微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用

前言

本書10年來一直被國(guó)內(nèi)400多所高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)和電子類專業(yè)選為教材，發(fā)行70余萬冊(cè)，筆者也由此與兄弟院校眾多同行成為學(xué)術(shù)距離很近的朋友，常通過郵件和電話交流意見。正是基于他們真誠(chéng)切實(shí)的建議、要求和希望，確立了編寫本書第4版的指導(dǎo)思想： 以當(dāng)前流行的Pentium為主線，講深講透微型機(jī)最新最關(guān)鍵的技術(shù)；即使是對(duì)最龐雜的技術(shù)，也要遵循認(rèn)知規(guī)律來組織內(nèi)容和表述，使全書所有文字都通俗易懂。由此，第4版著重如下幾方面的更新：① 簡(jiǎn)約了有關(guān)16位機(jī)的大部分內(nèi)容，全書以Pentium為主線講述微型機(jī)技術(shù)。② 將Pentium的中斷機(jī)制、描述符機(jī)制、保護(hù)技術(shù)、段頁(yè)兩級(jí)存儲(chǔ)管理機(jī)制，Pentium指令系統(tǒng)，液晶顯示器的原理，PCI總線技術(shù)，作為重點(diǎn)更新內(nèi)容，反復(fù)推敲、反復(fù)修改，有些章節(jié)從初稿到定稿，反復(fù)調(diào)整內(nèi)容組織，再三改進(jìn)文字表達(dá)，前后修改12稿之多，只為了讓讀者得到的是真正的精品。③ 在對(duì)各個(gè)技術(shù)進(jìn)行深入講解之后，最后一章介紹Pentium微型機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，其中對(duì)系統(tǒng)控制芯片組和BIOS進(jìn)行重點(diǎn)講解，前者是聯(lián)系計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各部件的樞紐，后者是聯(lián)系硬件和軟件的紐帶，由此使學(xué)生建立關(guān)于微型機(jī)系統(tǒng)的整體觀念。④ 對(duì)第3版保留的章節(jié)，從文字上反復(fù)修改，以期望更加條理清晰、更加深入淺出。本書在教學(xué)使用中，可根據(jù)四種情況作選擇： 一是對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)，一般按64學(xué)時(shí)安排，可選1～9、15和16章；二是對(duì)計(jì)算機(jī)控制專業(yè)，也按64學(xué)時(shí)安排，可加選第10章；三是對(duì)電子類專業(yè)，一般按48學(xué)時(shí)，可大致按第一種情況安排，但可不講高速緩存技術(shù)，并簡(jiǎn)約PCI總線的擴(kuò)展傳輸和配置機(jī)制部分；四是對(duì)非電子類專業(yè)，除了首尾兩章外，可對(duì)每一章作簡(jiǎn)約性選擇和講解，通?？蓪?duì)每章后面內(nèi)容簡(jiǎn)化。對(duì)于安排有匯編語言課程的專業(yè)，不必講第3章，但讀者仍可讀一遍本章，此為筆者在設(shè)計(jì)20 000多行匯編語言程序的基礎(chǔ)上總結(jié)編寫，其中包括不少切身體會(huì)。另外，所有必選章節(jié)都可劃出部分內(nèi)容自學(xué)或在自學(xué)基礎(chǔ)上作答疑式講解。對(duì)于沒有列入必選部分的章節(jié)，筆者在編寫時(shí)為自學(xué)作了更充分的考慮。電子課件為全書16章都配置了教案，并提出了使用方法，以及對(duì)每部分的教學(xué)建議和重點(diǎn)，這是在聽取眾多同行意見基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，使用中可按具體情況作選擇和修改。有兄弟院校老師評(píng)價(jià)前一版教材：“不但有利于在教學(xué)中對(duì)學(xué)生的能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)，而且也使采用本書的教師感到得心應(yīng)手”。期望第4版為教材使用者帶來同樣的感受。

內(nèi)容概要

　　本書一直作為清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系和電子類本科生必修課《微型機(jī)原理》的專用教材，并長(zhǎng)年被國(guó)內(nèi)400多所高等院校選用，發(fā)行70余萬冊(cè)，是一本廣受任課教師和學(xué)生好評(píng)的高水平教材。
