第3章微型计算机CPU
计算机硬件基础课后习题答案
第1章计算机概述1：计算机的类型有哪些？简述它们的特点目前国际上比较流行的计算机分类是：巨型计算机、主机（大、中型机）、小型计算机、和个人计算机。
巨型计算机指运算速度快、存储容量大的高性能计算机，它采用了大规模并行处理的体系结构，CPU由数以百计、千计的处理器组成，有极强的运算处理能力。
计算机的运算速度平均每秒1000万次以上；存贮容量在1000万位以上。
巨型机的研制水平是一个国家计算机技术水平的重要标志。
主机（大、中型机）大型机的运算速度一般在100万次/秒至几千万次/秒，通常用每秒运行多少万次来作为运算速度单位，字长32～64位，主存容量在几百兆字节以上，。
它有比较完善的指令系统，丰富的外部设备和功能齐全的软件系统。
其特点是通用，有极强的综合处理能力。
中型机的规模介于大型机和小型机之间。
小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短，便于及时采用先进工艺技术，软件开发成本低，易于操作维护。
微型计算机是以微处理器（CPU）为核心，通过系统总线（BUS）将存储器、外围控制电路、输入输出接口连接起来的系统称为微型计算机。
若配有相应的外围设备(如显示器、键盘、打印机等)和系统软件，就组成了微型计算机系统(Micro Computer System)。
微型计算机具有以下特点：◆集成度高，体积小，重量轻，价格低廉；◆部件标准化，易于组装及维修；◆高可靠性及适应性。
2：微型计算机简单分哪几类？各有什么特点？微型计算机简单可分为常见的台式微型计算机即个人计算机PC，笔记本，及掌上电脑台式机具有：集成度高、体积较小价格低廉、部件标准化、，易于组装维修、高可靠性及适应性，计算能力强等特点；笔记本具有体积小重量轻，便于携带移动性强，耗电少功能强的特点;掌上电脑具有更小的体积、更轻的重量、更少的耗电和更强的可移动性的特点，其方便的上网功能正将加速“处处计算，移动计算”的时代到来。
；Flash存储器与RAM相比具有非易失性的优势，但是寿命短，可擦写次数少，读写速度慢，且不能完成完全随机读写。
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。
第三章 微型计算机的指令系统
reg , reg mem , reg reg , mem
Ｃ、从存贮器／寄存器到段寄存器 (mem/reg,segreg)
注:不能往CS中传送数据.
Ｄ、从段寄存器到存贮器／寄存器 (segreg,mem/reg)
注：
1,不影响标志 2,不允许两操作数都使用存储器 3,不允许往CS中送数 4,8位传送／16位传送决定于指令中寄存器及立 即数形式 5,凡给SS赋值时，系统会自动禁止中断，等下 条指令执行完后才会恢复
Ｂ、例 LEA BX,[BX+SI] 执行前：BX=0400H SI=003CH 执行后：BX= LDS SI,[10H] 执行前：DS=C000H, (C0010H)=0180H (0012H)=2000H 执行后：SI= DS= LES DI,[BX] 执行前：DS=B000H, BX=080AH (B080AH)=05AEH, (B080CH)=4000H 执行后：DI= ES=
0
CF
AH
/
/
/
三、算术运算指令 １、加法指令 加： ADD DST,SRC DST←SRC+DST reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 带进位加：ADC DST,SRC (DST)← (SRC)+(DST)+CF reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 加1： INC OPR (OPR)←─ (OPR)+1 (reg;mem) 注：INC指令不影响CF标志
2,高字节 4,低字节 2,SP+1 4,SP+1 SP SP
(SP) (SP)
(整理)第三节微型计算机的系统组成
项目三选购和维护一台计算机第三节微型计算机的系统组成【教学目标】⏹了解微机主机的组成⏹了解微机外存储器的分类及特点⏹了解微机输入设备的分类及特点⏹了解微机输出设备的分类及特点【教学时序】一、微型计算机的系统组成下图所示为一台多媒体微型计算机的系统组成，它包括主机、显示器、键盘、鼠标、音箱和耳机等。
1．主机微机的主机箱内一般安装着系统主板（包括CPU和内存等）、外存（软盘、硬盘和光盘）、总线扩展槽、输入输出接口电路（显示适配卡、打印适配卡、声音卡、视频卡和Modem卡）等。
（1）主板主板也称系统主板或母板，它是一块电路板，用来控制和驱动整个微型计算机，是微处理器与其他部件连接的桥梁。
主板主要组成：■CPU插座■内存插槽■总线扩展槽■外设接口插座■串行和并行端口（2）CPU■CPU是微型计算机的心脏，主要包括运算器和控制器。
■微型计算机的处理功能是由CPU来完成的。
■CPU芯片决定了计算机的档次，CPU的性能直接决定了微型计算机的性能。
■CPU的主要性能指标有两个：字长和主频。
字长(位)：指CPU一次能处理的二进制数的位数。
CPU字长越长，性能越强。
PC机的字长，已由8088的准16位(运算用16位，I／O用8位)发展到现在的32位、64位。
主频(Mhz)：CPU工作的时钟频率，单位为MHz（兆赫兹）。
主频越高处理数据速度越快。
