微机原理与接口技术第一章课后习题答案
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第1章
习题解答■■■■■ ·1·
第1章
习 题 解 答
理
1000 0110 B 所以， [50] 补 +[84] 补 ＝1000 0110 B，最高位为 1，是负数。 溢出判别：OF＝C s C p ＝0 1＝1，有溢出，为正溢出，结果错误。 （2）－33＋(－37) [－33] 原 ＝1010 0001B，[－37] 补 ＝1010 0101B [－33] 原 ＝1101 1110B，[－37] 补 ＝1101 1010 B [－33] 补 ＝1101 1111B，[－37] 补 ＝1101 1011 B 补码相加： 1101 1111 B [－33] 补 ＋）1101 1011 B [－37] 补 1 1011 1010 B [－70] 补 所以，[－33＋(－37)] 补 ＝1011 1010B，将其求补得 1100 0110B=－70 溢出判别：OF＝C s C p ＝1 1＝0，无溢出，结果正确。 （3）－90＋(－70) [－90] 原 ＝1101 1010B，[－70] 补 ＝1100 0110B [－90] 反 ＝1010 0101B，[－70] 补 ＝1011 1001B [－90] 补 ＝1010 0110B，[－70] 补 ＝1011 1010B 补码相加： 1010 0110 B [－90] 补
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＋）1011 1010 B [－70] 补 10110 0000 B [96] 补 所以，[－90＋(－70)]补＝0110 0000B=96 溢出判别：OF＝C s C p ＝1 0＝1，有溢出，为负溢出，结果错误。 （4）72－8＝72＋(－8) [72] 原 ＝[72] 反 ＝[72] 补 ＝01001000B， [－8] 原 ＝1000 1000B [－8] 反 ＝1111 0111B [－8] 补 ＝1111 1000B 补码相加： 0100 1000 B [72] 补 ＋）1111 1000 B[－8] 补
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地址总线 AB 数据总线 DB 控制总线 CB
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习题解答
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① 微处理器 CPU 由运算器和控制器两部分组成。运算器主要用来完成对数据的运 算，包括算术运算和逻辑运算，控制器为整机的指挥控制中心，计算机的一切操作。 ② 存储器是一个记忆装置，用来存储数据、程序、运算的中间结果和最后结果。包括 随机存取存储器 RAM 和只读存储器 ROM。 ③ 输入/ 输出接口电路是微型计算机与外部设备联系的桥梁，由于外设的种类繁多， 工作速度大部分不能和主机相匹配（相对来讲都较慢） ，因而，主机和外设之间的信息传 递都必须经过接口电路加以合理的匹配、缓冲。输入接口连接在主机的输入端，用来将 输入设备（如键盘、鼠标等）接收的信息输入到主机内部，而输出接口则接在主机的输出 端，用来将主机运算的结果或控制信号输出到输出设备（如 CRT 显示器、打印机等） 。 ④ 数据总线是微处理器与外界传递数据的信号线。数据总线可以双向传递数据信号， 是一组双向、三态总线。 ⑤ 地址总线是由微处理器输出的一组地址线，用来指定微处理器所访问的存储器和外 部设备的地址。地址总线的条数决定了 CPU 所能直接访问的地址空间。地址总线采用三态 输出方式。 ⑥ 控制总线用来使微处理器的工作与外部电路的工作同步。其中有的为高电平有效， 有的为低电平有效，有的为输出信号，有的为输入信号。通过这些联络线 CPU 可以向其他 部件发出一系列的命令信号，其他部件也可以将工作状态、请求信号送给 CPU。 1.9 衡量微机系统的主要性能指标有哪几个方面？ 答：衡量微机系统的主要性能指标有以下几点： ① 字长：计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。字长越长，计算机所能表示的 数据精度越高，在完成同样精度的运算时数据的处理速度越高。 ② 存储器容量：是衡量计算机存储二进制信息量大小的一个重要指标。微型计算机中 通常以字节为单位表示存储容量， ③ 计算机的运算速度：以每秒钟能执行的指令条数来表示。 ④ 扩展能力：主要指计算机系统配置各种外设的可能性和适应性。 ⑤ 软件配置情况：软件是计算机系统不可缺少的重要组成部分。一台计算机软件是否 配置齐全，是关系到计算机性能的重要标志。
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第1章
习题解答