　　第4版以Pentium為核心，系統(tǒng)講述了當(dāng)前最先進(jìn)的微型機(jī)技術(shù)。首先分析了CPU的原理結(jié)構(gòu)、總線周期、中斷機(jī)制、尋址方式和指令系統(tǒng)；然后闡述了存儲(chǔ)器管理技術(shù)和高速緩存技術(shù)；接著講解了微型機(jī)和外設(shè)之間的各種數(shù)據(jù)傳輸方式，其中，著重分析了中斷方式和DMA方式的工作原理和傳輸特點(diǎn)，并用較多篇幅講述微型機(jī)的接口技術(shù)，逐一講解了各關(guān)鍵接口部件以及多功能接口部件的原理和應(yīng)用；此后，講述了鍵盤和鼠標(biāo)技術(shù)、顯示技術(shù)、打印機(jī)技術(shù)、軟盤硬盤和光盤技術(shù)以及總線技術(shù)，特別對(duì)PCI總線技術(shù)進(jìn)行了重點(diǎn)講解；最后介紹了Pentium主機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)控制芯片組和BIOS作了透徹講述，由此使學(xué)生對(duì)微型機(jī)系統(tǒng)建立整體觀念。
　　在各章中，對(duì)重點(diǎn)技術(shù)都結(jié)合實(shí)例予以說明，并進(jìn)行歸納和總結(jié)，以利于讀者對(duì)微型機(jī)技術(shù)中最重要最關(guān)鍵的部分深入理解、牢固掌握和靈活應(yīng)用，同時(shí)，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)盡量闡述其設(shè)計(jì)思想和創(chuàng)新點(diǎn)，以啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
　　作者基于深厚的教學(xué)和科研功底，以一貫精益求精的科學(xué)作風(fēng)，對(duì)各章內(nèi)容的選擇、組織和表述進(jìn)行了精心考慮，特別注重符合初學(xué)者的認(rèn)知規(guī)律，對(duì)所有技術(shù)都講得條理清晰、深入淺出、通俗易懂。
　　本書可作為高等院校計(jì)算機(jī)系本科生和電子類本科生的教材；由于注意了盡量減少對(duì)其他專業(yè)課的依托性，所以，也完全可以作為非計(jì)算機(jī)專業(yè)教材；對(duì)于從事微型機(jī)技術(shù)研究和應(yīng)用的科研人員，本書也是一本內(nèi)容翔實(shí)、可讀性非常好的自學(xué)教材和參考書。如同清華大學(xué)有學(xué)生所評(píng)價(jià)，這是一本“價(jià)值大大高于價(jià)格的書”

作者簡(jiǎn)介

　　戴梅萼1946年出生，上海市人，1964年由上海中學(xué)人清華大學(xué)自動(dòng)控制系，1970年畢業(yè)，1981年獲清華大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位，現(xiàn)任清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授。自研究生畢業(yè)后，長(zhǎng)年從事微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的教學(xué)和科研。曾作為主要完成人或項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，由于出色完成”六五”、”七五”、”八五”、”九五”國(guó)家重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目而獲得電子部科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、電子部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、教育部科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)等多次重要獎(jiǎng)勵(lì)。作為第一作者或唯一作者編著了《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》、《JAVA問答式教程》和《汁算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》等多種教材，其中，配套專業(yè)教材《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》、《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用——習(xí)題與實(shí)驗(yàn)題集》、《微型機(jī)軟件硬件開發(fā)指南》第1版于1996年獲第三屆全國(guó)工科電子類優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，并被臺(tái)灣儒林圖書公司出版臺(tái)灣版發(fā)行于中國(guó)港澳臺(tái)地區(qū)和新加坡，第2版于2001年獲北京市教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，并獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)；第3版于2004年獲全國(guó)優(yōu)秀暢銷書金獎(jiǎng)，2005年評(píng)為北京市高等教育精品教材。本書長(zhǎng)年作為清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系本科生必修課教材和全校雙學(xué)位教材，并被國(guó)內(nèi)超過400所學(xué)校使用。以第一作者在國(guó)內(nèi)外會(huì)議和期刊發(fā)表科研論文50余篇。
