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第1章 微型计算机概述 1

1.1微型计算机的基本概念 1

1.1.1微处理器及微处理机 1

1.1.2微型计算机 1

1.1.3微型计算机系统 2

1.1.4嵌入式系统 2

1.2微型计算机的硬件结构 2

1.3微型计算机的软件系统 3

1.4微型计算机系统组成及性能指标 3

1.4.1微型计算机系统的组成 3

1.4.2微型计算机系统的主要性能指标 3

1.5微型计算机的发展概况 5

1.6微型计算机的应用 6

思考与习题 7

第2章 微处理器及其结构 8

2.1微处理器概述 8

2.1.1微处理器性能指标 8

2.1.2微处理器工作方式 9

2.1.3微处理器流水线及超标量技术 12

2.1.4微处理器核心架构概述 14

2.1.5 Intel处理器命名方法 15

2.2微处理器内部结构 16

2.2.1 8086／8088微处理器 17

2.2.2 80286微处理器 18

2.2.3 80386微处理器 19

2.2.4 80486微处理器 21

2.2.5 P5架构微处理器 22

2.2.6 P6架构微处理器 25

2.2.7 NetBurst架构微处理器 28

2.2.8 Core架构微处理器 31

2.2.9 Itanium系列微处理器 38

2.3微处理器寄存器结构及数据类型 38

2.3.1 IA-32寄存器结构 38

2.3.2 IA-32及Intel 64基本程序执行寄存器 39

2.3.3系统相关寄存器 43

2.3.4处理器支持的数据类型 47

2.4微处理器主要引脚信号与总线时序 48

2.4.1处理器的时钟信号 48

2.4.2 8086／8088引脚信号与总线时序 49

2.4.3 80286引脚信号与总线操作 54

2.4.4 80386主要引脚信号与总线时序 55

2.4.5 80486主要引脚信号 57

2.4.6 P5架构处理器主要引脚信号与总线时序 58

2.4.7 P6架构处理器主要引脚信号与总线时序 59

2.4.8 NetBurst架构的Pentium 4处理器主要引脚信号与总线时序 61

2.4.9 Core架构处理器主要引脚信号与总线时序 61

2.5微处理器对存储器管理概述 62

2.5.1物理地址与物理地址空间 62

2.5.2虚拟地址与虚拟地址空间 63

2.5.3段式管理与页式管理 63

2.6实地址方式下的存储器管理 65

2.6.1实地址方式下的段式管理机制 65

2.6.2实地址方式下物理地址的形成 65

2.7保护方式下的存储器管理 66

2.7.1段描述符与选择子 66

2.7.2保护方式下IA-32处理器的地址转换 68

2.7.3保护方式下IA-32E处理器的地址转换 74

2.7.4保护方式下物理地址形成示例 76

思考与习题 78

第3章 IA-32及Intel 64指令系统 82

3.1指令格式 82

3.2寻址方式 83

3.2.1有效地址的概念 83

3.2.2各种寻址方式 84

3.3指令系统 91

3.3.1数据传送类指令 91

3.3.2算术运算类指令 98

3.3.3逻辑运算与移位指令 107

3.3.4串操作类指令 111

3.3.5控制转移类指令 115

3.3.6处理器控制类指令 123

3.3.7其他指令 124

思考与习题 130

第4章 汇编语言程序设计 134

4.1概述 134

4.1.1汇编语言程序的基本概念 134

4.1.2汇编语言的基本语法 135

4.2汇编语言的数据和表达式 136

4.2.1常量 136

4.2.2变量 137

4.2.3标号 140

4.2.4表达式和运算符 141

4.3宏汇编语言的伪指令 146

4.3.1段定义和程序说明伪指令 146

4.3.2重复汇编和条件汇编伪指令 155

4.3.3结构定义伪指令 158

4.4汇编语言程序设计方法 159

4.4.1分支程序设计 159

4.4.2循环程序设计 162

4.4.3子程序设计 165

4.4.4宏结构程序设计 169

4.4.5汇编程序和汇编处理过程 172

4.5用汇编语言编写Windows应用程序 177

4.5.1 Windows与DOS区别 177

