微机原理周杰英版课后答案

### 微机原理周杰英版课后答案解析 #### 第一章 绪论 ##### 1. 数制转换 **题目**： - 把下列二进制数转换成十进制数、十六进制数及BCD码形式。 - (1) `10110010B` - (2) `01011101.101B` **解答**： - (1) `10110010B` 的转换过程如下： - **十进制**: `1*2^7 + 0*2^6 + 1*2^5 + 1*2^4 + 0*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 0*2^0 = 128 + 32 + 16 + 2 = 178` - **十六进制**: `1011 0010` 分别对应 `B` 和 `2`，因此是 `B2H` - **BCD码**: `178` 的 BCD 表示为 `0001 0111 1000` - (2) `01011101.101B` 的转换过程如下： - **十进制**: 整数部分 `0*2^7 + 1*2^6 + 0*2^5 + 1*2^5 + 1*2^3 + 1*2^2 + 0*2^1 + 1*2^0 = 64 + 32 + 8 + 1 = 93`；小数部分 `1*2^-1 + 0*2^-2 + 1*2^-3 = 0.5 + 0.125 = 0.625`，所以总值为 `93.625` - **十六进制**: `0101 1101.1010` 对应 `5D.A` (`10` 在十六进制中表示为 `A`) - **BCD码**: `93.625` 的 BCD 表示为 `1001 0011.0110 0010 0101` ##### 2. 十进制到二进制转换 **题目**： - 把下列十进制数转换成二进制数。 - (1) `100D` - (2) `1000D` - (3) `67.21D` **解答**： - (1) `100D` 的转换过程如下： - `100` 的二进制表示为 `1100100`，为了保持八位长度，前面补零得到 `01100100B` - (2) `1000D` 的转换过程如下： - `1000` 的二进制表示为 `1111101000B` - (3) `67.21D` 的转换过程如下： - 整数部分 `67` 的二进制表示为 `1000011`；小数部分 `.21` 转换成二进制约为 `0.0011B`，因此 `67.21D` 的二进制表示为 `1000011.0011B` ##### 3. 十六进制到十进制和二进制转换 **题目**： - 把下列十六进制数转换成十进制数、二进制数。 - (1) `2B5H` - (2) `4CD.A5H` **解答**： - (1) `2B5H` 的转换过程如下： - **十进制**: `2*16^2 + 11*16^1 + 5*16^0 = 693` - **二进制**: `2B5H` 对应 `0010 1011 0101B` - (2) `4CD.A5H` 的转换过程如下： - **十进制**: 整数部分 `4*16^2 + 12*16^1 + 13*16^0 = 1229`；小数部分 `10*16^-1 + 5*16^-2 ≈ 0.6445`，因此总值为 `1229.6445` - **二进制**: `4CD.A5H` 对应 `0100 1100 1101.1010 0101B` ##### 4. 补码运算 **题目**： - 计算下列各式。 - (1) `A7H + B8H` - (2) `E4H - A6H` **解答**： - (1) `A7H + B8H` 的计算过程如下： - `A7H` 和 `B8H` 直接相加得 `15FH` - (2) `E4H - A6H` 的计算过程如下： - 首先将 `A6H` 取补码变为 `59H`，然后加上 `E4H` 得 `3EH` ##### 5. 原码、反码和补码 **题目**： - 写出下列十进制数的原码、反码和补码。 - (1) `+89` - (2) `-37` **解答**： - (1) `[+89]` 的原码、反码和补码均为 `01011001B` - (2) `[-37]` 的转换过程如下： - **原码**: `10100101B` - **反码**: `11011010B` - **补码**: `11011011B` #### 第二章 微处理器体系与结构 ##### 1. CPU组成部分及其功能 **题目**： - 8086/8088 CPU由哪两大部分组成？请分别叙述它们的功能。 **解答**： - 8086/8088 CPU主要由两个独立的逻辑单元组成： - **总线接口单元 BIU (Bus Interface Unit)**: BIU 主要负责处理所有与系统总线相关的操作，包括从内存读取指令并将这些指令放入指令队列中等待 EU 处理，以及根据 EU 的命令对指定的存储器单元或 I/O 端口进行数据存取操作。 - **执行单元 EU (Execution Unit)**: EU 负责执行指令，包括所有的算术逻辑运算、偏移地址的计算等。此外，它还负责管理通用寄存器和标志寄存器。 ##### 2. 8086/8088 CPU与传统CPU的区别 **题目**： - 8086/8088 与传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同? 这样的设计思想有什么优点? **解答**： - 与传统的8位 CPU 相比，8086/8088 CPU 的最大区别在于采用了 **分段流水线架构**，即将 CPU 分为 BIU 和 EU 两大部分。这样的设计使得指令的获取与执行可以并行进行，从而大大提高了 CPU 的效率。 - 当 EU 执行一条指令时，BIU 已经开始从内存中获取下一条或多条指令，并将其放入指令队列中。这样，在 EU 完成当前指令的执行后，可以直接从队列中获取下一条指令而无需等待，从而实现了指令的连续执行，提高了系统的整体性能。 - 这种设计使得 8086/8088 CPU 在执行指令时更为高效，减少了 CPU 等待时间，提高了系统吞吐量。这种架构的设计思想也成为了后来许多高性能微处理器的基础。