一、名詞解釋
1.CPU ：把運算器和控制器組合成一個整體，稱為中央處理器，簡稱CPU。
2.主機 ：將CPU和主存合稱主機。
3.模擬信號 ：一種隨時間連續變化的電信號。
4.數字信號 ：一種在時間上或空間上斷續變化的電信號。
5.電平信號 ：利用電平信號的高、低狀態表示不同的代碼，所以電平信號通常需要一段有效維持時間。
6.脈沖信號 ：脈沖信號的電平維持時間很短，可用一根信號線發出一串脈沖信號。
7.輸入設備 ：將各種形式的外部信息轉換為計算機能夠識別的代碼形式送入主機。
8.輸出設備 ：將計算機處理的的結果轉換為人們所能識別的形式輸出。
9.總線 ：一組能為多個部件分時共享的公共信息傳送線與相關邏輯。
10.接口 ：泛指系統總線與外部設備之間連接的邏輯部件。
11.目標（目的）程序 ：利用機器語言表示的二進制程序。
12.真值 ：用正、負符號加絕對值表示數值，用這種形式表示的數值稱為真值。
13.機器數 ：在計算機內部使用的，連同符號一起數碼化了的數，稱為計算數。
14.定點數 ：小數點固定不變的數叫做定點數。
15.浮點數 ：浮點數是一種小數點位置不固定，可隨需要浮動的數。
16.隱地址 ：如果地址以隱含的方式約定，而指令中並不給出該地址碼，則稱此地址碼為隱地址。
17.顯地址 ：如果指令碼中明顯地給出地址，則稱此地址為顯地址。
18.堆棧 ：堆棧是一種按“后進先出”存取順序進行存取的存儲結構。
19.時序信號 ：時序信號是一個用來各個時段用來執行哪些微操作的標志。它規定這個微操作在什么時候發出去。
20.溢出 ：如果運算結果超出表示的范圍，表示溢出。
21.正溢 ：大於正整數，稱為正溢。
22.負溢 ：沿負的方向超出絕對值最大負數，稱為負溢。
23.主存 ：主存是用來存放CPU需要使用的程序和數據的存儲器。
24.外存 ：外存是用來存放大量的需要聯機保存的文件的存儲器。
25.高速緩存 ：高速緩存是為了提高CPU速度的訪存速度，在CPU和主存之間設置的一級速度很快的存儲器，容量較小，用來存放CPU當前正在使用的程序和數據。
26.並行總線 ：並行總線，就是並行接口與計算機設備之間傳遞數據的通道。
27.串行總線 ：串行總線，就是串行接口與計算機設備之間傳遞數據的通道。
28.輸入/ 輸出接口 ：主機與外圍設備或其他外部系統之間的接口部件。
29.軟件接口 ：軟件模塊之間的交接部分，稱為軟件接口。
30軟硬接口 ：硬件與軟件的相互作用，所涉及的硬件邏輯與軟件，又稱為軟硬接口。
31.並行接口 ：采用並行傳送方式在微型計算機與外部設備之間進行數據傳送的接口。
32.串行接口 ：采用串行傳送方式在微型計算機與外部設備之間進行數據傳送的接口。
33.中斷接口 ：如果主機與外圍設備之間的信息傳送信息采用程序中斷方式控制，則接口需要有相應的中斷系統所需的邏輯，這樣的接口稱為中斷接口。
34.DMA 中斷 ：如果主機與高速外圍設備之間的信息傳送采用DMA方式控制，則接口中需要有相應的DMA邏輯，這樣的接口稱為DMA接口。
35.硬件中斷 ：由某個硬件中斷請求信號引發的中斷。
36.軟中斷 ：由執行軟中斷指令引起的中斷。
37.內中斷 ：來自主機內部的中斷請求。
38.外中斷 ：中斷源來自主機外部，一般指外部設備中斷。
二、簡答題
1.計算機硬件由哪五部分構成，並簡述其功能 ？
答：運算器：實現各種算術和邏輯運算的部件。
存儲器：存放程序、原始數據、中間結果、最終結果。
輸入設備：實現程序和原始數據輸入計算機的部件。
輸出設備：將運算結果輸出出來的設備。
控制器：控制計算機的各種部件的設備。
2.簡述計算機工作的流程圖 ？
3.馮·諾依曼體制的主要思想是什么 ？
答：①采用二進制代碼形式表示信息；②采用存儲程序工作方式；③計算機硬件系統由五大部件（控制器、運算器、存儲器、輸入設備和存儲設備）組成。
4.信息的數字化含義有哪些 ？
答：①用數字代碼表示各種信息；②用數字信號表示各種數字代碼。
5.用數字化方法表示信息的主要優點有哪些 ？
答：①在物理上容易實現信息的表示與存儲；②抗干擾能力強、可靠性高；③數值的表示范圍大、表示精度高；④表示的信息類型極其廣泛；⑤能用數字邏輯技術進行信息處理。
6.如何區分指令和數據 ？
答：① 約定不同，指令代碼按指令格式約定，數據按數據格式約定；②取指周期取出的是指令，它送往控制器的指令寄存器IR，由控制器解釋而發出一系列微操作信息； 而執行周期從內存中讀出或送入內存的信息是數據，它流向運算器或由運算器流向內存；③一般指令存放在主存程序區，數據存放在內存的數據區。