如Pentium III 800表示CPU型号为Pentium III，主频为800MHz。
Pentium 4 2.0G表示CPU型号为Pentium 4，主频为2.0GHz。
（3）内存（主存储器或主存）内存用于存放计算机当前正在运行的程序和数据，它可被CPU访问，直接与CPU交换信息。
其特点是：读写速度快，但容量较小，价格也较高。
内存储器目前大多采用半导体存储器，按功能分为RAM（Random Access Memory，随机存储器）和ROM（read only Memory，只读存储器）两类。
微型计算机原理与应用三
3.3 8086的寄存器结构
8086CPU内部具有14个16位寄存器，用于 提供运算、控制指令执行和对指令及操作数寻 址，也就是以前提到的工作寄存器组，基本分 为通用寄存器组、控制寄存器组和段寄存器组。
• 通用寄存器组
8个16位通用寄存器组分为两组：数据寄 存器及地址指针和变址寄存器。
1. 数据寄存器
数据寄存器包括AX、BX、CX和DX。在指 令执行过程中既可用来寄存操作数，也可用于 寄存操作的结果。它们中的每一个又可将高8 位和低8位分成独立的两个8位寄存器来使用。 16位寄存器可以用来存放数据，又可以用来存 放地址。而8位寄存器(AH、AL、BH、BL、CH 、CL、DH和DL)只能用于存放数据。
A L U
标志寄存器
执行 控制
电路
指令对列
1
2
3
4
8086为 6 字节
执行单元（EU）
总线接口单元
（BIU）
• 总线接口单元(BIU)
BIU包括４个段寄存器、指令指针IP(PC)、 指令队列寄存器(IR)、完成与EU通讯的内部寄 存器、地址加法器和总线控制逻辑。它的任务 是执行总线周期，完成CPU与存储器和I/O设备 之间信息的传送。具体地讲，就是取指令时， 从存储器指定地址取出指令送入指令队列排队； 执行指令时，根据EU命令对指定存储单元或I/O 端口存取数据。
决定I/O地址空间的容量。例如在8086CPU系统 中，地址总线的条数为20条，则存储器的最大 容量为220，即1MB字节；它的地址总线的低16 位用来对I/O端口编址，则I/O地址空间的容量为 216，即64K个I/O端口地址。
• 存储器和I/O端口的组织
地址 存储器中的字节 0 1
接 口 CPU 数 据 线 控 制 线 地 址 线 高位决定模块 I/O接口 I/O端口 I/O设备 01
第三章 微型计算机系统
只读存储器（Read Only Memory ）简称ROM， 一般不能写入，即机器掉电，这些数据 也不会丢失。用于存放重复使用固定不 变的程序，典型的如ROM BIOS，用于存 放计算机启动所需指令。 另外，PROM为一次可编程ROM，EPRO M为可擦除可编程ROM。新型的FROM 为电可擦除可编程ROM。
声卡
投影机
实物投影机
外存储器
功能和特点：
外存储器用来存放需要永久保存的或相 对来说暂时不用的各种数据和程序。外存储 器不能被CPU直接访问，必须通过专门设备将 存储在外存中的信息先调入内存中才能为CPU 所利用。外存存取速度慢，但存储容量大， 价格低廉，而且大部分可以移动，便于不同 计算机之间进行信息交流。
内存一般采用半导体存储单元，包括随即
存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM ）和闪存和CMOS。
常见的几种内存条
随机存取存储器（Random Access Memory）简称RA M，信息既可以读取，也可以写入，当机器电源 关闭时，存于其中的数据就会丢失。负责临时存 放CPU处理的数据和处理这些数据的程序。 RAM可以分为动态RAM（DRAM）和静态RAM （SRAM），两者区别在于DRAM采用电容上的 电荷有无来表示1和0，所以需要定期刷新，而S RAM采用触发器的开关表示1和0，无需刷新， 速度比DRAM快。
常用输出设备：
微型计算机中常用的输出设备有显示器、 打印机、绘图仪、投影机等。
显示器
显示器由监视器和显示控制适配器（显示 卡）组成。显示器可以分为单色显示器和彩色 显示器两种。有CRT显示器和液晶显示器主要 性能指标为分辨率。目前常用显示器分辩率为 800 × 600、1024 × 768等。
微型计算机中的cpu主要包括哪两个部件
微型计算机中的cpu主要包括哪两个部件微型计算机中的cpu主要包括哪两个部件在信息化时代的今天，计算机成为每一个人在生活中都会使用的工具，那么你们知道我们使用微型计算机中的cpu主要包括哪两个部件?今天就让我带你们走进计算机的世界，去了解它到底是由哪些东西组成的。
微型计算机中的cpu主要包括运算器和控制器两大部件。
【拓展阅读】计算机的硬件组成简介1.主板电脑机箱主板，又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard);它分为商用主板和工业主板两种。
它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。
主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O 控制芯片、键和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。
