微型計算機基本原理與應(yīng)用

前言

“微型計算機原理”是高等學(xué)校理工科各專業(yè)的一門重要計算機基礎(chǔ)課程，也是理工科大學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握計算機科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)、匯編語言程序設(shè)計及常用接口技術(shù)的入門課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成和工作原理，建立計算機系統(tǒng)整體概念，具備利用微機技術(shù)進行軟、硬件開發(fā)的初步能力。學(xué)習(xí)本課程對于掌握現(xiàn)代計算機的基本概念和技術(shù)，以及學(xué)習(xí)后續(xù)有關(guān)計算機課程（如計算機體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)等）均具有重要的意義。本書是該課程使用的基本教材。眾所周知，現(xiàn)代計算機技術(shù)發(fā)展極為迅速，新知識、新技術(shù)日新月異，層出不窮。本書命名為《微型計算機基本原理與應(yīng)用》，旨在加強計算機基本概念、基本原理的闡述與介紹。同時，本書注重知識整合，在內(nèi)容的選取上，盡力摒棄那些陳舊、重復(fù)的內(nèi)容，精心選擇課程內(nèi)容體系中的核心知識和典型技術(shù)。在寫法上，力求概念準確，表述清晰。本書以80x86／Pentium系列微型計算機為背景機，全面、系統(tǒng)地介紹了微型計算機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及典型接口技術(shù)。全書共分16章，從內(nèi)容上可劃分為四個知識單元：①計算機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（第1、2、3、7、13、14章）；②指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計（第4、5、6章）；③I／O接口技術(shù)（第8、9、10、11、12章）；④高性能微處理器的先進技術(shù)及典型結(jié)構(gòu)（第15、16章）。學(xué)習(xí)本書的預(yù)備知識為數(shù)字電路及邏輯設(shè)計基礎(chǔ)知識。與其他同類教材不同的是，本書在第1章和第2章中有意識地融人了傳統(tǒng)的“計算機組成原理”教材中的相關(guān)核心內(nèi)容，如定點數(shù)與浮點數(shù)的表示與運算方法、典型的加減法硬件結(jié)構(gòu)、硬布線控制器及微程序控制器的原理與實現(xiàn)技術(shù)等，并在第3章簡要介紹了微處理器的編程結(jié)構(gòu)之后，用第4、5、6三章的篇幅翔實地講解了80x86的指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計的基本概念與方法；后續(xù)章節(jié)則相繼介紹了微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部功能特性、存儲器及其接口、輸入／輸出控制、可編程接口電路、總線及總線標準以及高性能微處理器的相關(guān)概念和技術(shù)等；其中，在第15章中，專門介紹了80x86／Pentium處理器的保護模式的原理和結(jié)構(gòu)，如描述符及描述符表、保護模式的存儲管理和地址轉(zhuǎn)換以及多任務(wù)的實現(xiàn)及保護機制等；在第16章，重點介紹了現(xiàn)代高性能微處理器的多項先進技術(shù)和典型結(jié)構(gòu)，如指令級并行及流水線中的“相關(guān)”及其處理技術(shù)、超標量流水線技術(shù)、超長指令字結(jié)構(gòu)及RISC技術(shù)等。最后，還介紹了多核處理器的設(shè)計理念及現(xiàn)代PC機主板的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點。本書可供48～60學(xué)時的課堂教學(xué)使用，有些章節(jié)的內(nèi)容可根據(jù)不同的教學(xué)要求進行適當取舍。每章后面列出的思考題與習(xí)題，主要供理解和復(fù)習(xí)本章基本內(nèi)容而用，本書最后給出了部分習(xí)題的參考答案。

