微機原理與接口技術(shù)

前言

自1981年計算機界的巨人——IBM公司推出了IBM-PC（個人計算機），計算機的發(fā)展進入了一個新的時代——微型計算機時代。20年來，微型計算機的性能得到了極大提高。就CPU來說，十余年來，Intel公司生產(chǎn)的芯片經(jīng)歷了8088、8086、80186、80286、80386、80486到Pentium（中文名為奔騰，編號為80586）；Pentium也經(jīng)歷了Pentium、Pentium MMX、Pentium Pro（中文名為高能奔騰又稱80686，即為Pentium 6結(jié)構(gòu)的第一個處理器）以及把MMX技術(shù)與Pentium Pro結(jié)合在一起的Pentium II、Pentium III直至最新的Pentium 4。這些CPU形成一個系列（x86系列），它們是向下兼容的。在8086（8088）CPU上開發(fā)的程序，完全可以在Pentium 4上運行。所以，Intel公司把它們稱為IA（Intel Architecture）-32結(jié)構(gòu)微處理器。我們可以用兩個表來說明IA．32結(jié)構(gòu)微處理器的發(fā)展。

內(nèi)容概要

本書是《微機原理與接口技術(shù)》的第二版。本版本根據(jù)微處理器的最新發(fā)展(超線程技術(shù)、雙核技術(shù))，從Intel系列微處理器整體著眼，又落實到最基本、最常用的8086處理器，介紹了微機系統(tǒng)原理、Intel系列微處理器結(jié)構(gòu)、8086指令系統(tǒng)和匯編語言程序設(shè)計、主存儲器及與CPU的接口、輸入輸出、中斷以及常用的微機接口電路和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換與模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換接口。本修訂版根據(jù)教學(xué)改革的要求與授課教師的意見，作了必要的精簡與修改。全書觀點新、實用性強?！　”緯m合各類高等院校、各種成人教育學(xué)校和培訓(xùn)班作為教材使用。

作者簡介

周明德，教授，1959年畢業(yè)于清華大學(xué)計算機專業(yè)。畢業(yè)后留校。講授過“脈沖技術(shù)”、“微型計算機原理及應(yīng)用”等課程。在普及微型計算機的高潮中到全國各地講授了數(shù)十次“微型計算機原理”，并制作了錄像帶，在各地播放，受到了極大的好評，為普及微型計算機起了重大作用。曾任中國軟件與技術(shù)服務(wù)股份有限公司總工程師，是電子部有突出貢獻專家，享受政府津貼。主持了國家“八五”、“九五”重點科技攻關(guān)項目“國產(chǎn)操作系統(tǒng)開發(fā)”，任副總設(shè)計師。此項目獲電子部科技進步特等獎，國家科技進步二等獎。著有《微型計算機系統(tǒng)原理及應(yīng)用》、《64位微處理器應(yīng)用編程》、《64位微處理器系統(tǒng)編程》、《UNIX/Linux核心》等書。累計發(fā)行三百余萬冊。