1 0100 0000B 所以，[72－8] 补 ＝0100 0000B=64 溢出判别：OF＝C s C p ＝1 1＝0，无溢出，结果正确。 1.3 写出下列各数的原码、反码、补码（设机器字长为 8 位） 。 ＋1010011B；－0101100B；－32；＋47 答：按照原码、反码、补码的求取方法，求出各数的原码、反码和补码。 正数：[X] 原 ＝[X] 反 ＝[X] 补 ，在其真值的基础上将符号位置为 0，其余数位不变。 负数：[X] 原 ，在真值的基础上，符号位置为 1，其余位不变； [X] 反 ，在[X] 原 的基础上符号位不变，其余按位求反； [X] 补 ，[X] 补 ＝[X] 反 ＋1。 答案如下。 （1）设 X＝＋1010011B， 则 [X] 原 ＝[X] 反 ＝[X] 补 ＝01010011B （2）设 X＝－0101100B， 则 [X] 原 ＝1010 1100B，[X] 反 ＝1101 0011B，[X] 补 ＝1101 0100B （3）设 X＝－32＝－0100000B， 则 [X] 原 ＝1010 0000B，[X] 反 ＝1101 1111B，[X] 补 ＝1110 0000B （4）设 X＝＋47＝＋0101111B， 则 [X] 原 ＝[X] 反 ＝[X] 补 ＝0010 1111B 1.4 将下列十进制数变为 8421 BCD 码。 306；512；9183；4700 答：将十进制数变为 8421BCD 码，只需将每位十进制数分别用 4 位二进制数表示即 可。答案如下。 (306) 10 ＝(11 0000 0110) 8421BCD (512) 10 ＝(101 0001 0010) 8421BCD (9183) 10 ＝(1001 0001 1000 0011) 8421BCD (4700) 10 ＝(100 0111 0000 0000) 8421BCD
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习题解答■■■■■ ·3·
微 处 理 器 CPU
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存储器 输入接口 输入设备 输出接口 输出设备
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图 1.1
微型计算机结构框图
一台微型计算机主要由微处理器 CPU 、存储器、输入/ 输出接口电路及系统总线构成 （虚线内部分） ，各部分功能如下：
工 程
将下列 8421 BCD 码变为十进制数。 1 0000 1001 0100；110 0110 0011；10 0100 0101；1 1000 答：将 8421BCD 码转换为十进制数，只需从末位起将每 4 位二进制数分别用 1 位十进 制数表示即可。 (1 0000 1001 0100) 8421BCD ＝(1094) 10 (110 0110 0011) 8421BCD ＝(663) 10 (10 0100 0101) 8421BCD ＝(245) 10 (1 1000) 8421BCD ＝(18) 10 1.6 写出下列各十六进制数的 ASCII 码。 1357H；ABCDH；3FH；20EH 答：按照各十六进制数字符出现的顺序由高到低，将每个字符用相应的 ASCII 码（两 位十六进制数）表示即可。 1357H＝31 33 35 37H ABCDH＝41 42 43 44H 3FH＝33 46H 20EH＝32 30 45H 1.7 什么是微处理器、微型计算机、微型计算机系统？ 答：① 微处理器简称 MP（micro processor）或 CPU，是指由一片或几片大规模集成 电路组成的具有运算和控制功能的中央处理单元。微处理器主要由算术逻辑部件 ALU、寄 存器以及控制器 CU 组成，它是微型计算机的主要组成部分。 ② 微型计算机简称为 MC（micro computer）或C，以微处理器 CPU 为核心，再配上 一定容量的存储器（ RAM 、 ROM ） 、输入 / 输出接口电路，这三部分通过外部总线连接起 来，便组成了一台微型计算机。 ③ 微型计算机系统简称为CS 或 MCS（micro computer system） ，它以微型计算机为 核心，再配备以相应的外围设备、辅助电路和电源（统称硬件）及指挥微型计算机工作的 系统软件，便构成了一个完整的系统。 1.8 试画出微型计算机的结构框图，并简述各部分的功能。 答：微型计算机的结构如图 1.1 所示。
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1.1 简述计算机和微型计算机经过了哪些主要的发展阶段？ 答：① 计算机经历了电子管计算机、晶体管计算机 、 集成电路计算机、大规模集成 电路计算机四个发展阶段。 ② 微型计算机经历了低档 8 位微处理器和微型计算机、中档 8 位微处理器和微型计算 机、16 位微处理器和微型计算机、32 位微处理器和微型计算机、64 位高档微处理器和微 型计算机五个发展阶段。 1.2 设机器字长为 8 位，最高位为符号位。试用二进制加法计算下列各式，并用“双 高位判别法”判别有无溢出，若有，是正溢出还是负溢出？ 50＋84；－33＋(－37)；－90＋(－70)；72－8 答：采用补码相加、逢二进一求和。溢出判断采用双高位判别法，OF＝C s C p ＝1,表 示发生了溢出错误。 （1）50＋84 [50] 原 ＝[50] 反 ＝[50] 补 ＝00110010B [84] 原 ＝[84] 反 ＝[84] 补 ＝01010100B 补码相加： 0011 0010 B [50] 补 ＋）0101 0100 B [84] 补
