微机原理第一章

第一章微型计算机概述习题

1 简述冯·诺依曼计算机结构的基本含义。

冯诺依曼理论的要点是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯诺依曼的这个理论称为冯诺依曼体系结构。

根据冯诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能：

把需要的程序和数据送至计算机中。

必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。

能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。

能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。

能够按照要求将处理结果输出给用户。

为了完成上述的功能，计算机必须具备五大基本组成部件，包括：

输人数据和程序的输入设备，记忆程序和数据的存储器，完成数据加工处理的运算器，控制程序执行的控制器，输出处理结果的输出设备

3 微型计算机包括哪几个组要组成部分？各部分的基本功能是什么？

微处理器：是整个微机的中央处理部件，由运算器和控制器组成，用来执行程序指令，完成各种运算和控制功能

主存储器：存储器是微机的存储和记忆装置，用来存放数据和程序。根据存储器和CPU的关系，存储器可分为主存储器（简称贮存，又称内存）和辅助存储器（简称辅存，又称外存）

主存储器是CPU可以直接对它进行读出或写入的存储器，用来存放当前正在使用或经常要用的程序和数据，它的容量较小，速度较快，但价格较高

总线：总线是计算机部件与部件之间进行数据信息传输的一组公共信号线及相关的控制逻辑，是一组能为计算机的多个部件服务的公共信息传输通路，能分时地发送与接收各部件的信息。总线属于微机的重要组成部件之一。微处理器、主存储器和I/O接口之间通过地址总线、数据总线和控制总线三组总线相连，通常将这三组总线统称为系统总线

数据总线用来传送数据信息。地址总线用来传送地址信息。控制总线用来传送控制信息。

I/O接口和I/O设备：I/O接口是微机与I/O设备之间的桥梁，是数据进出微机的通道，也是微机与I/O设备协同工作的协调者。I/O设备是指那些为微机提供数据或信息的额输入设备如扫描仪、键盘、鼠标等和那些接收微机中输出的信息或数据的输出设备如打印机、显示器等

4 简单介绍CPU的各个组成部分及其功能。

运算器：实现算术运算和逻辑运算功能。

控制器：控制器是指挥和控制计算机各部件协调动作的功能部件，发出控制信号，实现控制指令执行的功能。

寄存器阵列：存储器阵列存放参加运算的数据、中间结果、地址等。

内部总线：在CPU内部，运算器、控制器、寄存器阵列三部分之间的信息交换是通过总线结构来实现的，内部总线用来连接微处理器的各功能部件并传送微处理器内部的数据和控制信号

5 何谓系统总线？它分为哪三组？各组的特点与作用是什么？

微处理器、主存储器和I/O接口之间通过地址总线、数据总线和控制总线三组总线相连，通常将这三组总线统称为系统总线。

数据总线用来传送数据信息。其传输具有双向性

地址总线用来传送地址信息，传送具有单向性，即由微处理器输出地一组地址信号线，用以给出微处理器所访问的部件的地址

控制总线用来传送控制信息，控制总线中每根线上的方向是一定的，他们分别传送控制信息、时序信息和状态信息，这些信息控制数据总线、地址总线的而是用。

6 某微处理器的地址总线为16位，那么他的最大寻址空间为多少？64K

7 微型计算机的主要技术指标有哪些？请分别说明。

主频：也叫时钟频率，就是主时钟不断产生的时钟脉冲的固定频率，用来表示微处理器的运行速度，主频越高表明CPU运行越快

字长：字长是指微机系统中CPU一次能处理的二进制位数。他决定着计算机内部寄存器ALU和数据总线的位数，直接影响着及其的硬件规模和造价。字长直接反映了一台计算机的计算精度，字长越长，说明CPU 所能处理的数据精度越高，处理速度越快，存储容量越大，通常字长是字节的整数倍。

运算速度：运算速度是衡量计算机性能的一个重要指标，在硬件一定的情况下，运算速度快慢与及其所执行的操作及主频有关，执行的操作不同，所需要的时间不同，其运算速度也不同，执行同一种操作使用同一计算方法，及其主频不同，运算速度也不同。

主存容量和存取时间：主存容量是指主存储器所能存储二进制信息的总量。主存容量越大，可存放的数据越多，可同时执行的程序也越多，相对来说，CPU访问外部存储器的次数会减少，及其的处理能力就越强。微机内存完成一次读写所需要的时间成为主存的存取时间，改时间越短存取速度就越快。

可靠性：计算机的可靠性是一个综合的指标，一般常用平均无故障运行时间来衡量。平均无故障运行时间是指在相当长的运行时间内，用及其的工作时间除以运行时间内的故障次数过得的结果，他是一个统计指，此值越大，说明计算机的可靠性越高，即故障率低。

性价比：性价比是机器性能与价格的比值，他是衡量计算机产品性能优劣的一个综合性指标。性价比的值越大越好，一般来说，微型机的性价比要比其他类型计算机的性价比高得多。