書籍目錄

第1章　概述　  1.1　IA-32結(jié)構(gòu)的概要歷史　    1.1.1　8086　    1.1.2　80386    1.1.3　80486    1.1.4　奔騰(Pentium)　    1.1.5　P6系列處理器　    1.1.6　奔騰II　    1.1.7　奔騰III　    1.1.8　Intel Pentium 4處理器　    1.1.9　Intel超線程處理器　    1.1.10　Intel雙核技術(shù)處理器　  1.2　計算機基礎(chǔ)　    1.2.1　計算機的基本結(jié)構(gòu)　    1.2.2　常用的名詞術(shù)語和二進制編碼　    1.2.3　指令程序和指令系統(tǒng)　    1.2.4　初級計算機　    1.2.5　簡單程序舉例　    1.2.6　尋址方式　  1.3　計算機的硬件和軟件　    1.3.1　系統(tǒng)軟件　    1.3.2　應(yīng)用軟件　    1.3.3　支撐(或稱為支持)軟件　  1.4　微型計算機的結(jié)構(gòu)　    1.4.1　微型計算機的外部結(jié)構(gòu)　    1.4.2　微型計算機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　  1.5　多媒體計算機　    1.5.1　人機接口　    1.5.2　多媒體計算機的主要功能　    1.5.3　多媒體計算機的組成　  習(xí)題　第2章　IA-32結(jié)構(gòu)微處理器與8086  2.1　IA-32微處理器是8086的延伸    2.1.1　8086功能的擴展    2.1.2　8086性能的提高　  2.2　8086的功能結(jié)構(gòu)　  2.3　8086微處理器的執(zhí)行環(huán)境　    2.3.1　基本執(zhí)行環(huán)境概要　    2.3.2　基本的程序執(zhí)行寄存器　    2.3.3　存儲器組織　  習(xí)題　第3章　8086指令系統(tǒng)　  3.1　基本數(shù)據(jù)類型    3.1.1　字、雙字的對齊　    3.1.2　數(shù)字數(shù)據(jù)類型    3.1.3　指針數(shù)據(jù)類型    3.1.4　串數(shù)據(jù)類型　  3.2　8086的指令格式  3.3　8086指令的操作數(shù)尋址方式　    3.3.1　立即數(shù)　    3.3.2　寄存器操作數(shù)    3.3.3　存儲器操作數(shù)    3.3.4　I/O端口尋址  3.4　8086的通用指令    3.4.1　數(shù)據(jù)傳送指令    3.4.2　二進制算術(shù)指令    3.4.3　十進制算術(shù)指令　    3.4.4　邏輯指令    3.4.5　移位和循環(huán)移位指令    3.4.6　控制傳送指令    3.4.7　串指令　    3.4.8　標志控制操作    3.4.9　段寄存器指令　    3.4.10　雜項指令  習(xí)題　第4章　匯編語言程序設(shè)計  4.1　匯編語言的格式    4.1.1　8086匯編語言程序的一個例子    4.1.2　8086匯編語言源程序的格式  4.2　語句行的構(gòu)成    4.2.1　標記(Token)　    4.2.2　符號(Symbol)　    4.2.3　表達式(Expressions)　    4.2.4　語句(Statements)　  4.3　指示性語句(Directive Statements)    4.3.1　符號定義語句　    4.3.2　數(shù)據(jù)定義語句　    4.3.3　段定義語句　    4.3.4　過程定義語句    4.3.5　結(jié)束語句　  4.4　指令語句    4.4.1　指令助記符　    4.4.2　指令前綴　    4.4.3　操作數(shù)尋址方式　    4.4.4　串操作指令　  4.5　匯編語言程序設(shè)計及舉例    4.5.1　算術(shù)運算程序設(shè)計(直線運行程序)    4.5.2　分支程序設(shè)計　    4.5.3　循環(huán)程序設(shè)計    4.5.4　字符串處理程序設(shè)計    4.5.5　碼轉(zhuǎn)換程序設(shè)計　    4.5.6　有關(guān)I/O的DOS功能調(diào)用　    4.5.7　宏匯編與條件匯編　  習(xí)題　第5章　處理器總線時序和系統(tǒng)總線  5.1　8086的引腳功能　  5.2　8086處理器時序　  5.3　系統(tǒng)總線　    5.3.1　概述　    5.3.2　PC總線    5.3.3　ISA總線    5.3.4　PCI總線　    5.3.5　USB總線　  習(xí)題第6章　存儲器　  6.1　半導(dǎo)體存儲器的分類　    6.1.1　RAM的種類　    6.1.2　ROM的種類  6.2　 讀寫存儲器RAM　    6.2.1　基本存儲電路    6.2.2　RAM的結(jié)構(gòu)　    6.2.3　RAM與CPU的連接    6.2.4　64K位動態(tài)RAM存儲器  6.3　現(xiàn)代RAM　    6.3.1　內(nèi)存條的構(gòu)成　    6.3.2　擴展數(shù)據(jù)輸出動態(tài)隨機訪問存儲器EDO DRAM　    6.3.3　同步動態(tài)隨機訪問存儲器SDRAM　    6.3.4　突發(fā)存取的高速動態(tài)隨機存儲器Rambus DRAM  6.4　只讀存儲器(ROM)    6.4.1　掩模只讀存儲器　    6.4.2　可擦除的可編程序的只讀存儲器EPROM　  習(xí)題　第7章　輸入和輸出  7.1　概述　    7.1.1　輸入輸出的尋址方式　    7.1.2　CPU與I/O設(shè)備之間的接口信息　    7.1.3　CPU的輸入輸出時序　    7.1.4　CPU與接口電路間數(shù)據(jù)傳送的形式　    7.1.5　IBM PC的外設(shè)接口與現(xiàn)代PC的外設(shè)接口　  7.2　CPU與外設(shè)數(shù)據(jù)傳送的方式　    7.2.1　查詢傳送方式　    7.2.2　中斷傳送方式　    7.2.3　直接數(shù)據(jù)通道傳送(DMA)  7.3　DMA控制器　    7.3.1　主要功能    7.3.2　8237的結(jié)構(gòu)　    7.3.3　8237的工作周期　    7.3.4　8237的引線    7.3.5　8237的工作方式　    