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习 题 解 答
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1000 0110 B 所以， [50] 补 +[84] 补 ＝1000 0110 B，最高位为 1，是负数。 溢出判别：OF＝C s C p ＝0 1＝1，有溢出，为正溢出，结果错误。 （2）－33＋(－37) [－33] 原 ＝1010 0001B，[－37] 补 ＝1010 0101B [－33] 原 ＝1101 1110B，[－37] 补 ＝1101 1010 B [－33] 补 ＝1101 1111B，[－37] 补 ＝1101 1011 B 补码相加： 1101 1111 B [－33] 补 ＋）1101 1011 B [－37] 补 1 1011 1010 B [－70] 补 所以，[－33＋(－37)] 补 ＝1011 1010B，将其求补得 1100 0110B=－70 溢出判别：OF＝C s C p ＝1 1＝0，无溢出，结果正确。 （3）－90＋(－70) [－90] 原 ＝1101 1010B，[－70] 补 ＝1100 0110B [－90] 反 ＝1010 0101B，[－70] 补 ＝1011 1001B [－90] 补 ＝1010 0110B，[－70] 补 ＝1011 1010B 补码相加： 1010 0110 B [－90] 补
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＋）1011 1010 B [－70] 补 10110 0000 B [96] 补 所以，[－90＋(－70)]补＝0110 0000B=96 溢出判别：OF＝C s C p ＝1 0＝1，有溢出，为负溢出，结果错误。 （4）72－8＝72＋(－8) [72] 原 ＝[72] 反 ＝[72] 补 ＝01001000B， [－8] 原 ＝1000 1000B [－8] 反 ＝1111 0111B [－8] 补 ＝1111 1000B 补码相加： 0100 1000 B [72] 补 ＋）1111 1000 B[－8] 补
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① 微处理器 CPU 由运算器和控制器两部分组成。运算器主要用来完成对数据的运 算，包括算术运算和逻辑运算，控制器为整机的指挥控制中心，计算机的一切操作。 ② 存储器是一个记忆装置，用来存储数据、程序、运算的中间结果和最后结果。包括 随机存取存储器 RAM 和只读存储器 ROM。 ③ 输入/ 输出接口电路是微型计算机与外部设备联系的桥梁，由于外设的种类繁多， 工作速度大部分不能和主机相匹配（相对来讲都较慢） ，因而，主机和外设之间的信息传 递都必须经过接口电路加以合理的匹配、缓冲。输入接口连接在主机的输入端，用来将 输入设备（如键盘、鼠标等）接收的信息输入到主机内部，而输出接口则接在主机的输出 端，用来将主机运算的结果或控制信号输出到输出设备（如 CRT 显示器、打印机等） 。 ④ 数据总线是微处理器与外界传递数据的信号线。数据总线可以双向传递数据信号， 是一组双向、三态总线。 ⑤ 地址总线是由微处理器输出的一组地址线，用来指定微处理器所访问的存储器和外 部设备的地址。地址总线的条数决定了 CPU 所能直接访问的地址空间。地址总线采用三态 输出方式。 ⑥ 控制总线用来使微处理器的工作与外部电路的工作同步。其中有的为高电平有效， 有的为低电平有效，有的为输出信号，有的为输入信号。通过这些联络线 CPU 可以向其他 部件发出一系列的命令信号，其他部件也可以将工作状态、请求信号送给 CPU。 1.9 衡量微机系统的主要性能指标有哪几个方面？ 答：衡量微机系统的主要性能指标有以下几点： ① 字长：计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。字长越长，计算机所能表示的 数据精度越高，在完成同样精度的运算时数据的处理速度越高。 ② 存储器容量：是衡量计算机存储二进制信息量大小的一个重要指标。微型计算机中 通常以字节为单位表示存储容量， ③ 计算机的运算速度：以每秒钟能执行的指令条数来表示。 ④ 扩展能力：主要指计算机系统配置各种外设的可能性和适应性。 ⑤ 软件配置情况：软件是计算机系统不可缺少的重要组成部分。一台计算机软件是否 配置齐全，是关系到计算机性能的重要标志。