　　史嘉權(quán)1940年出生，河北秦皇島市人，1965年畢業(yè)于清華大學(xué)自動(dòng)控制系，畢業(yè)后留校，開設(shè)多門專業(yè)課，任清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系教授。一直從事程序設(shè)計(jì)、微型機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的科研和教學(xué)，在國(guó)內(nèi)率先編寫了微型機(jī)匯編語言程序設(shè)計(jì)方面的教材并剖析了國(guó)外流行的微型機(jī)操作系統(tǒng)，率先研制了以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)通信系統(tǒng)和分布式異型機(jī)以太網(wǎng)絡(luò)語音、圖形、圖像實(shí)時(shí)傳輸系統(tǒng)。作為負(fù)責(zé)人完成了多個(gè)重要科研項(xiàng)目包括國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，因作出突出貢獻(xiàn)而獲得國(guó)家科技攻關(guān)榮譽(yù)證書，并作為第一獲獎(jiǎng)人獲得機(jī)電部科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、北京市科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)、北京地區(qū)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)評(píng)比一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)勵(lì)，作為第一完成人獲國(guó)家發(fā)明專利。作為唯一作者或第一、二作者編寫了《Z80匯編語言程序設(shè)計(jì)》、《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論》、《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》、《計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)教程——原理、技術(shù)及應(yīng)用》等教材，并翻譯了《微型計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)》（日譯中）、《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基礎(chǔ)教程》（英譯中）等教材，其中，《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》第1版獲第三屆全國(guó)工科電子類優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，第2版獲北京市教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)，第3版獲全國(guó)優(yōu)秀暢銷書金獎(jiǎng)并評(píng)為北京市高等教育精品教材。在國(guó)際會(huì)議和國(guó)內(nèi)雜志報(bào)刊共發(fā)表論文40多篇。

書籍目錄

第1章 微型計(jì)算機(jī)概述
1.1 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和發(fā)展
1.2 微型計(jì)算機(jī)的分類
1.3 微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
1.3.1 微處理器
1.3.2 微型計(jì)算機(jī)
1.3.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
1.4 微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
1.5 微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)
第2章 16位和32位微處理器
2.1 16位微處理器80
2.1.1 8086的編程結(jié)構(gòu)
2.1.2 8086的引腳信號(hào)和工作模式
2.1.3 8086的操作和時(shí)序
2.1.4 8086的存儲(chǔ)器編址和I/O編址
2.2 32位微處理器Pentium的先進(jìn)技術(shù)
2.3 Pentium的指令流水線技術(shù)
2.4 Pentium的工作方式
