微机原理与接口技术（马善农主编）（第二版）课后习题解析（第一章）.doc

在当今信息技术飞速发展的时代，计算机科学的基础知识是每一位计算机专业学子乃至从业者必须掌握的核心技能。《微机原理与接口技术》这门课程，作为计算机科学领域的一门基础课程，主要研究计算机硬件系统的基本原理和接口技术。它不仅是培养学生对计算机硬件及其工作原理深刻理解的重要课程，也是后续在硬件编程、嵌入式系统开发等方向深入研究的基础。通过对本课程的学习，学生能够了解到计算机的核心工作方式，为进一步学习计算机系统的深层次知识打下坚实的基础。 本课程第一章主要介绍了数字系统转换和计算机内部数据表示的基本知识。这部分内容是理解后续章节，诸如CPU结构、指令系统、总线技术、存储系统、输入输出设备接口等高级主题的基石。在数字系统转换的学习中，我们了解到，数字系统包括了十进制、二进制和十六进制等不同的表示形式。例如，十进制整数456转换为二进制是111001000，转换为十六进制是1C8H。这个转换过程通过不断除以2并记录余数，最后将余数从下往上排列来实现。在二进制数转换为十进制和十六进制的过程中，我们通过加权求和的方法将二进制数转换为十进制，而二进制到十六进制的转换则通过每四位二进制对应一位十六进制的关系来实现。此外，十进制小数转换为二进制的过程也十分重要，例如0.5转换为二进制是0.1B，这是因为0.5恰好等于2的-1次方。 在二进制数的表示方法中，原码、反码和补码是三种重要的概念。原码是二进制数的直接表示，其中正数的最高位为0，负数的最高位为1，其余位表示数值大小。反码用于表示负数，正数的反码与原码相同，而负数的反码则是除符号位外，其余各位按位取反。补码则是目前计算机中最常用的表示有符号整数的方法，它正数不变，负数则在其反码的基础上加1。补码的引入解决了二进制运算中关于零的表示以及减法运算的问题，极大地方便了计算机内部的算术运算。例如，-1011的补码是通过先取反得到0100，然后加1得到11110101。 计算机内部运算时，经常使用补码来表示和计算十进制数。在8位二进制补码表示下，正数和0的补码就是其原码，而负数的补码则通过取反加1的方法得到。例如，当我们计算67-45时，由于计算机内部是以补码形式进行运算的，我们可以直接将67和-45的补码进行相加，最后再通过溢出处理得到结果22。补码运算的掌握是进行计算机算术运算的基础，也是理解计算机如何存储和处理数据的关键。 随着计算机技术的不断进步，对计算机硬件设计和编程的要求越来越高。对于那些希望从事计算机硬件设计、驱动程序开发或嵌入式系统工作的人来说，这些基础知识是必不可少的。理解微机原理与接口技术，不仅能帮助他们更好地设计和开发硬件，还能让他们在工作中遇到问题时，能够迅速定位问题源头并解决。 《微机原理与接口技术》所涉及的内容，不仅仅是计算机硬件的表层知识，更是深入到计算机内部运作原理的深层理解。通过对本课程的学习，学生不仅能够掌握数字系统转换、数据表示等基础知识，还能为进一步深入研究计算机硬件技术打下坚实的基础。这些知识的学习，对于未来在计算机硬件领域发展至关重要，它们是从事计算机相关工作不可或缺的理论支撑和技术工具。