江苏开放大学微机控制与接口技术第一次形考作业.docx
微机控制与接口技术第1次作业H假设补码用8位二进制数表示，那么可表示的最大正数是()o 客观题总分值：4分得分：4分A28B28-1C2727-1正确答案：D学生答案：D老师点评：卜刖指令集和Thumb指令集分别是()位的。客观题总分值：4分得分：4分A8位，16位B16位，32位C16位，16位 32位，16位 正确答案：D 学生答案：D老师点评：|GET伪指令的含义是() 客观题总分值：4分得分：4分IAI包含一个外部文件B定义程序的入口C定义一个宏D声明一个变量正确答案：A学生答案：A老师点评：以下描述不属于RISC计算机的特点的是()o 客观题总分值：4分得分：4分A流水线每周期前进一步。B更多通用寄存器。指令长度不固定，执行需要多个周期。D独立的Load和Store指令完成数据在寄存器和外部存储器之间的传输。正确答案：C学生答案：C老师点评：-3的原码是() 客观题总分值：4分得分：4分I1000 0011B 1111 1100C 1111 1101D 1000 1101 正确答案：A 学生答案：A 老师点评：87的反码是()?客观题总分值：4分得分：4分A54HB55HC56H57H正确答案：D学生答案：D老师点评：87的补码是()?客观题总分值：4分得分：4分IAI57HB58HC59HI)60H正确答案：A 学生答案：A老师点评：87的原码是()?客观题总分值：4分得分：4分A55HB56H57HD58H正确答案：C学生答案：C老师点评：-7的原码是()，反码是()，补码是()o 客观题总分值：4分得分：4分 A 1000 1111IBI1111 10001111 10011000 0111正确答案：B； C； D 学生答案：B； C； D老师点评：10微型计算机由（）、（）和（）三大局部组成。 客观题总分值：4分得分：4分IAI微处理器存储器I/O接口电路D外部设备正确答案：A； B； C 学生答案：A； B； C老师点评：11简述冯诺依曼结构计算机的工作原理主观题总分值：15分得分：15分正确答案：答：冯诺依曼结构计算机的数制采用二进制；计算机按照程序顺序执行。其主要内容是：1 ,计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五大局部组成。2 .程序和数据以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址确定。3,控制器根据存放在存储器中地指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令 地执行。控制器具有判断能力，能根据计算结果选择不同的工作流程。学生答案：（1）计算机工作原理：存储程序（或程序存储）。1946年美籍匈牙利人冯诺依曼提 出。（2）存储程序原理的主要思想：将程序和数据存放到计算机内部的存储器中，计算机 在程序的控制下一步一步进行处理，直到得出结果。冯诺依曼结构计算机（存储程序计算机）：按存储原理设计的计算机。今天我们所使用的计算机，不管机型大小，都属于冯诺依曼结构计算机。（3）冯诺依曼结构的主要特点（1）存储程序控制：要求计算机完成的功能，必须事先编制好相应的程序，并输入到 存储器中，计算机的工作过程是运行程序的过程；（2）程序由指令构成，程序和数据都用二进制数表示；(3)指令由操作码和地址码构成;(4)机器以CPU为中心。老师点评：12CISC处理器与RISC处理器有何区别？他们各有什么特点？主观题总分值：15分得分：15分正确答案：CISC处理器与RISC处理器特点区别各方面如下：1、指令系统CISC计算机的指令系统比拟丰富，有专用指令来完成特定的功能。因此，处理特殊任务效率较高。RISC设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不 常用的功能，常通过组合指令来完成。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率可能较 低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。2、存储器操作CISC机器的存储器操作指令多，操作直接。RISC对存储器操作有限制，使控制简单化。3、程序CISC汇编语言程序编程相对简单，科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易，效率较高。RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计。4、中断CISC机器是在一条指令执行结束后响应中断。RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断。5、CPUCISCCPU包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。RISCCPU包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低。6、设计周期CISC微处理器结构复杂，设计周期长。RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术。7、用户使用CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用。8、应用范围CISC机器那么更适合于通用机。RISC由于RISC指令系统确实定与特定的应用领域有关，故RISC机器更适合于专用机。学生答案：CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computerv ,即“复杂指令系统计算 机”，从计算机诞生以来，人们一直沿用CISC指令集方式。早期的桌面软件是按CISC设计 的，并一直沿续到现在。