4.5.2简单应用程序开发示例 178

4.6汇编语言和C语言的简单混合编程 183

4.6.1汇编指令的嵌入式编程 183

4.6.2多模块混合编程 185

思考与习题 189

第5章 微型计算机中的存储器 193

5.1存储器概述 193

5.1.1半导体存储器分类 193

5.1.2半导体存储器的技术指标 194

5.2易失性随机存取存储器 195

5.2.1静态随机存取存储器（SRAM） 195

5.2.2动态随机存取存储器 198

5.2.3改进型高速DRAM 200

5.3只读存储器 202

5.3.1掩膜型只读存储器（MROM） 202

5.3.2可编程只读存储器 203

5.3.3可擦除可编程只读存储器 203

5.3.4电可擦除可编程只读存储器（EEPROM） 205

5.3.5闪速存储器 206

5.4新型非易失性随机存取存储器 206

5.4.1铁电随机存取存储器（FRAM） 207

5.4.2磁阻式随机存取存储器（MRAM） 208

5.5微机内存区域划分 208

5.6存储器扩展与组织 210

5.6.1地址译码 210

5.6.2存储器及I／O读写控制信号的产生 213

5.6.3位扩展和字扩展 213

5.6.4字位全扩展 213

5.6.5存储器组织 215

5.7存储器层次结构 218

5.7.1存储器层次结构概述 218

5.7.2存储器模块简介 218

5.7.3高速缓冲存储器Cache 222

5.7.4虚拟存储器 224

5.8 CMOS、 ROM BIOS和Shadow RAM 225

5.8.1 CMOS 225

5.8.2 ROM BIOS 227

5.8.3 Shadow RAM 229

思考与习题 230

第6章 基本I／O接口技术 233

6.1 I／O接口概述 233

6.1.1 I／O接口及其功能 233

6.1.2微处理器与I／O设备之间的接口信息 234

6.1.3 I／O端口的编址方法 235

6.1.4 I／O组织 236

6.1.5 I／O端口的访问 237

6.2 I／O控制方式 239

6.2.1直接程序控制方式 239

6.2.2中断控制方式 240

6.2.3 DMA控制方式 240

6.2.4 I／O处理机控制方式 241

6.3 I／O接口读、写技术 241

6.3.1简单I／O接口 241

6.3.2 I／O端口的输入／输出控制 243

6.4并行通信与串行通信 245

6.4.1并行通信与并行接口 245

6.4.2串行通信与串行接口 246

6.4.3串行通信方式及异步通信协议 248

6.4.4串行异步通信接口标准 251

6.5可编程串行通信接口芯片16550／8250 253

6.5.1 16550／8250的内部结构及引脚 253

6.5.2串行接口的编程及应用 259

6.6可编程并行接口芯片8255 263

6.6.1 8255的内部结构及引脚信号 263

6.6.2 8255的工作方式 264

6.6.3 8255的编程应用 268

6.7可编程定时器／计数器接口芯片8253／8254 271

6.7.1定时／计数概述 271

6.7.2 8253／8254的内部结构及引脚信号 271

6.7.3 8253／8254的工作方式 273

6.7.4 8253和8254的编程方法 277

6.7.5 8253／8254的应用 279

思考与习题 280

第7章 微型计算机的中断系统 284

7.1中断的基本概念 284

7.1.1中断与异常 284

7.1.2中断过程 287

7.1.3外部中断源的管理 289

7.2实地址方式和保护地址方式下的中断 291

7.2.1实地址方式下的中断 291

7.2.2保护方式下的中断 291

7.3可编程中断控制器8259 293

7.3.1 8259的内部结构及工作原理 294

7.3.2 8259的引脚信号 296

7.3.3 8259的工作方式 297

7.3.4 8259的编程方法 300

7.3.5高级可编程中断控制器APIC 307

7.4中断调用及中断程序设计 308

7.4.1 BIOS中断调用 308

7.4.2 DOS系统功能调用 311

7.4.3中断程序设计 311

思考与习题 315

第8章 人机交互接口 318

8.1键盘接口及LED显示器接口 318

