微型計算機原理與應用

前言

　　本教材第二版2001年獲得國家級教學成果二等獎。編者非常感謝選用本教材的老師和同學。這次再版是在新的指導思想基礎上修改完成的?！　【幷咴诘谝?、二版時為教材設定的目標是“涵蓋在匯編語言層次上全面應用IBMPC／XT微機系統(tǒng)全部必需知識”。這個目標落實到具體，就是能夠用8086CPU、存儲器芯片和其它邏輯電路或組件設計組裝專用的單板機；能夠為各種應用編制優(yōu)質的匯編語言程序；能夠有效利用系統(tǒng)提供的常規(guī)輸入輸出接口設備和開發(fā)專用的接口來連接專用的外部設備。這個目標在當時是達到了的。之所以這個目標能夠達到，是因為IBMPC／XT系統(tǒng)比較簡單，那幾項具體目標涉及的知識點相對較少，學生可以在兩個學期里學會并掌握?！　”窘滩某醢嬷两褚呀?0年，現(xiàn)在情況改變了?？茖W技術的發(fā)展使得微機系統(tǒng)的功能越來越強，在無數(shù)的系統(tǒng)軟件支持下應用越來越方便。但今天的微機系統(tǒng)比IBMPC／XT復雜多了，所涉及的知識范圍太寬了。比如說CPU，要把奔騰4的CPU指令系統(tǒng)的全部指令功能和涉及的概念講清楚得用相當多的時間；主機板上的芯片組，Intel公司為它生產的每個產品提供的原始的應用資料就有數(shù)百頁；主機板與外界連接的總線從ISA一種變成多種，每種總線的協(xié)議文本至少數(shù)十頁。當然還有更多方面的改變。面對這些改變，如果仍然把教材目標定位于在匯編語占層次上全面應用微機系統(tǒng)，則既不現(xiàn)實，也無必要。所以無論教材還是課程都應該改革，重新確立目標。

內容概要

　　《微型計算機原理與應用（第3版）》是為高校電子信息類專業(yè)大學本科“微型計算機原理與應用”課程編寫的教材。本版書中在一些基本原理部分以8086CPU為例，但在很多組成部件的討論上則反映了當前高檔微機的水平，避免教材內容與當前實際脫節(jié)，這是第三版的特點。
　　本版書新增加了“現(xiàn)代微機系統(tǒng)的主機板”一章，討論了系統(tǒng)中起核心作用的芯片組；在存儲器部分增加了“存儲器層次體系結構”和“主存儲器的組織”內容，以反映現(xiàn)代存儲器的特點；在輸入輸出接口部分，則增加討論以“北橋”、“南橋”芯片支持的多種總線輸入輸出體系結構，取代單一的ISA總線體系結構?？紤]到課程教學時數(shù)的限制，應出版社的要求，此次再版刪減了許多內容的細節(jié)。
　　《微型計算機原理與應用（第3版）》共9章。前五章（“微型計算機系統(tǒng)概述”、“微機系統(tǒng)中的微處理器”、“IBMPC匯編語言程序設計”、“微處理器8086的總線結構和時序”、“存儲器系統(tǒng)”）側重原理，每。章的討論都在基本原理基礎上，介紹了當前系統(tǒng)的發(fā)展情況。第6章“現(xiàn)代微機系統(tǒng)的主機板”起著“承上啟下”的作用?！俺猩稀?，以芯片組為核心的討論，將加深整機的系統(tǒng)概念；“啟下”，為輸入輸出接口的討論打下基礎。第7、8章“輸入輸出接口”增加了現(xiàn)代微機的多種總線內容。第9章“高檔微機中虛擬存儲、多任務和保護原理”內容較難，可以作為選教內容。