7.3.6　8237的寄存器組和編程  習(xí)題第8章　中斷　  8.1　概述　    8.1.1　為什么要用中斷    8.1.2　中斷源　    8.1.3　中斷系統(tǒng)的功能  8.2　最簡單的中斷情況    8.2.1　CPU響應(yīng)中斷的條件    8.2.2　CPU對中斷的響應(yīng)  8.3　中斷優(yōu)先權(quán)　    8.3.1　用軟件確定中斷優(yōu)先權(quán)　    8.3.2　硬件優(yōu)先權(quán)排隊電路  8.4　8086的中斷方式    8.4.1　外部中斷　    8.4.2　內(nèi)部中斷　    8.4.3　中斷向量表    8.4.4　8086中的中斷響應(yīng)和處理過程  8.5　中斷控制器Intel 8259A    8.5.1　功能　    8.5.2　結(jié)構(gòu)　    8.5.3　8259A的引線    8.5.4　8259A的中斷順序　    8.5.5　8259A的編程    8.5.6　8259A的工作方式  習(xí)題第9章　計數(shù)器和定時器電路Intel 8253/8254-PIT　  9.1　概述　    9.1.1　主要功能　    9.1.2　8253-PIT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)    9.1.3　8253-PIT的引線  9.2　8253-PIT的控制字  9.3　8253-PIT的工作方式　    9.3.1　方式0—計完最后一個數(shù)時中斷　    9.3.2　8253-PIT工作方式小結(jié)　  9.4　8253-PIT的編程　  9.5　8254-PIT  習(xí)題　第10章　并行接口芯片  10.1　可編程的并行輸入/輸出接口芯片8255A-5的結(jié)構(gòu)  10.2　方式選擇　    10.2.1　“方式”選擇控制字　    10.2.2　方式選擇舉例　    10.2.3　按位置位/復(fù)位功能  10.3　方式0的功能　    10.3.1　方式0的基本功能　    10.3.2　方式0的時序  10.4　方式1的功能　    10.4.1　主要功能　    10.4.2　方式1輸入　    10.4.3　方式1輸出　  10.5　方式2的功能　    10.5.1　主要功能　    10.5.2　時序    10.5.3　方式2的控制字　  10.6　8255A應(yīng)用舉例　  習(xí)題　第11章　串行通信及接口電路　  11.1　串行通信    11.1.1　概述　    11.1.2　串行接口標準EIA RS-232C接口  11.2　Intel 8251A可編程通信接口　    11.2.1　8251的基本性能　    11.2.2　8251的方框圖　    11.2.3　接口信號    11.2.4　8251的編程    11.2.5　8251應(yīng)用舉例　  習(xí)題　第12章　數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換與模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換接口　  12.1　模擬量輸入與輸出通道    12.1.1　模擬量輸入通道的組成    12.1.2　模擬量輸出通道的組成  12.2　數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器　    12.2.1　D/A轉(zhuǎn)換的基本原理    12.2.2　D/A轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標    12.2.3　典型的D/A轉(zhuǎn)換器芯片　  12.3　D/A轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口　    12.3.1　8位D/A轉(zhuǎn)換芯片與CPU的接口　    12.3.2　12位D/A轉(zhuǎn)換芯片與CPU的接口　  12.4　模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器　    12.4.1　A/D轉(zhuǎn)換的基本原理　    12.4.2　A/D轉(zhuǎn)換器的主要技術(shù)指標    12.4.3　A/D轉(zhuǎn)換器與系統(tǒng)連接的問題　    12.4.4　典型的A/D轉(zhuǎn)換芯片　  12.5　A/D轉(zhuǎn)換器與微處理器的接口    12.5.1　8位A/D轉(zhuǎn)換芯片與CPU的接口    12.5.2　12位A/D轉(zhuǎn)換芯片與CPU的接口　  12.6　D/A、A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用舉例　    12.6.1　D/A轉(zhuǎn)換舉例    12.6.2　A/D轉(zhuǎn)換舉例　  習(xí)題第13章　IA-32微處理器　  13.1　IA-32處理器的功能結(jié)構(gòu)　    13.1.1　80386的功能結(jié)構(gòu)    13.1.2　80486的功能結(jié)構(gòu)  13.2　IA-32結(jié)構(gòu)微處理器的指令系統(tǒng)的發(fā)展  13.3　IA-32結(jié)構(gòu)微處理器的性能發(fā)展    13.3.1　IA-32的流水線結(jié)構(gòu)簡介    13.3.2　Cache  13.4　IA-32結(jié)構(gòu)微處理器的執(zhí)行環(huán)境    13.4.1　操作模式    13.4.2　基本執(zhí)行環(huán)境概要　    13.4.3　存儲器組織    13.4.4　基本的程序執(zhí)行寄存器　    13.4.5　X87 FPU結(jié)構(gòu)  13.5　IA-32 處理器的工作方式  13.6　保護虛地址方式    13.6.1　保護方式下的尋址機制　    13.6.2　全局描述符表和局部描述符表　    13.6.3　描述符　    13.6.4　選擇子    13.6.5　段描述符的高速緩沖寄存器　    13.6.6　IA-32微處理器中的特權(quán)級　    13.6.7　任務(wù)切換　  13.7　虛擬存儲器管理與IA-32微處理器的MMU單元　    13.7.1　虛擬存儲器概念　    13.7.2　Intel IA-32結(jié)構(gòu)微處理器的存儲管理單元　  習(xí)題