2.中央处理器中央处理器(CPU，Central Processing Unit)是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心(Core)和控制核心( Control Unit)。
它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
中央处理器主要包括运算器(算术逻辑运算单元，ALU Arithmetic Logic Unit)和高速缓冲存储器(Cache)及实现它们之间联系的数据(Data)、控制及状态的总线(Bus)。
3.内存内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。
计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。
内存(Memory)也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。
只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。
内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。
4.显卡显卡(Video card，Graphics card)全称显示接口卡，又称显示适配器，是计算机最基本配置、最重要的配件之一。
大学计算机基础第三章习题答案
第三章微型计算机硬件组成1.微型计算机的基本结构由哪几部分构成？主机主要包括了哪些部件？答：微机的硬件主要由主机和外设两部分构成。
主机主要包括了主机板（主要有CPU和内存）、各类驱动器、电源、各类适配器等。
2．微机的发展方向是什么？答：以下五个方向高速化；超小型化；多媒体化；网络化；隐形化。
3．系统主板主要包括了哪些部件？答：CPU、内存、接口等。
4．衡量CPU性能的主要技术指标有哪些？答：字长：即内部数据总线的位数位宽：即外部数据总线的位数外频：即CPU总线频率，是由主板为CPU提供的基准时钟频率。
主频：即CPU内核电路的实际运行频率，也称内频。
生产工艺技术：即集成电路的集成化程序。
5．微机的内部存储器按其功能特征可分为几类？各有什么区别？答：三类即RAM、ROM、CACHERAM：存放操作系统、系统软件及用户程序等；可读写；关机内容将全部消失。
ROM：存放BIOS；只可读；关机内容仍然存在。
CACHE：暂存RAM向CPU传送的数据；速度快；容量小；价格贵。
6．外存上的数据能否被CPU直接处理？答：不能。
7．高速缓冲存储器的作用是什么？答：暂存RAM向CPU传送的数据。
8．常用的外存储器有哪些？各有什么特点？答：有磁介质存储器、光介质存储器和移动存储产品。
磁介质存储器：以磁性物质为其制作材料，运用磁的物理特性实现二进制数据的存取。
光介质存储器：利用激光在介质上二进制数据的存取。
移动存储产品。
不固定于计算机上，可方便移动、携带的新型存储设备。
9．什么是总线？按总线传输的信息特征可将总线分为哪几类？各自的功能是什么？答：所谓总线是指计算机内部数据传输的通道即连线。
按总线传输的信息特征可将总线分类为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线：用于CPU与内存或I/O接口之间的数据传递。
地址总线：用于存储单元或I/O接口地址信息的传递。
控制总线：用于控制器所发出的控制信号的传递。
10．什么是接口？计算机上常见的接口有哪些？答：接口主要是指外部设备接口，是外部设备与计算机连接的端口。
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第3章 微型计算机的CPU
第3章微型计算机CPU
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第3章 微型计算机的CPU
教学提示：微处理器是组成个人计算机（PC机） 的核心部件，微处理器的性能直接决定PC机的 性能。本章介绍微型计算机的CPU---微处理器 基本知识。主要介绍微处理器原理与组成， 8086微处理器的结构、功能、总线时序及与存 储器的连接，特别是Pentium微处理器的结构和 功能。
第3章微型计算机CPU
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3.1.1 微处理器的基本结构
1.微处理器的物理结构 早期的微处理器，例如Intel 8086，制造工艺为0.30m ，内含2.9万
多个晶体管，双列直插式封装，40个引脚。现在的 Pentium4微处理器，主 频达3.0GHz、制造工艺为0.13m，达5500多万个晶体管，集成度大大提高。 总线的宽度也大大加宽，微处理器性能也大大提高。下图是Intel 8086微 处理器
教学目标：掌握8086微处理器的基本结构、原理 和功能，掌握Pentium微处理器的结构特点和功 能特点。学习完这些内容后，对微处理器的基本 结构、原理将会有一个比较全面的了解。
第3章微型计算机CPU
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第3章 微型计算机的CPU
3.1 微处理器的原理与组成 3.2 8086微处理器 3.3 Pentium微处理器