2.5 Pentium的原理結(jié)構(gòu)
2.6 Pentium的寄存器和相關(guān)機(jī)制
2.6.1 基本寄存器組
2.6.2 段寄存器和描述符以及保護(hù)方式的尋址機(jī)制
2.6.3 系統(tǒng)寄存器組
2.6.4 浮點(diǎn)寄存器組
2.7 Pentium的主要信號(hào)
2.8 Pentium的總線狀態(tài)
2.9 Pentium的總線周期
2.10 Pentium的中斷
2.10.1 Pentium的中斷機(jī)制
2.10.2 中斷描述符表
2.11 Pentium的保護(hù)技術(shù)
2.11.1 段頁(yè)兩級(jí)保護(hù)機(jī)制
2.11.2 程序運(yùn)行中的保護(hù)
2.12 Pentium系列微處理器的技術(shù)發(fā)展
2.13 Itanium微處理器概述
第3章 Pentium的指令系統(tǒng)
3.1 Pentium的尋址方式
3.1.1 立即數(shù)尋址
3.1.2 寄存器尋址
3.1.3 輸入/輸出端口尋址
3.1.4 存儲(chǔ)器尋址
3.2 Pentium的指令系統(tǒng)
3.2.1 傳送指令
3.2.2 算術(shù)運(yùn)算指令
3.2.3 邏輯運(yùn)算和移位指令
3.2.4 串操作指令
3.2.5 調(diào)用/轉(zhuǎn)移/循環(huán)控制/中斷指令
3.2.6 標(biāo)志操作和處理器控制指令
3.2.7 條件測(cè)試和字節(jié)設(shè)置指令
3.2.8 位處理指令
3.2.9 系統(tǒng)管理指令
3.2.10 支持高級(jí)語言的指令
3.3 匯編語言中的標(biāo)記、表達(dá)式和偽指令
3.3.1 匯編語言概況
3.3.2 標(biāo)記
3.3.3 表達(dá)式
3.3.4 語句
3.3.5 偽指令
第4章 存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)管理和高速緩存技術(shù)
4.1 存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器件
4.1.1 存儲(chǔ)器的分類
4.1.2 微型計(jì)算機(jī)內(nèi)存的行列結(jié)構(gòu)
4.1.3 選擇存儲(chǔ)器件的考慮因素
4.1.4 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM
4.1.5 只讀存儲(chǔ)器ROM
4.2 存儲(chǔ)器的連接
4.2.1 存儲(chǔ)器和CPU的連接考慮
4.2.2 片選信號(hào)的產(chǎn)生方法
4.2.3 SRAM和DRAM的連接舉例
4.2.4 存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度擴(kuò)充和字節(jié)數(shù)擴(kuò)充
4.3 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的體系結(jié)構(gòu)
4.3.1 層次化的存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)
4.3.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織
4.4 Pentium的虛擬存儲(chǔ)機(jī)制和片內(nèi)兩級(jí)存儲(chǔ)管理
4.4.1 虛擬存儲(chǔ)技術(shù)和三類地址
4.4.2 分段管理
4.4.3 段選擇子、段描述符和段描述符表
4.4.4 邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址
4.4.5 分頁(yè)管理
4.4.6 線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址
4.4.7 轉(zhuǎn)換檢測(cè)緩沖器TLB
4.5 高檔微機(jī)系統(tǒng)中的高速緩存技術(shù)
4.5.1 Cache概述
4.5.2 Cache的組織方式
4.5.3 Cache的數(shù)據(jù)更新方法
4.5.4 Cache控制器82385
4.5.5 Pentium的兩級(jí)Cache組織
4.5.6 影響Cache性能的因素
第5章 微型計(jì)算機(jī)和外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸
5.1 為什么要用接口
5.2 CPU和輸入/輸出設(shè)備之間的信號(hào)
5.2.1 數(shù)據(jù)信息
5.2.2 狀態(tài)信息
5.2.3 控制信息
5.3 接口部件的I/O端口
5.4 接口的功能以及在系統(tǒng)中的連接
5.4.1 接口的功能
5.4.2 接口與系統(tǒng)的連接
5.5 CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式
5.5.1 程序方式
5.5.2 中斷方式
5.5.3 DMA方式
5.5.4 輸入/輸出過程中涉及的幾個(gè)問題
