微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）

中國水利水電出版社

【作者】何超主編徐昊副主編

【I S B N 】978-7-5084-4662-2

【責(zé)任編輯】郭東青

【適用讀者群】高職高專

【出版時(shí)間】2007-06-01

【開本】16開

【裝幀信息】平裝（光膜）

【版次】第2版

【頁數(shù)】284

【千字?jǐn)?shù)】

【印張】

【定價(jià)】￥26

【叢書】普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材 21世紀(jì)高職高專新概念教材

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《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用（第二版）》是高等學(xué)校工科電類各專業(yè)，特別是計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)大學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，目的在于讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際理解與掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理、各類接口部件的功能，以及如何與系統(tǒng)連接構(gòu)建微機(jī)系統(tǒng)等方面的知識，使學(xué)生具有微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力。

全書共8章，主要內(nèi)容包括：概述、微處理器、微型計(jì)算機(jī)的尋址方式和指令系統(tǒng)、匯編語言初步、總線和主板、存儲器、中斷系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)等。注重典型電路和芯片的介紹，注重實(shí)踐技能的培養(yǎng)和分析問題解決問題能力的培養(yǎng)。

本書內(nèi)容簡而精。敘述啟發(fā)式，邏輯線索簡明、清晰、合理；物理概念清楚，深入淺出；語言生動(dòng)流暢，通俗易懂；圖表精選，說明性強(qiáng)。為了便于使用，本書還配有實(shí)驗(yàn)與習(xí)題解答輔導(dǎo)書。

本書適合高職高專計(jì)算機(jī)專業(yè)類、電子類和電氣自動(dòng)化類的學(xué)生使用，也可供與信息類相關(guān)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生選用，還可供廣大初、中等工程技術(shù)人員和對計(jì)算機(jī)硬件愛好的讀者自學(xué)參考。

從第一版到現(xiàn)在，轉(zhuǎn)瞬已是六年。感謝廣大讀者的支持，本書進(jìn)入了“普通高等教育‘十一五’國家級規(guī)劃教材”系列。短短六年，計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展給我們帶來莫大的喜悅，也給本書第二版的編者帶來了巨大的困難。

微型機(jī)迅速普及和發(fā)展，幾乎每隔幾年就有一個(gè)重大變化，最近十年更是處于加速發(fā)展階段。目前微型機(jī)的性能已達(dá)到或超過以前的大中型機(jī)，廣泛應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、辦公自動(dòng)化、工程控制、輔助系統(tǒng)、仿真等諸多領(lǐng)域。

《微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》是高等學(xué)校工科電類各專業(yè)，特別是計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)大學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，目的是讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，理解與掌握微型計(jì)算機(jī)的基本組成、工作原理和各類接口部件的功能，以及如何與系統(tǒng)連接構(gòu)建微機(jī)系統(tǒng)等方面的知識，使學(xué)生具有微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力。本書按照高職高專及應(yīng)用型本科教學(xué)大綱的要求和教學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行編寫。

為了給讀者奉獻(xiàn)一本高質(zhì)量的教材，在編寫中我們努力保持原書的優(yōu)點(diǎn)并堅(jiān)持以下幾個(gè)原則：

? 努力追蹤微機(jī)快速發(fā)展的歷程，努力反映計(jì)算機(jī)科技的最新成果。讀者可以從每一章中看到這一點(diǎn)。

? 以應(yīng)用為目的，刪繁就簡，突出重點(diǎn)，內(nèi)容少而精。加強(qiáng)基本概念和基本分析方法的介紹；密切結(jié)合計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)際。