內(nèi)容概要

　　《微型計算機基本原理與應(yīng)用（第2版）》全面、系統(tǒng)地介紹了微型計算機的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理和典型接口技術(shù)。主要內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)在計算機中的表示與運算方法，計算機的基本結(jié)構(gòu)與工作過程，微處理器結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計，存儲器及其接口，輸人／輸出與DMA技術(shù)，中斷及中斷控制器，串并行通信及其接口電路，總線及總線標準，80x86／Pentium保護模式原理與結(jié)構(gòu)，高性能微處理器的先進技術(shù)及典型結(jié)構(gòu)等?！　　段⑿陀嬎銠C基本原理與應(yīng)用（第2版）》內(nèi)容精練，層次清楚，實用性強；在注重講解基本概念的同時，也十分注意反映微型計算機發(fā)展中的新知識、新技術(shù)?！段⑿陀嬎銠C基本原理與應(yīng)用（第2版）》可作普通高校理工科各專業(yè)計算機基礎(chǔ)課程教材，也可作為成人教育以及各類職業(yè)學(xué)校的教材。

書籍目錄

第1章 數(shù)據(jù)在計算機中的表示與運算方法1.1 進位計數(shù)制1.1.1 進位計數(shù)制及其基數(shù)和權(quán)1.1.2 計算機中幾種常用的進位計數(shù)制1.2 不同進位制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1.2.1 二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)1.2.2 十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)1.2.3 任意兩種進位制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換1.3 二進制數(shù)的算術(shù)運算和邏輯運算1.3.1 二進制數(shù)的算術(shù)運算1.3.2 二進制數(shù)的邏輯運算1.3.3 移位運算1.4 數(shù)據(jù)在計算機中的表示形式1.4.1 機器數(shù)與真值1.4.2 四種常見的機器數(shù)形式1.4.3 數(shù)的定點表示與浮點表示1.4.4 二一十進制編碼1.4.5 字符編碼1.4.6 二進制信息的計量單位1.5 數(shù)據(jù)在計算機中的運算方法1.5.1 定點數(shù)加減法運算1.5.2 定點數(shù)乘法運算1.5.3 定點數(shù)除法運算1.5.4 浮點數(shù)的四則運算習(xí)題第2章 計算機的基本結(jié)構(gòu)與工作過程2.1 計算機的基本結(jié)構(gòu)2.1.1 存儲程序概念與馮·諾伊曼計算機基本結(jié)構(gòu)2.1.2 計算機的基本組成框圖及功能部件簡介2.2 計算機的工作過程2.2.1 指令與程序2.2.2 程序的裝入與運行2.2.3 計算機的工作過程2.3 控制器基本原理、2.3.1 硬布線控制器原理2.3.2 微程序控制器原理2.3.3 一個簡單的微程序?qū)嵗?.4 計算機系統(tǒng)的組成2.4.1 硬件與軟件2.4.2 計算機系統(tǒng)的基本組成2.5 微型計算機的產(chǎn)生和發(fā)展2.5.1 世界上第一個微處理器和微型計算機的誕生2.5.2 微型計算機的發(fā)展階段2.6 微型計算機的分類及主要技術(shù)指標2.6.1 微型計算機的分類2.6.2 微型計算機的主要技術(shù)指標2.7 微型計算機的基本結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成2.7.1 微型計算機基本結(jié)構(gòu)2.7.2 微型計算機的系統(tǒng)組成習(xí)題二第3章 微處理器的編程結(jié)構(gòu)3.1 微處理器的工作模式3.1.1 實模式3.1.2 保護模式3.1.3 虛擬8086模式3.2 微處理器的編程結(jié)構(gòu)3.2.1 程序可見寄存器3.2.2 80x86／Pentium處理器的寄存器模型3.3 實模式下的存儲器尋址3.3.1 實模式下的存儲器地址空間3.3.2 存儲器分段技術(shù)3.3.3 實模式下的存儲器尋址3.3.4 堆棧3.4 實模式輸入／輸出地址空間習(xí)題三第4章 尋址方式與指令系統(tǒng)4.1 尋址方式4.1.1 數(shù)據(jù)尋址方式4.1.2 轉(zhuǎn)移地址尋址方式4.2 指令編碼4.2.1 