微機課后習題答案

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〔習題1.1〕簡答題

（1）計算機字長（Word）指的是什么？（2）總線信號分成哪三組信號？

（3）PC機主存采用DRAM組成還是SRAM組成？（4）Cache是什么意思？（5）ROM-BIOS是什么？（6）中斷是什么？

（7）32位PC機主板的芯片組是什么？（8）教材中MASM是指什么？

（9）處理器的“取指－譯碼－執(zhí)行周期〞是指什么？

（10）本課程的主要內(nèi)容屬于計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中哪個層次？

〔解答〕

①處理器每個單位時間可以處理的二進制數(shù)據(jù)位數(shù)稱計算機字長。②總線信號分成三組，分別是數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。③PC機主存采用DRAM組成。

④高速緩沖存儲器Cache是處理器與主存之間速度很快但容量較小的存儲器。

⑤ROM-BIOS是“基本輸入輸出系統(tǒng)〞，操作系統(tǒng)通過對BIOS的調(diào)用驅(qū)動各硬件設(shè)備，用戶也可以在應(yīng)用程序中調(diào)用BIOS中的大量功能。

⑥中斷是CPU正常執(zhí)行程序的流程被某種原因打斷、并暫時中止，轉(zhuǎn)向執(zhí)行事先安排好的一段處理程序，待該處理程序終止后仍返回被中斷的指令繼續(xù)執(zhí)行的過程。

⑦主板芯片組是主板的核心部件，它提供主板上的關(guān)鍵規(guī)律電路。⑧MASM是微軟開發(fā)的宏匯編程序。

⑨指令的處理過程。處理器的“取指—譯碼—執(zhí)行周期〞是指處理器從主存儲器讀取指令（簡稱取指），翻譯指令代碼的功能（簡稱譯碼），然后執(zhí)行指令所規(guī)定的操作（簡稱執(zhí)行）的過程。

⑩機器語言層，即指令集結(jié)構(gòu)。

（學生好多認為是：匯編語言層。前4章主要涉及匯編語言，但本書還有好多處理器原理等內(nèi)容）〔習題1.2〕判斷題

（1）軟件與硬件的等價性原理說明軟硬件在功能、性能和成本等方面是等價的。（2）IA-64結(jié)構(gòu)是IA-32結(jié)構(gòu)的64位擴展，也就是Intel64結(jié)構(gòu)。

（3）8086的數(shù)據(jù)總線為16位，也就是說8086的數(shù)據(jù)總線的個數(shù)、或說條數(shù)、位數(shù)是16。（4）微機主存只要使用RAM芯片就可以了。

（5）處理器并不直接連接外設(shè)，而是通過I/O接口電路與外設(shè)連接。（6）處理器是微機的控制中心，內(nèi)部只包括5大功能部件的控制器。（7）Windows的模擬DOS環(huán)境與控制臺環(huán)境是一樣的。（8）16位IBMPC/AT機采用ISA系統(tǒng)總線。

（9）IA-32處理器吸取了RISC技術(shù)特長。RISC是指繁雜指令集計算機。（10）處理器進行讀操作，就是把數(shù)據(jù)從處理器內(nèi)部讀出傳送給主存或外設(shè)。〔解答〕

①錯⑥錯

②錯⑦錯

③對⑧對

④錯⑨錯

⑤對⑩錯

〔習題1.3〕填空題

（1）CPU是英文___________的縮寫，中文譯為___________，微型機采用___________芯片構(gòu)成CPU。（2）Intel8086支持___________容量主存空間，80486支持___________容量主存空間。

（3）二進制16位共有___________個編碼組合，假使一位對應(yīng)處理器一個地址信號，16位地址信號共能尋址___________容量主存空間。

（4）DOS主要支持兩種可執(zhí)行文件，它們的擴展名分別是___________和___________。

（5）英文縮寫ISA常表示PC機工業(yè)標準結(jié)構(gòu)（IndustryStandardArchitecture）總線，也表示指令集結(jié)構(gòu)，后者的英文原文是___________。

（6）Windows的文件夾對應(yīng)的專業(yè)術(shù)語是___________。

（7）Pentium系列處理器的多媒體指令有___________，SSE，SSE2和___________類指令。（8）Pentium處理器采用___________位數(shù)據(jù)總線與主存相連。