5.5.5 接口部件和多字節(jié)數(shù)據(jù)總線的連接
5.5.6 接口部件和地址總線的錯(cuò)位連接
第6章 串并行通信和接口技術(shù)
6.1 串行接口和串行通信
6.1.1 串行通信涉及的幾個(gè)問題
6.1.2 串行接口
6.2 可編程串行通信接口8251A
6.2.1 8251A的基本性能
6.2.2 8251A的基本工作原理
6.2.3 8251A的對(duì)外信號(hào)
6.2.4 8251A的編程
6.2.5 8251A編程舉例
6.2.6 8251A的使用實(shí)例
6.3 并行通信和并行接口
6.4 可編程并行通信接口8255A
6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
6.4.2 8255A的芯片引腳信號(hào)
6.4.3 8255A的控制字
6.4.4 8255A的工作方式
6.4.5 8255A的應(yīng)用舉例
第7章 中斷控制器
7.1 8259A的引腳信號(hào)、編程結(jié)構(gòu)和工作原理
7.1.1 8259A的外部信號(hào)和含義
7.1.2 8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理
7.2 8259A的工作方式
7.3 8259A的初始化命令字和初始化流程
7.3.1 8259A的初始化命令字
7.3.2 8259A的初始化流程
7.4 8259A的操作命令字
7.5 8259A使用舉例
7.6 多片8259A組成的主從式中斷系統(tǒng)
第8章 DMA控制器
8.1 DMA控制器概要
8.2 DMA控制器8237A的編程結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)
8.2.1 8237A的編程結(jié)構(gòu)
8.2.2 8237A的對(duì)外連接信號(hào)
8.2.3 8237A工作時(shí)各信號(hào)的配合
8.3 8237A的工作模式和模式寄存器
8.3.1 8237A的工作模式
8.3.2 8237A的模式寄存器
8.4 8237A的工作時(shí)序
8.5 8237A的控制寄存器和狀態(tài)寄存器
8.6 8237A各寄存器對(duì)應(yīng)的端口地址
8.7 8237A的編程和使用
第9章 計(jì)數(shù)器/定時(shí)器和多功能接口芯片
9.1 可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器的工作原理
9.2 8253/8254的編程結(jié)構(gòu)和外部信號(hào)
9.2.1 8253/8254的編程結(jié)構(gòu)
9.2.2 8253/8254的外部信號(hào)
9.3 8253/8254的控制字和狀態(tài)字
9.3.1 8253/8254控制寄存器和控制字
9.3.2 8254的狀態(tài)寄存器和狀態(tài)字
9.4 8253/8254的編程命令
9.5 8253/8254的工作模式
9.6 8253/8254應(yīng)用舉例
9.7 32位微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的多功能接口芯片82380
9.7.1 多功能接口芯片82380的組成和信號(hào)
9.7.2 82380和CPU的連接
第10章 模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換
10.1 概述
10.2 數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器
10.2.1 D/A轉(zhuǎn)換的原理
10.2.2 D/A轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)
10.2.3 D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的工作方式和應(yīng)用
10.3 模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器
10.3.1 A/D轉(zhuǎn)換涉及的參數(shù)
10.3.2 A/D轉(zhuǎn)換的方法和原理
10.3.3 A/D轉(zhuǎn)換器和系統(tǒng)連接時(shí)要考慮的問題
10.3.4 A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809以及用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果
10.3.5 A/D轉(zhuǎn)換器AD570以及用查詢或等待方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果
10.3.6 12位A/D轉(zhuǎn)換器ADC1210和系統(tǒng)的連接
第11章 鍵盤和鼠標(biāo)
11.1 鍵盤的基本原理結(jié)構(gòu)
11.2 鍵的識(shí)別——行掃描法
11.3 鍵的識(shí)別——行反轉(zhuǎn)法