? 敘述啟發(fā)式，邏輯線索簡明、清晰、合理；物理概念清楚，深入淺出；語言生動(dòng)流暢，通俗易懂；注重典型電路和芯片的介紹。

? 注重實(shí)踐技能的培養(yǎng)和分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)。

? 圖表精選，說明性強(qiáng)。

本書共分為8章，主要內(nèi)容如下：

第1章介紹計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用，微型計(jì)算機(jī)的基本組成，微型計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼和字符的表示等內(nèi)容。第2章介紹CPU。由于計(jì)算機(jī)科技的飛躍發(fā)展，CPU的結(jié)構(gòu)和工作原理越來越復(fù)雜，為此，我們只有從最簡單的最容易說明其工作原理的典型芯片8086/8088微處理器說起，然后敘述了CPU發(fā)展的輝煌的歷程，討論了CPU發(fā)展的潮流（諸如超標(biāo)量流水線技術(shù)、指令分支預(yù)測技術(shù)、Pentium Pro的亂序執(zhí)行、RISC、SIMD以及MMX、SSE（SSE2）、雙核、64位新體系等新理論和新技術(shù)等）和未來。第3章討論微型計(jì)算機(jī)的尋址方式和指令系統(tǒng)。第4章討論匯編語言初步。第5章討論總線與主板，介紹主板結(jié)構(gòu)的新變化和新技術(shù)。第6章討論存儲器，介紹USB 2.0和移動(dòng)存儲等新技術(shù)。第7章討論中斷技術(shù)，介紹PCI中斷、串行中斷等新技術(shù)。第8章討論接口問題，從實(shí)踐的角度介紹常用微機(jī)外部實(shí)用接口，討論USB接口、IEEE 1394串行接口、SCSI接口、SATA接口和PCI接口等新技術(shù)。

“微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程。為了加強(qiáng)對學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)，培養(yǎng)實(shí)踐能力，本書配有《微型計(jì)算機(jī)原理實(shí)驗(yàn)與習(xí)題解答》一書。

本書適合高職高專和應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)類、電子類和電氣自動(dòng)化類的學(xué)生使用，也可供與信息類相關(guān)的非計(jì)算機(jī)專業(yè)的本科生選用，還可供廣大工程技術(shù)人員自學(xué)參考。

本書為任課教師配有電子教案，此教案用PowerPoint制作，可以任意修改。

本書第二版由何超教授任主編，徐昊任副主編。各章編寫分工如下：第1章由鐘健編寫，第2章由何超編寫，第3章由楊端甫編寫，第4章由田桂豐編寫，第5章由熊立梁編寫，第6章由徐昊編寫，第7章由許新華編寫，第8章由陳智勇編寫，裴云華編寫了“匯編語言調(diào)試環(huán)境”軟件。