（9）最初由___________公司采用Intel8088處理器和___________操作系統(tǒng)推出PC機。（10）當前32位PC機主要采用___________總線連接I/O接口電路卡。〔解答〕

①CentralProcessingUnit，中央處理單元，處理器②1MB，4GB③216，64KB④EXE，COM

⑤InstructionSetArchitecture⑥目錄

⑦MMX，SSE3⑧64

⑨IBM，DOS⑩PCI

〔習題1.4〕說明微型計算機系統(tǒng)的硬件組成及各部分作用。

〔解答〕

CPU：CPU也稱處理器，是微機的核心。它采用大規(guī)模集成電路芯片，芯片內(nèi)集成了控制器、運算器和若干高速存儲單元（即寄放器）。處理器及其支持電路構(gòu)成了微機系統(tǒng)的控制中心，對系統(tǒng)的各個部件進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和控制。

存儲器：存儲器是存放程序和數(shù)據(jù)的部件。

外部設(shè)備：外部設(shè)備是指可與微機進行交互的輸入（Input）設(shè)備和輸出（Output）設(shè)備，也稱I/O設(shè)備。I/O設(shè)備通過I/O接口與主機連接。

總線：互連各個部件的共用通道，主要含數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線信號。

〔習題1.5〕什么是通用微處理器、單片機（微控制器）、DSP芯片、嵌入式系統(tǒng)？

〔解答〕

通用微處理器：適合較廣的應(yīng)用領(lǐng)域的微處理器，例如裝在PC機、筆記本電腦、工作站、服務(wù)器上的微處理器。

單片機：是指尋常用于控制領(lǐng)域的微處理器芯片，其內(nèi)部除CPU外還集成了計算機的其他一些主要部件，只需配上少量的外部電路和設(shè)備，就可以構(gòu)成具體的應(yīng)用系統(tǒng)。

DSP芯片：稱數(shù)字信號處理器，也是一種微控制器，其更適合處理高速的數(shù)字信號，內(nèi)部集成有高速乘法器，能夠進行快速乘法和加法運算。

嵌入式系統(tǒng)：利用微控制器、數(shù)字信號處理器或通用微處理器，結(jié)合具體應(yīng)用構(gòu)成的控制系統(tǒng)。

〔習題1.6〕綜述Intel80x86系列處理器在指令集方面的發(fā)展。

〔解答〕

8086奠定了基本的16位指令集，80286提供了保護方式的各種指令，80386將指令集全面提升為32位，80486融入了浮點數(shù)據(jù)處理指令，奔騰系列不斷增加了多媒體指令MMX、SSE、SSE2和SSE3，最新的奔騰4處理器還支持64位指令集。

題外話：大家可以通過閱讀相關(guān)資料、查詢互聯(lián)網(wǎng)獲得更加詳細的發(fā)展狀況?？梢钥紤]組織成一篇或多篇論文。

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〔習題1.7〕區(qū)別如下概念：助記符、匯編語言、匯編語言程序和匯編程序。

〔解答〕

助記符：人們采用便于記憶、并能描述指令功能的符號來表示機器指令操作碼，該符號稱為指令助記符。

匯編語言：用助記符表示的指令以及使用它們編寫程序的規(guī)則就形成匯編語言。匯編語言程序：用匯編語言書寫的程序就是匯編語言程序，或稱匯編語言源程序。匯編程序：匯編語言源程序要翻譯成機器語言程序才可以由處理器執(zhí)行。這個翻譯的過程稱為“匯編〞，完成匯編工作的程序就是匯編程序（Assembler）。

〔習題1.8〕區(qū)別如下概念：路徑、絕對路徑、相對路徑、當前目錄。系統(tǒng)磁盤上存在某個可執(zhí)行文件，但在DOS環(huán)境輸入其文件名卻提醒沒有這個文件，是什么原因？

〔解答〕

路徑：操作系統(tǒng)以目錄形式管理磁盤上的文件，文件所在的分區(qū)和目錄就是該文件的路徑。

絕對路徑：從根目錄到文件所在目錄的完整路徑稱為“絕對路徑〞。是保證文件唯一性的標示方法。相對路徑：從系統(tǒng)當前目錄到文件所在目錄的路徑稱為相對路徑。當前目錄：用戶當前所在的目錄就是當前目錄。