11.4 抖動(dòng)和重鍵問題的解決
11.5 微型機(jī)的鍵盤子系統(tǒng)
11.5.1 擴(kuò)展鍵盤和鍵盤控制器
11.5.2 主機(jī)的鍵盤接口電路
11.6 鍵盤中斷處理程序
11.6.1 09H鍵盤中斷處理程序
11.6.2 16H鍵盤中斷處理程序
11.7 鍵盤緩沖區(qū)
11.8 鼠標(biāo)
11.8.1 鼠標(biāo)的工作原理、連接方式和數(shù)據(jù)格式
11.8.2 鼠標(biāo)的驅(qū)動(dòng)程序及其功能調(diào)用
第12章 顯示器的工作原理和接口技術(shù)
12.1 CRT顯示器和光柵掃描
12.2 液晶顯示器LCD的工作原理
12.2.1 液晶顯示器的特點(diǎn)和性能指標(biāo)
12.2.2 液晶顯示器的工作原理
12.3 顯示適配器
12.3.1 顯示適配器的性能
12.3.2 顯示適配器的種類
12.3.3 彩色顯示適配器的功能模塊
12.4 顯示系統(tǒng)的字符模式和圖形模式
12.5 顯示存儲(chǔ)器的組織方式
12.6 顯示驅(qū)動(dòng)程序
12.7 高速圖形適配器連接端口AGP
第13章 打印機(jī)的工作原理和接口技術(shù)
13.1 概述
13.2 打印機(jī)的指標(biāo)和性能
13.3 針式打印機(jī)的工作原理
13.4 噴墨打印機(jī)的工作原理
13.5 激光打印機(jī)的工作原理
13.6 關(guān)于打印機(jī)適配器
13.7 打印機(jī)和主機(jī)的連接
13.7.1 打印機(jī)采用并行方式連接主機(jī)
13.7.2 打印機(jī)采用串行方式連接主機(jī)
第14章 軟盤、硬盤和光盤子系統(tǒng)
14.1 軟盤子系統(tǒng)
14.2 硬盤子系統(tǒng)
14.2.1 硬盤驅(qū)動(dòng)器
14.2.2 硬盤控制器
14.2.3 硬盤驅(qū)動(dòng)程序
14.2.4 硬盤安全性和數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)
14.3 光盤子系統(tǒng)
14.3.1 光盤的特點(diǎn)和類型
14.3.2 光盤讀/寫原理
第15章 總線
15.1 總線的分類和性能指標(biāo)
15.2 PCI的特點(diǎn)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
15.2.1 PCI的概況和特點(diǎn)
15.2.2 PCI的層次化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
15.3 PCI的信號(hào)
15.4 PCI的命令類型
15.5 PCI的中斷和中斷響應(yīng)
15.6 PCI的編址
15.7 PCI的數(shù)據(jù)傳輸
15.7.1 PCI數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P(guān)要點(diǎn)
15.7.2 PCI的單數(shù)據(jù)讀/寫操作
15.7.3 PCI的突發(fā)傳輸
15.8 PCI的64位擴(kuò)展傳輸
15.8.1 64位傳輸?shù)南嚓P(guān)信號(hào)和規(guī)則
15.8.2 64位數(shù)據(jù)32位地址的傳輸——數(shù)據(jù)擴(kuò)展
15.8.3 32位數(shù)據(jù)64位尋址的雙地址期傳輸——地址擴(kuò)展
15.8.4 主設(shè)備啟動(dòng)64位數(shù)據(jù)64位尋址的擴(kuò)展傳輸
15.9 PCI的配置機(jī)制
15.9.1 配置空間的功能和結(jié)構(gòu)
15.9.2 基本配置空間的結(jié)構(gòu)
15.9.3 配置空間基址寄存器的特點(diǎn)和操作
15.9.4 配置空間的訪問
15.10 PCI的仲裁
15.11 PCI兼容的局部總線
15.11.1 局部總線ISA
15.11.2 局部總線EISA
15.12 外部總線
15.12.1 外部總線IDE和EIDE
15.12.2 外部總線SCSI
15.12.3 外部總線RS-232-C
15.12.4 通用串行總線USB
第16章 Pentium微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
16.1 Pentium微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
16.2 Pentium微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的BIOS
16.3 Pentium微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制芯片組
16.3.1 北橋-南橋式控制芯片組及相關(guān)的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
16.3.2 MCH-ICH集中式控制芯片組及相關(guān)的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
