般情况下只能读出，不能写入和修改 ：信息在一般情况下只能读出， 非易失性：断电后原信息不会丢失，是非易失性存储器， ：断电后原信息不会丢失，是非易失性存储器， 用途：用来存放固定的程序和数据表格。 ：用来存放固定的程序和数据表格。
3． 输入输出接口电路 ．
• 存储程序原理：把程序是先存储在计算机内部，计算机 存储程序原理：把程序是先存储在计算机内部， 通过执行程序实现高速数据处理。 通过执行程序实现高速数据处理。 • 5大功能模块：电子数字计算机由运算器、控制器、存储 大功能模块：电子数字计算机由运算器、控制器、 大功能模块 输入设备、输出设备这些功能模块组成。 器、输入设备、输出设备这些功能模块组成。
8088 CPU与8086 CPU的区别： 的区别： 与 的区别
与外部交换数据的数据总线宽度是8位 （1）8088与外部交换数据的数据总线宽度是 位， ） 与外部交换数据的数据总线宽度是 内部总线和寄存器仍是16位 所以把8088称 而EU内部总线和寄存器仍是 位，所以把 内部总线和寄存器仍是 称 位微处理器。 为准16位微处理器。 位微处理器 中指令队列长度只有4字节 （2）8088 BIU中指令队列长度只有 字节，只要队 ） 中指令队列长度只有 字节， 列中出现一个空闲字节， 列中出现一个空闲字节，BIU就会自动地访问存储 就会自动地访问存储 取指令来填满指令队列。 器，取指令来填满指令队列。
偏移地址（16位） 段寄存器（16位） 0000
Σ
地址加法器
物理地址（20位）
图1-4 地址加法器
总线接口部件BIU 总线接口部件
BIU的功能： 的功能： 的功能 形成访问存储器的物理地址（由地址加法器完成）； 形成访问存储器的物理地址（由地址加法器完成）； 访问存储器取得指令,暂存到指令队列中等待执行 暂存到指令队列中等待执行； 访问存储器取得指令 暂存到指令队列中等待执行； 访问存储器或I/O端口以读取操作数参与 运算， 端口以读取操作数参与EU运算 访问存储器或 端口以读取操作数参与 运算，或存放 运算结果等; 运算结果等 产生外部总线的各种控制信号。 产生外部总线的各种控制信号。 • BIU内部有一个6字节的指令队列。一旦指令队列中空出2个 内部有一个6字节的指令队列。一旦指令队列中空出2 内部有一个 字节，BIU将自动进行读指令的操作以填满指令队列。 字节， 将自动进行读指令的操作以填满指令队列。 将自动进行读指令的操作以填满指令队列 • BIU内部总线控制电路将 内部总线控制电路将CPU的内部总线与 的内部总线与CPU引脚所连接 内部总线控制电路将 的内部总线与 引脚所连接 的外部总线相连。 的外部总线相连。