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《微机原理与接口技术》习题解答 习题 1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？ 【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下 5 方面特点： 用二进制数表示数据和指令； 指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令； 由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统； 由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行； 以运算器为核心。 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。 表 1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点 发展时代 第一代 （1971~1973 年） 第二代 （1974~1977 年） 第三代 （1978~1984 年） 第四代 （1985~1992 年） 第五代 （1993~1999 年） 第六代 （2000 年以后） 类别 4、8 位低档微处理器 8 位中高档微处理器 16 位微处理器 32 位微处理器 超级 32 位微处理器 64 位微处理器Merced 典型芯片及性能特点 Intel 4004 集成 2300 多个晶体管，主频108KHz，寻址640Byte，指令系统简单；Intel 8008 采用 PMOS 工艺，集成 3500 晶体管，基本指令 48 条，主频500KHz。 Intel 8080 采用 NMOS 工艺，集成 6000 晶体管，主频2MHz，指令系统较完善，寻址能力增强，运算速度提高了一个数量级。 Intel 8086 采用 HMOS 工艺，集成 29000 晶体管，主频 5MHz/8MHz/10MHz ， 寻址 1MB。Intel 80286 集成度达到 13.4 万晶体管，主频 20MHz。 Intel 80386 集成 27.5 万个晶体管，主频 33MHz，4GB 物理寻址。有分段存 储和分页存储部件，可管理 64TB 虚拟存储空间。Intel 80486 集成 120 万个晶体管，包含浮点运算部件和 8KB 的一级高速缓冲存储器 Cache。 Intel Pentium、Pentium Pro、Pentium MMX、Pentium II、 Pentium III、Pentium 4 微处理器等，采用新式处理器结构，数据加密、视频压缩和对等网络等方面性能有较大幅度提高。 由 Intel 公司与 HP 公司联手开发的 Merced 采用全新的 IA-64 结构设计，是一种采用长指令字、指令预测、分支消除、推理装入和其他一些先进技术的全新结构微处理器。 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。 PAGE PAGE 4 PAGE 3 PAGE 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： 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 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。 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。 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。 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。 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。 外存储器：使用最多的是磁盘存储器（软盘、硬盘）和光盘存储器。外存储器容量大，保存的信息不会丢失。 输入/输入设备：是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置。常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。 【解答】系统总线是CPU 与