章節(jié)摘錄

第1章　概述自從1981年IBM公司進入微型計算機領(lǐng)域并推出IBM-PC以后，計算機的發(fā)展開創(chuàng)了一個新的時代——微型計算機時代。微型計算機（以下簡稱微機）的迅速普及，使計算機真正廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域以及社會生活的各個方面。以前的大型機（MainFrame）、中型機、小型機的界線已經(jīng)日益模糊甚至消失。隨著微機應(yīng)用的普及及技術(shù)的發(fā)展，芯片與微機的功能和性能迅速提高，其功能已經(jīng)遠遠超過了20世紀80年代以前的中、小型機甚至超過了大型機。到了20世紀90年代，隨著局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、城際網(wǎng)以及Intemet的迅速普及與發(fā)展，微機從功能上可分為網(wǎng)絡(luò)工作站（客戶端Client）和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（Server）兩大類型。網(wǎng)絡(luò)客戶端又稱為個人計算機（Personal Computer，PC）。1.1 IA-32結(jié)構(gòu)的概要歷史1971年，Intel公司發(fā)布了Intel 4004，這是一個4位微處理器，被認為是世界上第一個微處理器。從此，微處理器得到了極其迅速的發(fā)展。直至今天，基本上按摩爾定律（每18個月微處理器芯片上的晶體管數(shù)翻一番）指出的那樣發(fā)展。到了20世紀70年代中期，微處理器的主流是Intel的8080、8085，Motorola的6800和S109的Z80等8位微處理器。其中，Z80稍占優(yōu)勢。隨后，各個公司都向16位微處理器發(fā)展。1981年，計算機界的巨頭——IBM公司（當時，IBM一個公司的銷售額占整個計算機行業(yè)的銷售額的50％以上）進入了個人計算機領(lǐng)域，推出了IBM-PC。在IBM-PC中采用的CPU是Intel的8088微處理器。 IBM-PC的推出極大地推動了個人計算機的發(fā)展，在20世紀80年代中期，個人計算機的年產(chǎn)量已經(jīng)超過了200萬臺，到20世紀80年代后期，已經(jīng)超過了1000萬臺。個人計算機的迅猛發(fā)展，造就了兩個新的巨人——MicrosoR公司和Intel公司。Intel公司在微處理器市場占據(jù)著絕對的壟斷地位。

編輯推薦

《21世紀高等學(xué)校計算機規(guī)劃教材:微機原理與接口技術(shù)(第2版)》強調(diào)微機原理的基礎(chǔ)知識；突出常用接口及實際應(yīng)用；提供大量實用的匯編程序。

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