指明的路徑不正確，或者執(zhí)行了另外一個同名的文件。

〔習題1.9〕什么是摩爾定律？它能永久成立嗎？

〔解答〕

每18個月，集成電路的性能將提高一倍，而其價格將降低一半。（1965年，Intel公司的創(chuàng)始人之一摩爾預(yù)言：集成電路上的晶體管密度每年將翻倍?，F(xiàn)在這個預(yù)言尋常表達為：每隔18個月硅片密度（晶體管容量）將翻倍；也常被表達為：每18個月，集成電路的性能將提高一倍，而其價格將降低一半。）

不能。由于電子器件的物理極限在悄然迫近，摩爾定律不會永遠持續(xù)。

〔習題1.10〕馮·諾依曼計算機的基本設(shè)計思想是什么？

〔解答〕

采用二進制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成。

將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中，計算機在工作時從存儲器取出指令加以執(zhí)行，自動完成計算任務(wù)。這就是“存儲程序〞和“程序控制〞（簡稱存儲程序控制）的概念。

指令的執(zhí)行是順序的，即一般依照指令在存儲器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)。計算機由存儲器、運算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成，并規(guī)定了5部分的基本功能。

〔習題1.11〕計算機系統(tǒng)尋常劃分為哪幾個層次？普通計算機用戶和軟件開發(fā)人員對計算機系統(tǒng)的認識一樣嗎？

〔解答〕

最上層是用戶層。第5層是高級語言層。第4層是匯編語言層。第3層是操作系統(tǒng)層。第2層是機器語言層。第1層是控制層。第0層是數(shù)字電路層。

普通計算機用戶和軟件人員對計算機系統(tǒng)的認識并不一樣。普通計算機用戶看到的計算機，也就是我

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們最熟悉的計算機，屬于用戶層，而軟件人員看到的屬于高級語言層或是匯編語言層。

〔習題1.12〕什么是系列機和兼容機？你怎樣理解計算機中的“兼容〞特性？例如，你可以用PC機為例，談?wù)勀銓浖嫒荩ɑ蚣嫒菪裕┑恼J識，說明為什么PC機具有如此強大的生命力？

〔解答〕

系列機是指在一個廠家生產(chǎn)的具有一致計算機結(jié)構(gòu)，但具有不同組成和實現(xiàn)的一系列（Family）不同檔次、不同型號的機器。

兼容機是指不同廠家生產(chǎn)的具有一致計算機結(jié)構(gòu)（不同的組成和實現(xiàn)）的計算機。

兼容是一個廣泛的概念，包括軟件兼容、硬件兼容、系統(tǒng)兼容等。其中軟件兼容是指同一個軟件可以不加修改地運行于體系結(jié)構(gòu)一致的各檔機器，結(jié)果一樣但運行時間可能不同。軟件兼容可從機器性能和推出時間分成向上（向下）和向前（向后）兼容。例如32位PC機就不斷增加了對浮點處理指令、多媒體指令等的支持。在保證向后兼容的前提下，不斷改進其組成和實現(xiàn)，延續(xù)計算機結(jié)構(gòu)的生命，才使得PC機具有如此強大的生命力。

〔習題1.13〕英特爾公司最新Intel80x86處理器是什么？請通過查閱相關(guān)資料（如英特爾公司網(wǎng)站），說明其主要特點和采用的新技術(shù)?！步獯稹?/p>

酷睿2多核處理器。

〔習題1.14〕說明高級語言、匯編語言、機器語言三者的區(qū)別，談?wù)勀銓R編語言的認識。

〔解答〕

高級語言與具體的計算機硬件無關(guān)，其表達方式接近于所描述的問題，易為人們接受和把握，用高級語言編寫程序要比低級語言簡單得多，并大大簡化了程序的編制和調(diào)試，使編程效率得到大幅度的提高。而匯編語言是為了便于理解與記憶，將機器指令用助記符代替而形成的一種語言。匯編語言的語句尋常與機器指令對應(yīng)，因此，匯編語言與具體的計算機有關(guān)，屬于低級語言。它比機器語言直觀，簡單理解和記憶，用匯編語言編寫的程序也比機器語言易閱讀、易排錯。機器語言的每一條機器指令都是二進制形式的指令代碼，計算機硬件可以直接識別。高級語言程序?qū)こＲ残枰g成匯編語言程序，再進一步翻譯成機器語言代碼?！擦曨}1.15〕