7.為什么系統總線與輸入/ 輸出設備之間設置接口部件 ？
答： 因為計算機系統通常采用標准的系統總線，每種總線標准都規定了其地址線和數據線的位數、控制信號線的種類和數量等。計算機系統所連接的各種設備並不是標准 的，在種類與數量上都是可變的。為了將標准的系統總線與各具特色的輸入/輸出設備連接起來，需要在系統總線與輸入/輸出設備之間設置一些部件，它們具有緩 沖、轉換、連接等功能，這些部件稱為輸入/輸出接口。
8.總線結構有哪些特點 ？
答：①數據通路結構簡潔；②數據傳送控制方便；③系統擴展易於實現。
9.什么是硬、軟件在功能上的邏輯等價 ？
答：在計算機中，實際上有許多功能既可以直接由硬件實現，也可以在硬件支持下依靠軟件來實現，對用戶而言，在功能上是等價的。這種情況稱為硬、軟件在功能上的邏輯等價。
10.什么是硬件軟化？什么是軟件硬化 ？
答：原來由硬件實現的功能用軟件實現，稱為硬件軟化。
原來由軟件實現的功能用硬件實現，稱為軟件硬化。
11.什么是機器語言物理機 ？什么是虛擬機 ？
答：計算機硬件的物理功能是執行機器語言程序，因此相對於實際機器的這一級就成為機器語言物理機。
所謂虛擬機，一般是指通過配置軟件、擴充機器功能所形成的一台計算機，而實際硬件在物理功能上並不具備這種語言功能，在匯編語言這一級，用戶看到計算機能將 接收並執行用匯編語言編寫的程序，但實際的物理機只能執行機器語言，它通過配置匯編程序后才能處理匯編語言程序。所以用戶在匯編語言這一級看到的是一台能 夠執行匯編語言功能的虛擬機。
12.數字計算機的特點有哪些 ？
答：①自動連續的執行程序；②運算速度快；③運算精度高；④存儲能力強；⑤通用性好。
13.計算機的主要性能指標有哪些 ？
答：①基本字長；②運算速度；③數據通路寬度與數據傳輸率；④存儲容量；⑤外圍設備配置；⑥軟件配置。
14.指令采用隱含地址的優點是什么 ？
答：①簡化指令的地址結構；②減少指令的顯地址數；③減小指令的長度；④節省程序所占的存儲空間；⑤減小讀取與執行指令所需時間；⑥提高程序的運行速度。
15.什么是同步控制方式 ？其有何優、缺點 ？
答：同步控制方式是指用統一發出的時序信號對各項操作進行同步控制。
優點：①時序關系簡單；②時序划分規整；③控制不復雜；④控制部件在結構上易於集中；⑤設計方便。
缺點：①在時間的安排上可能不合理；②對時間的利用不經濟。
16.什么是異步控制方式 ？其有何優、缺點 ？
答：異步控制方式是指各項操作不受同一時序信號的約束，而是根據實際需要安排不同的時間。
優點：①時間安排緊湊、合理；②能按不同部件、不同設備的實際需要分配時間。
缺點：控制比較復雜。
17.什么是直接程序傳送 ？其有何優、缺點 ？
答：直接程序傳送，是指CPU在現行程序中通過直接執行I/O指令來實現數據的傳送。由於啟動外設和數據交換均在統一程序中進行，因此CPU在啟動外設后只能查詢外設的狀態，等待外圍設備准備好或完成一次操作，再用I/O指令與外設進行數據交換。
優點：①不需要增加CPU硬件；②控制簡單。
缺點：①CPU啟動外設后只能查詢等待，不能做其他的事情，因而CPU與外設不能並行工作，使CPU的利用率降低；②從啟動設備到數據交換，所有操作均由程序實現安排，CPU不能響應隨機請求，無實時處理能力。
18.什么是程序中斷傳送方式 ？其有何優、缺點 ？
答：程序中斷傳送方式，是指在程序運行中，CPU收到隨機中斷請求后，暫停中止現行程序的執行，轉去執行為該隨機事件服務的中斷處理程序，處理完畢后自動恢復原程序的執行。
優點：①能夠處理比較復雜的隨機事件；②可以並行工作。
缺點：程序的執行以及原程序與服務程序之間的切換都需要花費一定的時間，影響到中斷處理的速度。所以，中斷處理方式適用於中、低速的I/O操作。
19.什么是DMA 初始化 ？DMA 初始化包括哪些信息 ？
答：DMA初始化：雖然DMA傳送本身是直接依靠硬件實現的，但為了實現有關控制，CPU需要實現向DMA控制器傳送出有關控制信息。在調用I/O設備時，通過程序所做的這些准備工作稱作DMA初始化，即向DMA控制器與接口設置初始信息。
DMA初始化包括4種信息：①傳送方向；②主存緩沖區首址；③交換量；④外設尋址信息。
20.什么是DMA 方式 ？其有何優、缺點 ？
答：DMA方式：直接依靠硬件在主存與I/O設備之間傳送數據的一種工作方式，在傳送期間不需要CPU執行程序進行干預。
優點：①傳送速度快；②傳送操作簡單。 缺點：難以識別和處理復雜事態。