目前，桌面计算机流行的x86体系结构即使用CISCo微处理器（CPU） 厂商一直在走CISC的开展道路，包括Intel、AMD,还有其他一些现在已经更名的厂商，如 TI （德州仪器）、IBM以及VIA（威盛）等。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行 执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计 算机各局部的利用率不高，执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构（Intel Architecture,英特尔架构）为主，而且多数为中低档服务器所采用。RISC的英文全称为uReduced Instruction Set Computer,即“精简指令集计算机”, 是一种执行较少类型计算机指令的微处理器,起源于80年代的MIPS主机（即RISC机），RISC 机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来，它能够以更快的速度执行操作（每秒执行 更多百万条指令，即MIPS） o因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件, 计算机指令集越人就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。特点区别各方面如下：1、指令系统CISC计算机的指令系统比拟丰富，有专用指令来完成特定的功能。因此，处理特殊任务效率 较高。RISC设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上，尽量使它们具有简单高效的特色。对不 常用的功能，常通过组合指令来完成。因此，在RISC机器上实现特殊功能时，效率可能较 低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。2、存储器操作CISC机器的存储器操作指令多，操作直接。RISC对存储器操作有限制，使控制简单化。3、程序CISC汇编语言程序编程相对简单，科学计算及复杂操作的程序社设计相对容易,效率较高。RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间，实现特殊功能时程序复杂，不易设计。4、中断CISC机器是在一条指令执行结束后响应中断。RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断。5、CPUCISCCPU包含有丰富的电路单元，因而功能强、面积大、功耗大。RISCCPU包含有较少的单元电路，因而面积小、功耗低。6、设计周期CISC微处理器结构复杂，设计周期长。RISC微处理器结构简单，布局紧凑，设计周期短，且易于采用最新技术。7、用户使用CISC微处理器结构复杂，功能强大，实现特殊功能容易。RISC微处理器结构简单，指令规整，性能容易把握，易学易用。8、应用范围CISC机器那么更适合于通用机。RISC由于RISC指令系统确实定与特定的应用领域有关，故RISC机器更适合于专用机。 老师点评：13ARM处理器有几种工作模式？并做说明每种工作模式的含义。主观题总分值：15分得分：15分正确答案：ARM处理器有7种工作模式：用户模式(usr)-正常程序执行的模式快速中断模式(fiq)-FIQ异常响应时进入此模式中断模式(irq)TRQ异常响应时进入此模式管理员模式(svc)-系统复位和软件中断响应时进入此模式中止模式(abt)-用于虚拟存储及存储保护系统模式(sys)-与用户类似，但有直接切换到其它模式等特权未定义模式(und) -未定义指令异常响应时进入此模式除了用户模式外，其他模式均可视为特权模式学生答案：ARM处理器有7种工作模式：用户模式(usr)-正常程序执行的模式快速中断模式(fiqAFIO异常响应时进入此模式外部中断模式(irq)TRQ异常响应时进 入此模式特权模式(sve)-系统复位和软件中断响应时进入此模式数据访问中止模式(abt)-用丁 虚拟存储及存储保护系统模式(sys)-与用户类似，但有直接切换到其它模式等特权未定义指令中止模式 (und)-未定义指令异常响应时进入此模式除了用户模式外，其他模式均可视为特权模式老师点评:14简述ARM指令寻址方式。主观题总分值：15分得分：15分正确答案：答：ARM指令寻址方式有九种1、寄存器寻址 ADD R0,Rl,R2;R0<R1+R22、立即寻址 ADD R3, R3,#1;R3<R3+13、寄存器移位寻址 ADD R3, R2, RI, LSL#3;R3<R2+8XR14、寄存器间接寻址LDR RO, R1;RO<RI5、变址寻址 LDR RO, R1,R2 ;R0<R1+R26、多寄存器寻址 LDMIA RI, RO, R2, R5 ;R0<RI, R2<Rl+4, R5<Rl+87、堆栈寻址LDMFD SP!, R-R7,LR;将数据出栈，放入R1R7, LR这8个寄存器，同时SP 自动更新。8、块复制寻址stmia rO!, rl-r7;将rl-r7的数组保存到以rO开始向上增长的地址空间 中9、相对寻址BL SUBR;转移到SUBR学生答案：共有9种：1、寄存器寻址 ADD R0,Rl,R2;R0<R1+R22、立即寻址 ADD R3, R3,#1;R3<R3+13、寄存器移位寻址 ADD R3, R2, RI, LSL#3; R3<R2+8X RI4、寄存器间接寻址LDR RO, R1;RO<RI5、变址寻址 LDR RO, Rl,R2;R0<R1+R26、多寄存器寻址 LDMIA RI, RO, R2, R5 ;R0<RI, R2<Rl+4, R5<Rl+87、堆栈寻址LDMFD SP!, R-R7,LR;将数据出栈,放入RrR7, LR这8个寄存器，同 时SP自动更新。8、块复制寻址stmia rO!, rl-r7;将rl-r7的数组保存到以rO开始向上增长的地址 空间中9、相对寻址BL SUBR;转移到SUBR老师点评：