16.4 Pentium的系統(tǒng)配置和主機(jī)板
16.4.1 Pentium的系統(tǒng)配置
16.4.2 Pentium主機(jī)板的結(jié)構(gòu)
16.4.3 Pentium主機(jī)板的部件
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

那么，怎樣從一個(gè)較長(zhǎng)的程序巾分離出一個(gè)較短的存在問題的程序段呢？這就是斷點(diǎn)中斷要解決的問題。當(dāng)調(diào)試一個(gè)用戶程序時(shí)。一般把編寫的程序分為幾個(gè)程序段，每個(gè)程序段都應(yīng)達(dá)到一個(gè)預(yù)期的功能。比如說，程序從100H開始，到200H處應(yīng)該完成一個(gè)多字節(jié)加法運(yùn)算。那么在調(diào)試時(shí)，可在程序所要求的單元中設(shè)置幾個(gè)初值，然后計(jì)程序運(yùn)行到200H處停下來，看看運(yùn)算結(jié)果是否正確。為了做到這一點(diǎn)，就必須在200H處設(shè)置一個(gè)斷點(diǎn)。設(shè)置斷點(diǎn)的過程，實(shí)際上就是在用戶程序的指定點(diǎn)用斷點(diǎn)中斷指令I(lǐng)NT3來代替用戶程序的原有指令，同時(shí)把用戶程序的原有指令保存起來，這樣，當(dāng)此后運(yùn)行到斷點(diǎn)位置時(shí)，便會(huì)執(zhí)行指令I(lǐng)NT3。執(zhí)行INT3指令時(shí)，將使cPU進(jìn)入類型為3的中斷處理程序。和其他軟件中斷進(jìn)入過程一樣，此時(shí)cPU要保存標(biāo)志寄存器的值，清除當(dāng)前標(biāo)志寄存器中的TF和IF，然后保存斷點(diǎn)地址，從而進(jìn)入中斷處理程序。斷點(diǎn)中斷處理程序的主要功能就是顯示一系列寄存器的值，并給出一些重要信息。程序員由此可判斷在斷點(diǎn)前的用戶程序運(yùn)行是否正常。此外，斷點(diǎn)中斷處理程序還負(fù)責(zé)恢復(fù)進(jìn)入中斷以前在用戶程序中被INT3所替換掉的那條指令；在中斷返回之前，還必須修改堆棧中的斷點(diǎn)地址，以便正確返回到曾被替換掉的那條指令所在的單元。如果不修改斷點(diǎn)地址，返回時(shí)指令指針將指向被替換掉的指令的下一個(gè)單元，也就是說，將少執(zhí)行一條指令。執(zhí)行斷點(diǎn)中斷處理程序以后，CS和EIP（或1P）指向用戶程序的下一條指令，cPu則處于調(diào)試程序狀態(tài)。此時(shí)，可在用戶程序中設(shè)置下一個(gè)斷點(diǎn)，繼續(xù)程序的調(diào)試。Pentium系統(tǒng)也允許一次設(shè)置多個(gè)斷點(diǎn)，這樣，在調(diào)試用戶程序過程中，會(huì)自動(dòng)在第1個(gè)斷點(diǎn)處、第2個(gè)斷點(diǎn)處……停下，以便程序員檢查運(yùn)行結(jié)果。類型為4的中斷稱為溢出中斷。為什么要有溢出中斷這個(gè)功能呢？前面講到，對(duì)于無符號(hào)數(shù)和有符號(hào)數(shù)的乘法指令和除法指令是各不相同的，但是對(duì)這兩類數(shù)據(jù)的加法指令以及減法指令是相同的。在某些情況下，無符號(hào)數(shù)的加、減運(yùn)算和有符號(hào)數(shù)的加、減運(yùn)算都可能造成溢出。所謂溢出，就是超出了數(shù)據(jù)的規(guī)定范圍。對(duì)于無符號(hào)數(shù)來說，產(chǎn)生溢出并不是什么錯(cuò)誤，這種情況下的溢出實(shí)際上是低位字節(jié)、字或雙字運(yùn)算時(shí)往高位產(chǎn)生了進(jìn)位或借位。但對(duì)于有符號(hào)數(shù)來說，產(chǎn)生溢出就意味著出現(xiàn)了錯(cuò)誤，所以應(yīng)該避免，或一旦產(chǎn)生便能立即發(fā)現(xiàn)。在講算術(shù)運(yùn)算指令時(shí)進(jìn)行過分析，即如果運(yùn)算過程使CF為1，則表示無符號(hào)數(shù)運(yùn)算產(chǎn)生溢出，這是允許的；如果運(yùn)算過程使OF為1，則表示有符號(hào)數(shù)運(yùn)算產(chǎn)生溢出，這就說明有了錯(cuò)誤。從另一方面說，如果是對(duì)無符號(hào)數(shù)進(jìn)行處理，這時(shí)也可能會(huì)使OF為1，但不是什么錯(cuò)誤。如果這是對(duì)有符號(hào)數(shù)進(jìn)行處理，那就意味著出錯(cuò)了，如不能及時(shí)處理，再往下運(yùn)行程序，結(jié)果就沒有意義。

編輯推薦