21.請分別寫出三種溢出邏輯判斷表達式 ，並解釋一下？
答：（1）溢出邏輯判斷一
“溢出”=
說明：
、
分別表示兩數數符，用
表示結果的符號。只有同號數相加才可能產生溢出，而溢出的標志是結果數符![clip_image010[1]](/image/aHR0cDovL2hpLmNzZG4ubmV0L2F0dGFjaG1lbnQvMjAxMDA3LzkvMF8xMjc4NjUxOTIyQjZvTC5naWY=.png "clip_image010[1]"){kind=small}
與操作數符相反。
（2）溢出邏輯判斷二
“溢出”=
說明：用
表示符號位產生的進位，用C表示最高有效位。當![clip_image014[1]](/image/aHR0cDovL2hpLmNzZG4ubmV0L2F0dGFjaG1lbnQvMjAxMDA3LzkvMF8xMjc4NjUxOTI1Q3JSQy5naWY=.png "clip_image014[1]"){kind=small}
與C不同時表明溢出。
（3）溢出邏輯判斷三
“溢出”=
說明：用
、
分別表示第一符號位、第二符號位。雙符號位的含義：00——結果為正，無溢出；01——結果正溢；10——結果負溢；11——結果為正，無溢出。
22.響應中斷的條件有哪些 ？
答：①有中斷請求信號發生。②該中斷請求未被屏蔽。③CPU處於開中斷狀態。④沒有更重要的的事要處理。⑤CPU剛剛執行的指令不是停機指令。⑥在一條指令結束時響應。
23.依靠硬件實現程序中斷響應過程，需要哪4 項操作 ？
答：①關中斷。
②保存斷點。將程序計數器PC的內容保存起來，一般是壓入堆棧。此時，PC內容為恢復原程序后的后繼指令地址，稱為斷點。就是原先要繼續執行的指令的地址。
③獲取服務程序的入口。被批准的中斷源接口通過總線向CPU送入向量地址。CPU據此在中斷周期中訪問中斷向量表，從中讀取服務程序的入口地址。
④轉向程序運行狀態，以此開始執行中斷服務程序。
三、計算題
1.若X補=0.1010，寫出其X原和真值X。 2.若X補=1.1010，寫出其X原和真值X。
解：X原=0.1010 真值X=+0.1010 答：X原=1.0110 真值X=-0.0110
3.（課本第24頁~~第27頁）二進制與十進制整數、小數之間的轉換 。
4.用變形補碼計算（ X+Y ）補 =？並指出是否有溢出。
（1）X補=00.110011，Y補=00.101101；（4）X補=11.001101，Y補=11.010011.
解：（1） （4）
00.110011 11.001101
+00.101101 +11.010011
01.100000 10.100000
正溢 負溢
5. 用變形補碼計算（ X — Y ）補 =？並指出是否有溢出。
（1）X補=00.100011，Y補=00.101101；（4）X補=11.101101，Y補=11.010011.
解：（1） （4）
00.100011 11.101101
+11.010011 +00.101101
11.110110 00.011010
結果為負，無溢出 結果為正，無溢出
小結：請詳細查看課本第104頁的“補碼加減運算 的基本關系式”等相關內容。
6.（課本第109頁）補碼一位乘法 的運算與求解。
四、綜合設計題
1. 某半導體存儲器容量7K×8b.固化區4K×8b，可選EPRON芯片：2K×8b/片。隨機讀寫區3K×8b，可選SRAM芯片：2K×4b/片、 1K×4b/片.地址總線A15~A0（低），雙向數據總線D7~D0（低），R/W控制讀寫。請設計並且畫出該存儲器邏輯圖，並且注明地址分配與片選邏 輯式及片選信號極性。
答：（1）存儲空間分配與芯片
| 2K×8 |
|
| 2K×8 |
|
| 2K×4 |
2K×4 |
| 1K×4 |
1K×4 |
（2）地址分配與片選邏輯
芯片容量 芯片地址 片選信號 片選邏輯
2K 
~
2K ![clip_image023[1]](/image/aHR0cDovL2hpLmNzZG4ubmV0L2F0dGFjaG1lbnQvMjAxMDA3LzkvMF8xMjc4NjUxOTM0R0dySS5naWY=.png "clip_image023[1]"){kind=small}
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（3）邏輯圖
五、課本詳細知識 （推薦指數：★★☆☆☆）
學有余力的同學，可以參看課本詳細內容，以求更深層次的理解。