第1章 习题参考解答
1．填空和选择
（1） 运算器和控制器合在一起称为中央处理器，中央处理器和存储器、I／O接口、总线及电源合在一起被称为主机。
（2）计算机的软件一般分为两大类：一类叫系统软件软件，一类叫应用软件软件。数据库管理系统属于系统软件软件，计算机辅助教学软件属于应用软件软件。
（3）用来管理计算机系统的资源并调度用户的作业程序的软件称为操作系统；负责将高级语言的源程序翻译成目的程序的软件称为编译程序。
（4）计算机系统中的存储器分为外存储器和内存储器。在CPU执行指令时，必须将指令存放在内存储器中。
（5）计算机存储数据的最小单位是字节。1 KB容量的存储器能够存储1024个这样的基本单位。
（6）在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通道称为总线。就其传送的信息的性质而言，在公共通道上传送的信息包括控制和数据信息。
（7）采用2的补码形式表示的8位二进制整数，其可表示的数的范围为（ A ）。
A．－128～＋127 B．－2－127～＋2－127
C．－2－128～2＋127 D．－127～＋128
（8）在定点数运算中产生溢出的原因是（ C ）。
A．运算过程中最高位产生了进位或借位
B．参加运算的操作数超出了机器的表示范围
C．运算的结果超出了结果单元的表示范围
D．寄存器的位数太少，不得不舍弃最低有效位
（9）下列逻辑部件中，不属于运算器的是（ A ）。
A．指令寄存器 B．ALU
C．累加器 D．状态条件寄存器
2．说明微型计算机的基本硬件构成和各部分功能。
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：
（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）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。
3．说明微型计算机系统的基本构成。
微型计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。
一、计算机硬件系统
硬件是指组成计算机的各种物理设备，它包括计算机的主机和外部设备。具体由五大功能部件组成，即：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这五大部分相互配合，协同工作。
二、计算机软件系统
计算机软件系统包括系统软件和应用软件两大类。
1.系统软件
系统软件是指控制和协调计算机及其外部设备，支持应用软件的开发和运行的软件。其主要的功能是进行调度、监控和维护系统等等。
2.应用软件
应用软件是用户为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有关资料。
三、硬件和软件的关系
1.硬件与软件是相辅相成的，硬件是计算机的物质基础，没有硬件就无所谓计算机。
2.软件是计算机的灵魂，没有软件，计算机的存在就毫无价值。
3.硬件系统的发展给软件系统提供了良好的开发环境，而软件系统发展又给硬件系统提出了新的要求。
4．说明微型计算机的工作原理。
计算机工作原理采用的是“存储程序”原理，由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（J. Von Neumann）提出。“存储程序”原理核心内容如下：
（1）计算机硬件包括控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5部分。
（2）计算机的指令和数据都用二进制数表示。
（3）程序存放在存储器中，计算机自动执行程序中的指令。
计算机运行程序的过程就是执行程序中指令的过程，执行指令有以下3个步骤：
（1）取指令：CPU根据其内部的程序计数器的内容，从存储器中取出对应的指令，同时程序计数器增加一个数，使其为下一条指令的地址。
（2）分析指令：CPU分析所取出的指令，确定要进行的操作。
（3）执行指令：CPU根据指令的分析结果，向有关的部件发出相应的控制信号，相关的部件进行工作，完成指令规定的操作。
5．说明计算机的主要特点和应用。（略）
计算机具有运算速度快、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。微型计算机除具有这些基本特点外，还有功能强、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、使用和维护方便等特点。
计算机由于具有上述特点，决定了计算机的应用是非常广泛的：
(1)数值计算