《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材 《市場(chǎng)調(diào)查與預(yù)測(cè)》第1版獲全國(guó)工科電子類優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)，第2版獲北京市教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，國(guó)家級(jí)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。第3版在在152家出版社送評(píng)的902種教材中，獲全國(guó)優(yōu)秀暢銷書金獎(jiǎng)，這是獲得這個(gè)獎(jiǎng)的10本圖書中唯一的計(jì)算機(jī)類教材，也是清華大學(xué)出版社送審的唯一獲得金獎(jiǎng)的圖書。 清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材這套教材已伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展茁壯成長(zhǎng)了二十余年，獲得了國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)優(yōu)秀教材特等獎(jiǎng)等29項(xiàng)部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)，被幾百所高校選作教材。教學(xué)效果非常好?，F(xiàn)經(jīng)修訂和增加新品種、新內(nèi)容，基本涵蓋了本科生和碩士研究生的主要課程。這套系列教材體系完整、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、理論結(jié)合實(shí)際、注重素質(zhì)培養(yǎng)。這是清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系本科生和全校計(jì)算機(jī)雙學(xué)位學(xué)生的必修課《微型機(jī)原理》的專用教材。長(zhǎng)年被國(guó)內(nèi)400多所高校選作教材，并被臺(tái)灣儒林圖書公司印刷臺(tái)灣版發(fā)行于臺(tái)港澳地區(qū)和新加坡，也被這些地區(qū)的一些學(xué)校選為教材。在選材、內(nèi)容組織和講述中非常注重認(rèn)知規(guī)律，用通俗易懂的語言透徹講述了一系列重要的微機(jī)技術(shù)，特別可貴的是，基于作者長(zhǎng)年的教學(xué)和科研工作，以及與Intel公司多年技術(shù)上的直接聯(lián)系，《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》在國(guó)內(nèi)外首次準(zhǔn)確地剖析和闡明了多個(gè)精巧而重要技術(shù)的由來、設(shè)計(jì)方法和優(yōu)化思路，由此，一直受到廣大讀者的高度好評(píng)，有學(xué)生在扉頁(yè)上寫了這樣的話：”一本價(jià)值大大高于價(jià)格的書”。《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》有配套教材《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用一一習(xí)題、實(shí)驗(yàn)題和綜合訓(xùn)練題集》和《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用——微型機(jī)軟件硬件開發(fā)指南》，前一《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》的習(xí)題針對(duì)《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》相應(yīng)章節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)驗(yàn)題則針對(duì)微型機(jī)技術(shù)中最重要和實(shí)用的內(nèi)容，另外，提供了一套綜合訓(xùn)l練題集，使教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)更加切合日新月異的技術(shù)發(fā)展情況，最后附有兩份模擬試卷及其答案；后一《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》對(duì)前一《微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用》中的全部實(shí)驗(yàn)題給出了加注釋的源程序，這些程序都經(jīng)過調(diào)試和運(yùn)行，其目的是為學(xué)習(xí)者提供一種參考，他們由此可作出更精良更有創(chuàng)意的設(shè)計(jì)。有配套的電子教學(xué)課件用以協(xié)助教學(xué)，此課件基于許多兄弟院校同行的意見和建議而設(shè)計(jì)，含64學(xué)時(shí)年1348學(xué)時(shí)兩種教案，針對(duì)每章內(nèi)容列出了重點(diǎn)，并提出教學(xué)建議。

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