為了更好地進行編程實踐，請進入Windows操作系統(tǒng)下的控制臺環(huán)境（或MS-DOS模擬環(huán)境），練習常用命令。

第2章處理器結(jié)構(gòu)

〔習題2.1〕簡答題

（1）ALU是什么？

（2）8086的取指為什么可以被稱為指令預(yù)??？

（3）Pentium的片上Cache采用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)還是分開結(jié)構(gòu)？（4）堆棧的存取原則是什么？

（5）標志寄放器主要保存哪方面的信息？

（6）執(zhí)行了一條加法指令后，發(fā)現(xiàn)ZF＝1，說明結(jié)果是什么？

（7）匯編語言中的標識符與高級語言的變量和常量名的組成原則有本質(zhì)的區(qū)別嗎？（8）匯編語言的標識符大小寫不敏感意味著什么？

（9）匯編語言源程序文件中，END語句后的語句會被匯編嗎？（10）為什么將查找操作數(shù)的方法稱為數(shù)據(jù)尋“址〞方式？

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〔解答〕

①ALU是算術(shù)規(guī)律運算單元，負責處理器所能進行的各種運算，主要是算術(shù)運算和規(guī)律運算。②取指是指從主存取出指令代碼通過總線傳輸四處理器內(nèi)部指令寄放器的過程。8086分成總線接口單元和指令執(zhí)行單元，可以獨立操作。在執(zhí)行單元執(zhí)行一條指令的同時，總線接口單元可以讀取下一條指令，等到執(zhí)行時不需要進行取指了，所以稱為預(yù)取。

③Pentium采用分開的Cache結(jié)構(gòu)，一個用做指令Cache，一個用做數(shù)據(jù)Cache。④堆棧的存取原則是先進后出（也稱為后進先出）操作方式存取數(shù)據(jù)。⑤標志寄放器主要保存反映指令執(zhí)行結(jié)果和控制指令執(zhí)行形式的有關(guān)狀態(tài)。⑥執(zhí)行了一條加法指令后，發(fā)現(xiàn)ZF＝1，說明運算結(jié)果為0。⑦沒有。

⑧匯編語言的標識符大小寫不敏感，即表示字母大小寫不同、但表示同一個符號。⑨不會。

⑩指令的操作數(shù)需要通過存儲器地址或I/O地址，才能查找到數(shù)據(jù)本身，故稱數(shù)據(jù)尋址方式?！擦曨}2.2〕判斷題

（1）程序計數(shù)器PC或指令指針EIP寄放器屬于通用寄放器。

（2）處理器的指令譯碼是將指令代碼翻譯成它代表的功能的過程，與數(shù)字電路的譯碼器是不同的概念。

（3）EAX也被稱為累加器，由于它使用最頻繁。

（4）處理器的傳送指令MOV屬于匯編語言的執(zhí)行性語句。

（5）匯編語言的語句由明顯的4部分組成，不需要分隔符區(qū)別。

（6）80減90（80－90）需要借位，所以執(zhí)行終止后，進位標志CF＝1。（7）MASM匯編語言的解釋用分號開始，但不能用中文分號。（8）IA-32處理器在實地址方式下，不能使用32位寄放器。（9）存儲器尋址方式的操作數(shù)當然在主存了。

（10）保護方式下，段基地址加偏移地址就是線性地址或物理地址。〔解答〕

①錯⑥對

②對⑦對

③對⑧錯

④對⑨對

⑤錯⑩對

〔習題2.3〕填空題

（1）寄放器EDX是__________位的，其中低16位的名稱是__________，還可以分成兩個8位的寄放器，其中D8～D15部分可以用名稱__________表示。

（2）IA-32處理器在保護方式下，段寄放器是__________位的。

（3）規(guī)律地址由__________和__________兩部分組成。代碼段中下一條要執(zhí)行的指令由CS和__________寄放器指示，后者