计算机原理与应用PDF电子书下载

目 录 1

第一章绪论 1

§1.1计算机的发展概况 1

§1.2计算机的组成和工作过程 2

一、计算机系统的构成 2

二、计算机硬件的基本组成 2

三、计算机的工作过程 3

§1.3 计算机的特点、应用与主要技术指标 5

一、计算机的特点 5

二、计算机的应用 5

三、计算机的主要技术指标 6

二、二进制 8

一、十进制 8

§2.1按位定值的计数制 8

第二章计算机中数的表示 8

三、八进制 9

四、十六进制 9

五、二进制的特点 10

§2.2各种进位制间的转换 11

一、转换到十进制 11

二、十进制到其它基值的转换 12

三、二进制与八进制之间的转换 15

四、二进制与十六进制之间的转换 15

五、一般基值转换 16

§2.3计算机中常用的码制 16

一、机器数与真值 16

二、数的小数点表示 17

三、二进制机器数的表示法 19

四、十进制机器数的表示法 23

§2.4编码 25

一、十进制数的二进制编码 25

二、字符编码 29

习题 30

第三章运算方法 33

§3.1二进制机器数的加减法运算 33

一、补码加法 33

二、反码加法 34

三、减法运算 35

四、溢出判断 36

五、补码浮点加（减）法运算 39

§3.2二进制机器数的乘除法运算 41

一、原码一位乘法 41

二、原码除法 43

§3.3十进制机器数的加减法运算 47

一、十进制机器数的加法运算 47

§3.4逻辑运算 47

二、十进制机器数的减法运算 48

一、逻辑非（即求反） 49

二、逻辑加 49

三、逻辑乘（即逻辑与） 50

四、逻辑异或（即按位加） 50

习题 50

第四章基本逻辑电路与基本逻辑部件 52

§4.1基本逻辑门电路（Basic logic gates） 52

一、常用的逻辑门电路 52

二、输出缓冲器（Output Buffers） 53

二、全加器 56

一、半加器 56

§4.2半加器、全加器与ALU部件 56

三、算术与逻辑部件 57

一、触发器（Flip-flop） 57

二、锁存器（Latch） 58

§4.3触发器和锁存器 59

§4.4寄存器（Register） 60

一、代码寄存器（又称数码寄存器） 60

二、移位寄存器 61

§4.5计数器（Counter） 62

一、累计型计数器 62

二、移位型计数器 65

§4.6译码器与编码器 67

一、译码器（多一译码器） 67

二、编码器 69

§4.7定时脉冲发生器 70

一、时钟脉冲发生器 70

二、节拍分配器 70

三、脉冲分配器 72

§4.8总线 73

一、总线的概念 73

二、总线的优点 74

三、总线的实现方法 74

第五章中央处理机（CPU） 77

§5.1运算器 77

一、运算器的功能和技术指标 77

二、运算器的结构框图 78

三、加法器 79

二、控制器的分类 83

一、控制器的职能 83

§5.2控制器的职能及组成 83

三、控制器的组成 84

§5.3指令系统 86

一、指令格式 87

二、寻址方式 88

三、指令分类 92

§5.4机器的定时 94

一、指令的控制方式 94

二、机器的定时 94

三、微型机的定时系统 97

§5.5组合逻辑控制部件的设计和微程序控制 101

一、组合逻辑控制部件的设计 101

二、微程序控制 101

习题 102

一、存储器的功能与组成 104

第六章存储器 104

§6.1概述 104

二、存储器的主要技术指标 105

三、存储系统的分级 106

四、存储器的分类 106

§6.2随机存取存储器 107

一、存储矩阵 107

二、地址寄存器和地址译码驱动器 108

三、数据寄存器（缓冲寄存器） 108

四、时序控制线路 108

五、RAM的工作原理 108

§6.3顺序存取存储器 109

一、信息在存储单元中移动的顺序存取存储器 109

一、半导体存储器的特点和分类 112

二、存储单元移动的顺序存取存储器 112

§6.4半导体存储器 112

二、半导体存储器的存储基元电路 115

三、半导体存储器芯片 117

四、用RAM芯片组成读写存储器 125