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1 0100 0000B 所以，[72－8] 补 ＝0100 0000B=64 溢出判别：OF＝C s C p ＝1 1＝0，无溢出，结果正确。 1.3 写出下列各数的原码、反码、补码（设机器字长为 8 位） 。 ＋1010011B；－0101100B；－32；＋47 答：按照原码、反码、补码的求取方法，求出各数的原码、反码和补码。 正数：[X] 原 ＝[X] 反 ＝[X] 补 ，在其真值的基础上将符号位置为 0，其余数位不变。 负数：[X] 原 ，在真值的基础上，符号位置为 1，其余位不变； [X] 反 ，在[X] 原 的基础上符号位不变，其余按位求反； [X] 补 ，[X] 补 ＝[X] 反 ＋1。 答案如下。 （1）设 X＝＋1010011B， 则 [X] 原 ＝[X] 反 ＝[X] 补 ＝01010011B （2）设 X＝－0101100B， 则 [X] 原 ＝1010 1100B，[X] 反 ＝1101 0011B，[X] 补 ＝1101 0100B （3）设 X＝－32＝－0100000B， 则 [X] 原 ＝1010 0000B，[X] 反 ＝1101 1111B，[X] 补 ＝1110 0000B （4）设 X＝＋47＝＋0101111B， 则 [X] 原 ＝[X] 反 ＝[X] 补 ＝0010 1111B 1.4 将下列十进制数变为 8421 BCD 码。 306；512；9183；4700 答：将十进制数变为 8421BCD 码，只需将每位十进制数分别用 4 位二进制数表示即 可。答案如下。 (306) 10 ＝(11 0000 0110) 8421BCD (512) 10 ＝(101 0001 0010) 8421BCD (9183) 10 ＝(1001 0001 1000 0011) 8421BCD (4700) 10 ＝(100 0111 0000 0000) 8421BCD
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一台微型计算机主要由微处理器 CPU 、存储器、输入/ 输出接口电路及系统总线构成 （虚线内部分） ，各部分功能如下：
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将下列 8421 BCD 码变为十进制数。 1 0000 1001 0100；110 0110 0011；10 0100 0101；1 1000 答：将 8421BCD 码转换为十进制数，只需从末位起将每 4 位二进制数分别用 1 位十进 制数表示即可。 (1 0000 1001 0100) 8421BCD ＝(1094) 10 (110 0110 0011) 8421BCD ＝(663) 10 (10 0100 0101) 8421BCD ＝(245) 10 (1 1000) 8421BCD ＝(18) 10 1.6 写出下列各十六进制数的 ASCII 码。 1357H；ABCDH；3FH；20EH 答：按照各十六进制数字符出现的顺序由高到低，将每个字符用相应的 ASCII 码（两 位十六进制数）表示即可。 1357H＝31 33 35 37H ABCDH＝41 42 43 44H 3FH＝33 46H 20EH＝32 30 45H 1.7 什么是微处理器、微型计算机、微型计算机系统？ 答：① 微处理器简称 MP（micro processor）或 CPU，是指由一片或几片大规模集成 电路组成的具有运算和控制功能的中央处理单元。微处理器主要由算术逻辑部件 ALU、寄 存器以及控制器 CU 组成，它是微型计算机的主要组成部分。 ② 微型计算机简称为 MC（micro computer）或C，以微处理器 CPU 为核心，再配上 一定容量的存储器（ RAM 、 ROM ） 、输入 / 输出接口电路，这三部分通过外部总线连接起 来，便组成了一台微型计算机。 ③ 微型计算机系统简称为CS 或 MCS（micro computer system） ，它以微型计算机为 核心，再配备以相应的外围设备、辅助电路和电源（统称硬件）及指挥微型计算机工作的 系统软件，便构成了一个完整的系统。 1.8 试画出微型计算机的结构框图，并简述各部分的功能。 答：微型计算机的结构如图 1.1 所示。
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1.1 简述计算机和微型计算机经过了哪些主要的发展阶段？ 答：① 计算机经历了电子管计算机、晶体管计算机 、 集成电路计算机、大规模集成 电路计算机四个发展阶段。 ② 微型计算机经历了低档 8 位微处理器和微型计算机、中档 8 位微处理器和微型计算 机、16 位微处理器和微型计算机、32 位微处理器和微型计算机、64 位高档微处理器和微 型计算机五个发展阶段。 1.2 设机器字长为 8 位，最高位为符号位。试用二进制加法计算下列各式，并用“双 高位判别法”判别有无溢出，若有，是正溢出还是负溢出？ 50＋84；－33＋(－37)；－90＋(－70)；72－8 答：采用补码相加、逢二进一求和。溢出判断采用双高位判别法，OF＝C s C p ＝1,表 示发生了溢出错误。 （1）50＋84 [50] 原 ＝[50] 反 ＝[50] 补 ＝00110010B [84] 原 ＝[84] 反 ＝[84] 补 ＝01010100B 补码相加： 0011 0010 B [50] 补 ＋）0101 0100 B [84] 补