8.1.1非标准键盘及LED显示器接口 318

8.1.2微机系统中的标准键盘接口 324

8.2显示适配器接口 327

8.2.1显示适配器接口概述 327

8.2.2显示适配器的组成 329

8.2.3对显示适配器的编程 329

8.2.4 VGA与DVI接口 331

8.3并行打印机接口 333

8.3.1并行打印机适配器组成 333

8.3.2并行打印机接口的应用 335

8.3.3增强型并行端口EPP和扩展功能端口ECP 337

思考与习题 342

第9章 DMA控制器及硬盘适配器接口 344

9.1 DMA及DMA控制器 344

9.1.1 DMA概述 344

9.1.2 DMA控制器8237结构及引脚 345

9.1.3 8237内部寄存器的功能及格式 348

9.1.4 DMA控制器的编程及应用 352

9.1.5 DMA应用于打印机控制 355

9.2硬盘适配器接口 356

9.2.1硬盘系统构成 356

9.2.2硬盘适配器接口类型 357

9.2.3硬盘接口信号 359

9.3 RAID技术 360

思考与习题 362

第10章 模拟输入／输出接口 363

10.1模拟输入／输出系统 363

10.2模拟输出接口技术 364

10.2.1 D／ A转换器 364

10.2.2 D／A转换接口技术 368

10.3模拟输入接口技术 373

10.3.1 A／D转换器 373

10.3.2 A／D转换接口技术 379

思考与习题 381

第11章 微型计算机总线技术 383

11.1微型计算机总线概述 383

11.1.1总线分类 383

11.1.2总线主要参数 384

11.1.3微型计算机总线的发展 385

11.2总线层次及信号类型 387

11.2.1总线系统的层次 387

11.2.2总线系统的信号类型 387

11.3 ISA总线 388

11.4 EISA总线 390

11.5 VESA总线 391

11.6 PCI总线 391

11.7 AGP总线 396

11.7.1 AGP的主要特点 396

11.7.2 AGP的工作模式及时序 396

11.8 PCI-X总线 399

11.9 PCI Express总线 399

11.9.1 PCI Express总线概述 399

11.9.2 PCI Express总线的技术特点 400

11.9.3 PCI Express的数据传输过程 401

11.10 USB总线 402

11.10.1 USB的主要特点 402

11.10.2 USB硬、软件构成及接口信号 403

11.10.3 USB的传输方式 403

11.11 IEEE1394总线 405

11.11.1 IEEE1394概述 405

11.11.2 IEEE1394传输方式与工作过程 405

思考与习题 407

第12章 微型计算机系统 408

12.1微机硬件系统概述 408

12.1.1微型计算机硬件构成 408

12.1.2微型计算机系统板的种类 409

12.2芯片组 411

12.2.1芯片组概述 411

12.2.2北桥芯片MCH或GMCH 412

12.2.3南桥芯片ICH 414

12.3 80X86微机硬件系统 418

12.3.1 8088硬件系统 418

12.3.2 80286硬件系统 419

12.3.3 80386硬件系统 419

12.3.4 80486硬件系统 420

12.4 Pentium X微机硬件系统 421

12.4.1 Pentium硬件系统 421

12.4.2 Pentium Ⅱ硬件系统 422

12.4.3 Pentium Ⅲ硬件系统 422

12.4.4 Pentium 4硬件系统 423

12.5 Core 2系列微机硬件系统 425

12.5.1 Core 2 Duo硬件系统 425

12.5.2 Core 2 Quad硬件系统 426

12.5.3 Core 2 Extreme硬件系统 427

12.6系统板主要部件及连接插座介绍 429

12.6.1典型系统板 429

12.6.2主要部件及接口插槽（座） 430

12.7微型计算机系统 433

12.7.1微型计算机系统组成 433

12.7.2微型计算机系统发展趋势 434

思考与习题 435

参考文献 436