数值计算是计算机最早，也是最基本的应用。随着计算机的发展，计算机的数值计算能力越来越强，数值计算在现代科学研究中的地位和作用也越来越重要。
导弹核武器、原子能潜艇、超音速轰炸机等的研制和生产都离不开电子计算机，因此，数值计算在国防现代化建设中发挥的作用也越来越大，海湾战争等现代战争并不是人力的竞争，而是科学技术的竞争。
(2)信息处理
计算机能收集、存储、加工和传递信息。信息处理是计算机应用最广泛的领域，涉及到社会各行业。生产管理、办公自动化、银行业务、图书馆管理、城市交通管理等都离不开计算机。
医院里常用的计算机断层扫描技术(简称CT)就是通过计算机对图像信息进行处理，医生通过屏幕可以观察到人体的内部器官分层图像，帮助医生诊断。
计算机的广泛运用，使得用一张信用卡或自动提款卡，可以在全国不同的城市存款或取款，可以在很多商场或超级市场购买商品。
(3)自动控制
计算机能够根据人们设定的要求，自动、独立地完成某项工作。利用计算机自动采集生产过程中的各种数据，及时地监测、控制生产的过程。
(4)辅助设计
计算机辅助设计是利用计算机的图形处理能力帮助设计人员进行某一方面的设计工作。计算机辅助设计极大地提高工作效率，以建筑设计为例，以前几十个设计人员要花费几周、甚至几个月才能设计完成的建筑平面图、立体图、剖面图以及效果图，用计算机辅助设计只要几天时间就可以完成了，大大地缩短了设计周期。利用计算机辅助设计生成的模型图立体感强、透视关系精确无误、修改灵活方便。
(5)辅助教学
计算机还可以帮助大家学习，老师将图片、文字、声音等等在一起编称有声有的教学多媒体软件，来帮助大家学习知识，这样学习变得直观容易接受，原来用语言没有办法表达出来的东西现在可以通过计算机轻松的表现出来。同学们现在可以举几个上课老师如何利用计算机帮助学习的例子。
(6)网上学习
因特网是世界上规模最大的计算机网络，网络是一个取之不尽的信息资源库。我们通过因特网搜索浏览信息。学习更多新的东西，我们还可以在网上与同学和老师交流，老师同学
不再有空间的距离，学习变得更方便快捷。我们甚至可以坐在家里上大学完成大学的课程。
6．什么是中央处理器CPU、MPU、uP、uC、和MCU？
CPU包括运算器和控制器。
MPU包括CPU及其他逻辑（如，cache，MMU等）部件。
把CPU、存储器和I／O接口集成到一个芯片内时，称为单片微计算机或微控制器（MCU）。
7．把＋进制数2000变成二进制数、八进制数和＋六进制数。
2000＝7D0H＝3720Q＝111 1101 0000B
8．把0.213变成二进制数、＋六进制数（精确到小数点后4位）。
0.213＝0.3687H＝0.1550Q＝0.001lB
9．用4位运算器完成如下计算，并解释所得结果：
（1）无符号数 6＋4 （2）无符号数 3－4
（3）符号数 3＋4 （4）符号数 3－4
（5）符号数 －3－4 （6）符号数 －5－4
（1）无符号数 6＋4 1010 C＝0，结果正确
（2）无符号数 3－4 1111 C＝1，结果不正确
（3）符号数 3＋4 0111 V＝0，N＝0，正数，结果正确
（4）符号数 3－4 1111 V＝0，N＝1，负数，结果正确
（5）符号数 －3－4 1001 V＝0，N＝1，负数，结果正确
（6）符号数 －5－4 0111 V＝l，N＝0，负溢出，结果不正确
10．计算机内是如何表示＋进制数的？它有哪几种表示方法？
用4位二进制数表示1位＋进制数，其中有6种非法代码（比如8421码中的1010B～1111B）不用。压缩的BCD数，及非压缩的BCD数（包括ASCII数）。
11．计算机是如何完成＋进制数运算的？
把＋进制数运算按＋六进制（二进制）运算，然后再对结果进行修正。
12．当进行加减法运算出现溢出时，计算机应如何对结果进行修正？
对无符号数的加法运算，若出现溢出，应把进位位向高位传递，没有高位的存储单元时，应扩大结果单元。减法溢出时，无法表示，只做指示。
对符号数溢出，也应扩大结果单元。扩展单元的内容，应是结果符号位的“反”。若扩展一个字节，如结果的符号位＝0，则为FFH；若符号位＝1，则为00H。
l 3．用＋进制BCD码计算X＝35＋46，Y＝35－46，Z＝45＋57，说明运算过程并解释结果。
35 35 45
＋ 46 － 46 ＋ 57
7B EF 9C
计算机软件系统＋ 06 － 66 ＋ 66 （＋进制修正）
81 89 02
C＝0，正确 C＝1，溢出 C＝1，溢出
14．与用2的补码[X]补＋[－Y]补来计算[X－Y]补一样，试用“＋的补码”来计算1.13中的Y，并解释所得结果。
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