限于編者的水平，錯(cuò)誤和不妥之處在所難免，敬請廣大讀者和專家批評指正。

序
第二版前言
第一版前言
第1章概述 1
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 1
1.1 計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用 1
1.1.1 計(jì)算機(jī)的分類 1
1.1.2　計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍 1
1.2 計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況 3
1.2.1　計(jì)算機(jī)的發(fā)展 3
1.2.2　微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 6
1.3 微型計(jì)算機(jī)的基本組成 7
1.4 微型計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼和字符的表示 9
1.4.1　進(jìn)位計(jì)數(shù)制 9
1.4.2　進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 11
1.4.3　無符號數(shù)和帶符號數(shù) 13
1.4.4　定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù) 14
1.4.5　計(jì)算機(jī)中的編碼 16
本章小結(jié) 18
習(xí)題一 18
第2章微處理器 19
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 19
2.1 微處理器概述 19
2.1.1 CPU的基本概念和組成 19
2.1.2 CPU主要技術(shù)參數(shù) 23
2.1.3 CPU主流技術(shù)術(shù)語淺析 25
2.2 8086/8088微處理器 26
2.2.1 8086的編程結(jié)構(gòu) 27
2.2.2 8086的工作模式和引腳功能 31
2.2.3 8086系統(tǒng)的存儲器 36
2.2.4 8086的總線時(shí)序 39
2.3 輝煌的歷程 41
2.3.1 早期的CPU 41
2.3.2 32位CPU 42
2.3.3 Pentium系列 44
2.4 潮流和未來 47
2.4.1 奔騰4的時(shí)代 47
2.4.2 64位CPU 49
2.4.3 CPU的型號新標(biāo)注法 51
2.4.4 雙核與雙芯（Dual Core Vs. Dual CPU） 53
2.4.5 Apple的Mac機(jī) 55
2.4.6 龍芯兩次飛騰 55
本章小結(jié) 56
習(xí)題二 57
第3章微型計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng) 61
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 61
3.1 尋址方式 61
3.1.1 與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式 61
3.1.2 轉(zhuǎn)移地址的尋址方式 67
3.2 8086/8088處理器的指令系統(tǒng) 69
3.2.1 數(shù)據(jù)傳送指令 69
3.2.2 算術(shù)運(yùn)算指令 72
3.2.3 邏輯運(yùn)算指令 75
3.2.4 移位指令 76
3.2.5 串操作指令 78
3.2.6 控制轉(zhuǎn)移指令 79
3.2.7 循環(huán)指令 81
3.2.8 過程調(diào)用和返回指令 82
3.2.9 中斷指令 82
3.2.10 處理機(jī)控制指令 83
3.3 32位新增指令簡介 84
本章小結(jié) 84
習(xí)題三 85
第4章匯編語言及匯編程序設(shè)計(jì) 89
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 89
4.1 匯編語言概述 89
4.1.1 匯編語言 89
4.1.2 匯編環(huán)境介紹 90
4.1.3 匯編語言上機(jī)過程 90
4.2 匯編語言標(biāo)識符、表達(dá)式及運(yùn)算符 91
4.2.1 匯編語言語句格式 91
4.2.2 匯編語言標(biāo)識符 91
4.2.3 表達(dá)式和運(yùn)算符 92
4.3　偽指令和宏指令 92
4.3.1 數(shù)據(jù)定義偽指令 93
4.3.2 符號定義語句 95
4.3.3 段定義偽操作 96
4.3.4 過程定義偽指令 96
4.4 系統(tǒng)功能調(diào)用 97
4.4.1 系統(tǒng)功能調(diào)用概述 97
4.4.2 基本I/O調(diào)用 98
4.4.3 程序舉例 98
4.5 匯編語言程序設(shè)計(jì)舉例 99
4.6 匯編與C/C++接口 103
4.6.1 高級語言與匯編語言的接口需要解決的問題 103
4.6.2 C語言與匯編語言的接口 104
本章小結(jié) 104
習(xí)題四 104
第5章總線和主板 111
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 111
5.1 總線基本概念 111
5.1.1 什么是總線 111
5.1.2 面向總線的體系結(jié)構(gòu) 112
5.1.3 總線分類和性能指標(biāo) 115
5.2 總線工作原理 118
5.2.1 總線的控制 118
5.2.2 數(shù)據(jù)傳送 119
5.2.3 總線仲裁 120
5.2.4 總線驅(qū)動(dòng)和其他控制 121
5.3 微機(jī)的系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn) 121
5.3.1 系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn) 121
5.3.2 常見系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn) 122
5.3.3 其他總線 126
5.4 總線新技術(shù) 129
5.5 認(rèn)識主板 132
5.6 主板結(jié)構(gòu) 134