五、只读存储器（ROM） 132

习题 135

第七章计算机系统组织和微型计算机 136

§7.1计算机系统组织 136

一、面向CPU的双总线结构 136

二、单总线结构 136

三、面向存储器的双总线结构 137

§7.2微型计算机的结构特点 137

二、微处理器的内部结构特点 138

一、微型机的外部结构特点 138

§7.3微型计算机Z80 139

一、Z80的CPU结构 139

二、Z80的指令系统 142

§7.4单片微型计算机MCS-51 154

一、概述 154

二、单片机MCS-51的构成 155

三、寻址方式（共有7种） 158

四、MCS-51的指令系统 159

第八章汇编语言程序设计 163

§8.1概述 163

§8.2汇编语言程序的格式 165

一、字符与行长度 165

五、操作数 166

四、操作码 166

三、标号（名字） 166

二、大写与小写 166

六、注释 167

§8.3 Z 80伪指令（Pseudo） 168

一、汇编起始地址说明（ORG） 168

二、名字说明（EQU和DL） 168

三、数据说明 169

四、外部标号说明（EXT）和入口标号说明（ENTRY） 171

五、汇编结束说明（END） 172

§8.4汇编语言程序设计方法 173

一、概述 173

二、简单程序的编制 173

三、分支程序的编制 175

四、循环程序的编制 178

五、子程序的编制 190

六、汇编程序库和系统调用 193

习题 205

第九章输入和输出 208

§9.1输入／输出（I/O）设备 208

一、输入设备 208

二、输出设备 209

三、外存储器 209

§9.2 I/O的工作方式 209

一、I/O的寻址方式（以微型机为例） 210

二、I/O与CPU间的定时方式 211

三、I/O与CPU间的信息传送形式 212

四、I/O与CPU间数据传送的控制方式 212

一、查询式输入 214

§9.3程序查询I/O方式 214

二、查询式输出 215

三、举例 216

§9.4程序中断方式（Interrupt） 217

一、引言 217

二、程序中断处理过程 218

三、多重中断（又称中断嵌套） 225

§9.5 Z 80的中断方式 225

一、不可屏蔽中断和可屏蔽中断 225

二、CPU对不可屏蔽中断的响应 226

三、可屏蔽中断方式0 227

四、可屏蔽中断方式1 227

五、可屏蔽中断方式2 228

六、Z 80中的优先权排队电路 229

七、中断嵌套 231

八、Z 80中断控制逻辑 233

§9.6 MCS-51的中断方式 234

一、中断源 234

二、中断允许和优先级寄存器 234

三、中断判优 235

四、中断响应 235

§9.7直接存储器访问方式（DMA）简介 235

习题 237

第十章接口 238

§10.1概述 238

一、接口原理 238

二、接口的组成 239

三、微型计算机的输入输出接口芯片 239

一、Z 80-PIO（并行输入／输出接口芯片） 240

§10.2并行接口芯片 240

二、Z 80-CTC（计数器／定时器芯片） 251

三、可编程外围接口适配器Intel 8255A 259

四、8155RAM和I/O扩展器 265

§10.3串行接口芯片 268

一、串行通讯 268

二、串行接口电路 269

§10.4 MCS-51的I/O接口 278

一、并行I/O口 278

二、定时器／计数器 279

三、串行接口 281

四、应用举例 282

习题 283

一、确定任务 285

二、总体设计 285

§11.1微机应用系统的设计和研制方法概述 285

第十一章微机应用举例 285

三、硬件和软件系统的设计及实现 286

四、系统调试和测试 286

§11.2微机控制体育馆大屏幕磁翻转计时计分显示设备的设计 287

一、设计要求 287

二、总体方案的确定 288

三、方案的实施 288

四、软硬件设计 292

§11.3单片机控制牛奶收购机的设计 294

一、牛奶收购机的技术要求 294

二、总体方案设计 294

三、硬件设计 295

四、软件设计 297