指令編碼格式4.2.2 指令編碼舉例4.3 8086指令系統(tǒng)4.3.1 數(shù)據(jù)傳送指令4.3.2 算術(shù)運算指令4.3.3 邏輯運算與移位指令4.3.4 串操作指令4.3.5 轉(zhuǎn)移指令4.3.6 處理器控制指令4.4 80286～Pentium指令系統(tǒng)4.4.1 80286增強和擴充的指令4.4.2 80386增強和擴充的指令4.4.3 80486增強和擴充的指令4.4.4 Pentium增強和擴充的指令4.4.5 Pentium Pro增強和擴充的指令4.4.6 PentiumⅡ增強和擴充的指令習(xí)題四第5章 匯編語言的基本語法5.1 匯編語言的特點5.2 匯編語言程序結(jié)構(gòu)和基本語法5.2.1 示例程序5.2.2 基本概念5.2.3 指令語句5.2.4 偽指令語句5.2.5 結(jié)構(gòu)與記錄5.2.6 宏指令5.2.7 簡化段定義5.3 ROMBIOS中斷調(diào)用和DOS系統(tǒng)功能調(diào)用5.3.1 ROMBIOS中斷調(diào)用5.3.2 DOS系統(tǒng)功能調(diào)用5.4 匯編語言程序的上機過程5.4.1 .exe文件的上機過程5.4.2 .com文件及其上機過程習(xí)題五第6章 匯編語言程序設(shè)計及應(yīng)用6.1 匯編語言程序設(shè)計的基本方法6.1.1 程序設(shè)計的基本步驟6.1.2 程序的基本結(jié)構(gòu)形式6.1.3 子程序設(shè)計6.2 匯編語言的編程應(yīng)用6.2.1 I／O與通信6.2.2 聲音與時鐘6.2.3 樂曲程序6.2.4 鍵盤I／O6.2.5 瞬標器編程6.2.6 圖形顯示6.2.7 文件操作6.3 windows匯編語言程序設(shè)計簡介6.3.1 Windows API函數(shù)6.3.2 動態(tài)鏈接庫6.3.3 指令集選擇6.3.4 工作模式選擇6.3.5 函數(shù)的原型定義6.3.6 windows應(yīng)用程序的基本結(jié)構(gòu)框架6.3.7 Win32匯編語言應(yīng)用程序?qū)嵗?.3.8 MASM32匯編與連接命令6.4 高級匯編語言技術(shù)6.4.1 條件匯編6.4.2 庫的使用6.4.3 匯編語言與高級語言的混合編程習(xí)題六第7章 微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部功能特性7.1 微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)7.1.1 總線接口單元BIU7.1.2 指令Cache與數(shù)據(jù)Cache7.1.3 超標量流水線結(jié)構(gòu)7.1.4 動態(tài)轉(zhuǎn)移預(yù)測及轉(zhuǎn)移目標緩沖器BTB7.1.5 指令預(yù)取器和預(yù)取緩沖器7.1.6 指令譯碼器7.1.7 執(zhí)行單元EU7.1.8 浮點處理單元FPU7.1.9 控制單元CU7.2 微處理器的外部功能特性7.2.1 微處理器的外部引腳信號7.2.2 微處理器的總線時序習(xí)題七第8章 I／O接口與DMA技術(shù)8.1 I／O接口概述8.1.1 I／O接口的基本功能8.1.2 I／O接口的基本結(jié)構(gòu)8.1.3 I／O端口的編址方式8.1.4 I／O接口的地址分配8.1.5 I／O接口的地址譯碼及片選信號的產(chǎn)生8.1.6 I／O指令8.2 I／O控制方式……第9章 中斷及中斷制器第10章 并行通信及其接口電路第11章 串行通信及其接口電路第12章 可編程定時器/計數(shù)器及其應(yīng)用第13章 存儲器及其接口第14章 總線及總線標準第15章 80*86/Pentium保護模式原理與結(jié)構(gòu)第16章 高性能微處理器的先進技術(shù)及黃型結(jié)構(gòu)附錄一 8086/8088指令編碼格式附錄二 DOS功能調(diào)用(INT 21H)附錄三 BIOS中斷調(diào)用附錄四 調(diào)試程序DEBUG的使用部分習(xí)題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《微型計算機基本原理與應(yīng)用(第2版)》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材,高等院校計算機專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課系列教材。

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