書籍目錄

第1章 微型計算機系統(tǒng)概述
1．1 微型計算機系統(tǒng)的硬件組成和基本工作機理
1．1．1 微機系統(tǒng)中的微處理器
1．1．2 芯片組和總線組織
1．1．3 隨機存儲器RAM和只讀存儲器ROM
1．1．4 RT／CMOSRAM和BIOS
1．1．5 輸入輸出接口板
1．1．6 微型計算機的基本工作機理
1．2 微型計算機的軟件和操作系統(tǒng)
1．2．1 DOS的功能和結構
1．2．2 系統(tǒng)的啟動和DOS裝入內存
1．2．3 Windows與DOS的主要區(qū)別和特點
小結
習題一
第2章 微機系統(tǒng)中的微處理器
2．1 8086的內部結構
2．2 8086的寄存器結構
2．2．1 通用寄存器組
2．2．2 段寄存器組
2．2．3 控制寄存器組
2．3 8086的存儲器組織
2．3．1 存儲器地址空間和數(shù)據(jù)存儲格式
2．3．2 存儲器的分段和物理地址的形成
2．3．3 信息的分段存儲與段寄存器的關系
2．4 8086的I／O組織
2．5 8086的尋址方式
2．5．1 數(shù)據(jù)尋址方式
2．5．2 轉移地址的尋址方式
2．6 高檔微處理器的寄存器結構和存儲器組織簡介
2．6．1 高檔微處理器的寄存器結構
2．6．2 高檔微處理器的訪問存儲器機制
小結
習題二
第3章 IBMPC匯編語言程序設計
3．1 基本概念
3．1．1 匯編語言與機器語言
3．1．2 匯編語言語句的組成
3．1．3 常數(shù)與表達式
3．1．4 標號、變量及偽指令
3．1．5 屬性操作符及表達式
3．2 Intel80x86系列CPU指令系統(tǒng)
3．2．1 數(shù)據(jù)傳送類指令
3．2．2 算術運算類指令
3．2．3 邏輯運算類指令
3．2．4 移位指令和循環(huán)移位指令
3．2．5 位測試指令
3．2．6 處理器控制指令與標志處理指令
3．3 匯編語言程序設計的基本方法
3．3．1 匯編語言程序設計的基本步驟
3．3．2 IBMPC匯編語言源程序的完整結構及偽指令
3．3．3 分支程序設計
3．3．4 循環(huán)程序設計
3．3．5 子程序設計
3．3．6 DOS系統(tǒng)功能調用
3．3．7 字符串處理
3．4．匯編語言程序上機過程
小結
習題三
第4章 微處理器8086的總線結構和時序
4．1 8086的微處理器級總線和系統(tǒng)總線
4．1．1 兩種工作方式公用引腳定義
4．1．2 最小方式下引腳定義和系統(tǒng)總線結構
4．1．3 最大方式下引腳定義和系統(tǒng)總線結構
4．2 8086系統(tǒng)總線時序
4．2．1 最小方式系統(tǒng)總線周期時序
4．2．2 最大方式系統(tǒng)總線周期時序
小結
習題四
第5章 存儲器系統(tǒng)
5．1 存儲器原理
5．1．1 存儲器的分類
5．1．2 SRAM的基本原理
5．1．3 DRAM的基本原理
5．1．4 EEPROM和快閃存儲器
5．1．5 高速緩沖存儲器(Cache)
5．2 存儲系統(tǒng)的層次組織
5．3 主存儲器的組織
5．3．1 概況
5．3．2 內存芯片
5．3．3 存儲器條和通道組織
5．3．4 SPD和存儲器條的主要參數(shù)
5．4 磁盤存儲器
小結
習題五
第6章 現(xiàn)代微機系統(tǒng)的主機板
6．1 主機板的結構
6．2 芯片組
6．2．1 北橋芯片和相關總線
6．2．2 南橋芯片
6．3 CMOSRAM和ROMBIOS
6．3．1 CMOSRAM
6．3．2 ROMBIOS
6．3．3 系統(tǒng)設置介紹
小結
習題六
第7章 輸入輸出接口(1)
7．1 輸入輸出接口基礎
7．1．1 輸入輸出的基本方式
7．1．2 輸入輸出接口的基本結構
7．1．3 I／O指令需要的接口邏輯和端口地址分配
7．2 中斷系統(tǒng)
7．2．1 微處理器的中斷功能
7．2．2 外中斷控制邏輯和中斷控制芯片8259A
7．2．3 中斷系統(tǒng)應用
7．3 DMA傳送和DMA控制器8237
7．3．1 DMA傳送的基本原理
7．3．2 DMA控制器8237介紹
7．4 總線與接口標準
7．4．1 ISA總線
7．4．2 PCI總線
7．4．3 通用外設接口標準USB
7．5 主機板上的定時計數(shù)邏輯
7．5．1 定時，計數(shù)器8253／8254
7．5．2 定時計數(shù)邏輯的應用
7．6 鍵盤接口及應用
7．6．1 8042的邏輯組成及功能
7．6．2 鍵盤中斷服務程序的基本功能
7．6．3 鍵盤輸入的BIOS調用
小結
習題七
第8章 輸入輸出接口(2)
8．1 并行打印機接口
8．1．1 接口信號和操作過程
8．1．2 打印接口的邏輯組成
8．1．3 打印機接口的編程
8．2 串行通信接口
8．2．1 串行通信接口標準
8．2．2 異步串行通信接口芯片8250
8．3 顯示系統(tǒng)及編程應用
8．3．1 顯示系統(tǒng)的組成
8．3．2 顯示方式
8．3．3 調用BIOS進行顯示編程
8．4．硬盤接口和磁盤編程介紹
8．4．1 硬盤接口方式
8．4．2 磁盤文件存儲
8．4．3 磁盤文件管理
8．5 鼠標編程
8．5．1 鼠標的基本工作原理及特性參數(shù)
8．5．2 INT33H功能調用
小結
習題八
第9章 高檔微機中虛擬存儲、多任務和保護原理
附錄A ASCII編碼表
附錄B DOS功能調用匯總表(INT21H)
附錄C BIOS調用匯總表
附錄D 宏匯編MASM的使用
附錄E 連接程序LINK的使用
附錄F 調試程序DEBUG的使用
參考文獻