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3.2 8086微处理器
3.2.1 8086/8088微处理器结构 3.2.2 8086的总线时序 3.2.3 8086最小模式与最大模式及其系统配置微型计算机CPU
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3.2.1 8086微处理器结构
1. 8086/8088的主要特征 8086采用HMOS (即高密度金属氧化物半导体工艺)工艺制造，内含29
第3章微型计算机CPU
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3.1 微处理器的原理与组成
3.1.1微处理器的基本结构 3.1.2 微处理器的工作原理
第3章微型计算机CPU
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3.1 微处理器的原理与组成
微处理器是微型计算机的CPU，微处理器的性能直接决定微型计算机的 性能。微处理器是指采用大规模集成电路技术，将具有运算器和控制器 功能的电路及相关电路集成在一片芯片上的大规模或超大规模集成电路。
信号，一旦机器加电，时序电路便连续不断产生发出的时钟信号。
第3章微型计算机CPU
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3.2 8086微处理器
8086由是Intel公司于1978年设计并生 产出X86系列的第一代微处理器，数据总线 为16位。8088是继8086之后开发的外部数 据总线为8位的适用于PC机的一种微处理器。
第3章微型计算机CPU
目前用于个人计算机（PC机）CPU的微处理器是32位和64位微处理器。
第3章微型计算机CPU
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3.1.1 微处理器的基本结构
图3-２ 微处理器的功能部件
图第33.章2 微型计算机CPU
返回
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3.1.2 微处理器的工作原理
微处理器的工作过程就是执行程序的过程，而执行程序就是逐步执行一条条 指令的过程。微处理器在执行一条指令时，主要将它分解成以下几个步骤去完成：
取指令 控制器发出信息从存储器取一条指令。 指令译码 指令译码器将取得的指令翻译成起控制作用的微指令。 取操作数 如果需要操作数则从存储器取得该指令的操作数。 执行运算 CPU按照指令操作码的要求，通过执行微指令，对操作数完成 规定的运算处理。 回送结果 将指令的执行结果回送内存或某寄存器中。 微处理器的操作是周期性的，即取指令，指令译码，取操作数，再取指 令……,周而复始地进行。这一系列操作步骤是精确的按照时序进行的，因此微 处理器需要一个时序电路。时序电路受控于晶体振荡电路所生成的标准振荡脉冲
2．其他引脚说明： ALE：地址锁存(注)允许信号，三态输出控制信号，高电平有效。 RD ：读选通输出信号(三态)，低电平有效。该信号有效时， 表示CPU进行存储
图3.1
“制造工艺” 是指生产CPU时，加工各种电路和电子元 件、制造导线、连接各个元器件的工艺过程。通常其 生产的精度以微米（ μm ）来表示（1微米等于千分之 一毫米） 。制造工艺的微米是指集成电路内电路与电 路之间的距离。精度越高，生产工艺越先进，在同样 的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细， CPU的集成度越高，CPU的功耗也越小。
第3章微型计算机CPU
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3.2.1 8086微处理器结构
2. 8086 微处理器引脚及功能 8086 微处理器引脚如图3-3所示。
图3.3
第3章微型计算机CPU
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3.2.1 8086微处理器结构
引脚说明如下：
1．地址/数据总线AD0～AD15：三态输出引线。传送地址时为三态输出，传送数据时 为双向三态输入/输出。（三态：是指总线输出可以有三个状态：高电平、低电 平和高阻状态。当处于高阻状态时，该总线在逻辑上与所有连接负载断开。）
第3章微型计算机CPU
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3.1.1 微处理器的基本结构
2.微处理器的硬件组成 微处理器芯片上集成有控制器、运算器、寄存器以及连接它们的内部总线等部 件。 运算器是计算机对数据进行加工处理的部件，具有算术运算和逻辑运算功能。 控制器负责对程序规定的控制信息进行分析、控制，协调输入、输出操作或内 存访问。 寄存器是微处理器内部的暂时存储单元。 各部件之间通过内部总线交换信息 3．微处理器的功能部件 总线接口部件、高速缓存（Cache）部件、取指译码部件、指令缓冲池部件、调 度执行部件、结果回退部件、寄存器组部件等。如图3-1所示。 4．微处理器的特点 1)集成度高、体积小、功耗低。2)功能部件集成在芯片上，安装容易、可靠性 高。3)标准化、系列化产品，用户使用方便。