5.7 主板控制芯片組 136
5.7.1 概念及結(jié)構(gòu) 136
5.7.2 流行芯片組 137
5.7.3 BIOS與CMOS 140
5.8 主板發(fā)展趨勢 141
5.8.1 主板結(jié)構(gòu)的新變化 141
5.8.2 主板總線速度的提升 141
5.8.3 主板超頻穩(wěn)定性能的成熟 142
5.8.4 主板安全穩(wěn)定性能的增強(qiáng) 143
5.8.5 主板方便性能的提高 143
5.8.6 主板能源功能的改進(jìn) 144
5.8.7 整合技術(shù)日新月異 144
本章小結(jié) 144
習(xí)題五 145
第6章存儲器 147
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 147
6.1 存儲器的概念、分類和要素 147
6.1.1 簡介 147
6.1.2 半導(dǎo)體存儲器的分類 148
6.1.3 選擇存儲器件的考慮因素 150
6.2 內(nèi)存儲器 151
6.2.1 隨機(jī)讀寫存儲器（RAM） 151
6.2.2 只讀存儲器（ROM） 160
6.3 IBM-PC/XT中的存儲器、擴(kuò)展存儲器及其管理 164
6.3.1 存儲空間的分配 164
6.3.2 ROM子系統(tǒng) 165
6.3.3 RAM子系統(tǒng) 167
6.3.4 尋址范圍 168
6.3.5 存儲器的管理 169
6.3.6 高速緩沖存儲器Cache 171
6.4 外存儲器 171
6.4.1 軟盤 172
6.4.2 硬盤 173
6.4.3 光盤 174
6.4.4 移動(dòng)存儲器 175
6.5 CPU與存儲器的連接 176
6.5.1 CPU與存儲器連接時(shí)應(yīng)注意的問題 176
6.5.2 存儲器片選信號的產(chǎn)生方式和譯碼電路 177
6.5.3 CPU與存儲器的連接 179
本章小結(jié) 184
習(xí)題六 185
第7章中斷系統(tǒng) 187
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 187
7.1 中斷系統(tǒng)基本概念 187
7.1.1 中斷的概念 187
7.1.2 中斷的作用和分類 188
7.2 中斷的過程 190
7.2.1 中斷請求與中斷屏蔽 190
7.2.2　中斷識別與中斷優(yōu)先級的管理 191
7.2.3 中斷響應(yīng) 195
7.2.4 中斷處理 196
7.3 中斷向量及其操作 198
7.3.1 中斷類型號和中斷向量表 198
7.3.2 中斷向量的設(shè)置 199
7.3.3 中斷向量的修改 199
7.3.4 中斷類型號的獲取 200
7.4 Intel 8259A可編程中斷控制器 201
7.4.1 8259A的框圖和引腳 201
7.4.2 中斷觸發(fā)方式和中斷響應(yīng)過程 204
7.4.3 工作方式 206
7.4.4 屏蔽中斷源的方式 207
7.4.5 結(jié)束中斷處理的方式 208
7.4.6 中斷級聯(lián)方式 209
7.4.7 8259A初始化命令字和操作方式命令字 210
7.4.8 8259A在以80x86為CPU的計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用 218
7.5 PCI中斷 219
7.5.1 現(xiàn)代微機(jī)中的PCI中斷 220
7.5.2 PCI中斷響應(yīng)周期 220
7.5.3 PCI中斷的共享 220
7.6 串行中斷 221
7.6.1 開始幀 221
7.6.2 數(shù)據(jù)幀 222
7.6.3 停止幀 223
本章小結(jié) 223
習(xí)題七 223
第8章微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù) 226
本章學(xué)習(xí)目標(biāo) 226
8.1 微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)概述 226
8.1.1 微機(jī)接口和接口類型 226
8.1.2 輸入/輸出接口的編址方式 227
8.1.3 CPU和外部設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐娇刂品绞?nbsp;231
8.2 常用微機(jī)外部實(shí)用接口 234
8.2.1 USB接口 235
8.2.2 PS/2串行接口 235
8.2.3 COM串行接口 236
8.2.4 LPT并行接口 236
8.2.5 IEEE 1394串行接口 236
8.2.6 MIDI專用接口 237
8.2.7 SCSI接口 237
8.2.8 VGA專用接口 238
8.2.9 DVI專用接口 238
8.2.10 RJ-45異步串行接口 239
8.2.11 S視頻端口 239
8.3 實(shí)用并行數(shù)據(jù)接口 240
8.3.1 并行通信的概念 240
8.3.2 簡單并行口 240
8.3.3 8255A可編程輸入/輸出接口 241
8.3.4 IDE接口 242
8.4 串行數(shù)據(jù)接口 244
8.4.1 概述 244
8.4.2 串行接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C 245
8.4.3 SATA接口 246
8.4.4 SATA II串口 248
8.5 微機(jī)內(nèi)部總線接口 248
8.5.1 PCI接口 249
8.5.2 AGP接口 249
8.5.3 PCI-E接口 252
8.6 數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口 252
8.6.1 數(shù)/模轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口 253
8.6.2 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器及其與CPU的接口 254
本章小結(jié) 256
習(xí)題八 256
附錄一 ASCII碼表 258
附錄二 Pentium指令系統(tǒng)一覽表 259
參考文獻(xiàn) 265

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