章節(jié)摘錄

　　直接用表示指令的二進制代碼編程，稱為用機器碼語言編程。為了便于記憶和書寫，每條指令的二進制代碼可用一組字母或符號表示，用字母或符號表示的指令編程稱為用匯編語言編程。用匯編語言編的程序最終必須變換成機器碼語言程序才能在計算機內執(zhí)行。在計算機內，任何信息都必須以二進制代碼形式存在。不難想象，高級語言程序中的一條語句的功能都是靠若干條指令的程序段完成的?！　。?）機器碼指令排出的程序在準備執(zhí)行時，必須存儲于存儲器中。程序存儲于存儲器中，而不是臨時由人工把一條條指令輸入計算機，這一點成為計算機之所以有很強功能的關鍵之一。這是因為以電子速度從存儲器中取出指令要比人工輸入指令快很多很多。許多計算器沒有存儲程序的功能，在計算一個長的算術式時，要人工‘步一步打入“指令”，這就是計算器與計算機的重要區(qū)別之。　　2．計算機的基本操作過程　　建立了指令和程序的概念之后，不難總結出計算機的基本工作機理。計算機的工作就是運行程序，未運行程序的計算機就是未工作或“未上班”的計算機。在正常情況下，一臺微機的電源一接通，就開始運行某種程序，這是應該牢牢記住的概念。所謂運行程序，就是這樣一個連續(xù)的過程：逐條地從存儲器中取出程序中的指令并執(zhí)行指令規(guī)定的操作?！　⊥櫱懊嬗懻摰奈⑿蜋C硬件組成不難看出，計算機的硬件是實現(xiàn)上述過程的基礎。存儲器既存儲程序又存儲數(shù)據(jù)。微處理器逐條地從存儲器中取出程序中的指令碼，把指令碼變換成控制信號序列，將控制信號發(fā)向有關的部件，控制完成指令規(guī)定的操作。指令的操作可能是某種運算，也可能是從存儲器的數(shù)據(jù)區(qū)取來某個數(shù)據(jù)或向某個存儲單元存入一個數(shù)據(jù)，也可能是與某個外部設備之問傳送數(shù)據(jù)。

編輯推薦

《微型計算機原理與應用(第3版)》是為電子工程、信息工程、自動控制和工業(yè)自動化等專業(yè)本科生“微型計算機原理與應用”課編寫的教材。以前該課程的內容主要以Z80為代表的8位微處理器和微機系統(tǒng)為主。本書則改為8086/8088微處理器為代表的16位微處理器和IBM PC微機系統(tǒng)。這是教材內容的一次大更新。    根據(jù)編者多年教學實踐的體會，確定編寫本教材的指導思想是突出面向教學和面向應用。全書由王永山主編。

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