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第1章 数在计算机中的表示形式 1

1.1机器数与真值 1

1.2常见的机器数表示形式 2

1.2.1原码 2

1.2.2补码 3

1.2.3反码 4

1.2.4原码、补码和反码之间的转换 4

1.2.5移码表示法 5

1.2.6 4种机器数表示形式的比较和小结 6

1.3数的定点表示与浮点表示 6

1.3.1定点表示法 6

1.3.2浮点表示法 7

1.4二-十进制编码 10

1.4.1二-十进制编码特点 10

1.4.2 8421码 10

1.5二进制信息的计量单位 11

习题1 12

第2章 计算机的基本结构与工作过程 13

2.1计算机的基本结构 13

2.1.1冯·诺依曼计算机基本结构 13

2.1.2计算机的基本组成框图及功能部件简介 14

2.2计算机的工作流程 17

2.2.1指令与程序 17

2.2.2计算机的基本工作流程 18

2.3计算机系统的组成 21

2.3.1硬件与软件 21

2.3.2计算机系统的基本组成 21

2.4微型计算机的产生和发展 22

2.4.1世界上第一个微处理器和微型计算机的诞生 22

2.4.2微型计算机的发展阶段 22

2.5微型计算机的分类及主要技术指标 24

2.5.1微型计算机的分类 24

2.5.2微型计算机的主要技术指标 25

2.6微型计算机的基本结构及系统组成 26

2.6.1微型计算机基本结构 27

2.6.2微型计算机的系统组成 28

习题2 28

第3章 微处理器的编程结构 30

3.1微处理器的工作模式 30

3.1.1实模式 31

3.1.2保护模式 31

3.1.3虚拟8086模式 31

3.2微处理器的编程结构 32

3.2.1程序可见寄存器 32

3.2.2 80x86/Pentium处理器的寄存器模型 32

3.3实模式下的存储器寻址 37

3.3.1实模式下的存储器地址空间 37

3.3.2存储器分段技术 37

3.3.3实模式下的存储器寻址 38

3.3.4堆栈 42

3.4实模式I/O地址空间 43

习题3 44

第4章 寻址方式与指令系统 45

4.1寻址方式 45

4.1.1数据寻址方式 46

4.1.2转移地址寻址方式 52

4.2指令编码 54

4.2.1指令编码格式 54

4.2.2指令编码举例 57

4.3 8086指令系统 57

4.3.1数据传送指令 58

4.3.2算术运算指令 64

4.3.3逻辑运算与移位指令 76

4.3.4串操作指令 79

4.3.5转移指令 83

4.3.6处理器控制指令 90

4.4 80286～Pentium指令系统 91

习题4 91

第5章 汇编语言的基本语法 93

5.1汇编语言的特点 93

5.2汇编语言程序结构和基本语法 94

5.2.1示例程序 94

5.2.2基本概念 95

5.2.3指令语句 101

5.2.4伪指令语句 104

5.2.5结构与记录 111

5.2.6宏指令 113

5.2.7简化段定义 116

5.3 ROM BIOS中断调用和DOS系统功能调用 117

5.3.1 ROM BIOS中断调用 117

5.3.2 DOS系统功能调用 118

5.4汇编语言程序的上机过程 118

5.4.1.exe文件的上机过程 118

5.4.2.com文件及其上机过程 126

习题5 128

第6章 汇编语言程序设计及应用 132

6.1汇编语言程序设计的基本方法 132

6.1.1程序设计的基本步骤 132

6.1.2程序的基本结构形式 133

6.1.3子程序设计 135

6.2汇编语言的编程应用 137

6.2.1 I/O与通信 137

6.2.2声音与时钟 138

6.2.3乐曲程序 139

6.2.4键盘I/O 143

6.2.5鼠标器编程 145

6.2.6图形显示 148

6.3 Windows汇编语言程序设计简介 152

6.3.1 Windows API函数 152

6.3.2动态链接库 153

6.3.3指令集选择 153

6.3.4工作模式选择 153

6.3.5函数的原型定义 154

6.3.6 Windows应用程序的基本结构框架 154

6.3.7 Win32汇编语言应用程序实例 154

6.3.8 MASM 32汇编与连接命令 156

6.4高级汇编语言技术 156

6.4.1条件汇编 156

6.4.2库的使用 157

6.4.3汇编语言与高级语言的混合编程 158

习题6 163

第7章 微处理器的内部结构及外部功能特性 164

7.1微处理器的内部结构 164

7.1.1总线接口单元BIU 164

7.1.2指令Cache与数据Cache 165

7.1.3超标量流水线结构 165

7.1.4动态转移预测及转移目标缓冲器BTB 166

7.1.5指令预取器和预取缓冲器 168

7.1.6指令译码器 169

7.1.7执行单元EU 169

7.1.8浮点处理单元FPU 169

7.1.9控制单元CU 170

7.2微处理器的外部功能特性 170

7.2.1微处理器的外部引脚信号 170

7.2.2微处理器的总线时序 175

习题7 179

第8章I/O接口与DMA技术 181

8.1 I/O接口概述 181

8.1.1 I/O接口的基本功能 181

8.1.2 I/O接口的基本结构 182

8.1.3 I/O端口的编址方式 183

8.1.4 I/O接口的地址分配 184

8.1.5 I/O接口的地址译码及片选信号的产生 185

8.1.6 I/O指令 186

8.2 I/O控制方式 186

8.2.1程序控制方式 187

8.2.2中断控制方式 188

8.2.3 DMA方式 189

8.3 DMA接口技术 190

8.3.1 DMA控制器的基本功能 190

8.3.2 DMA控制器的一般结构 191

8.3.3 DMA控制器的工作方式 192

8.3.4 DMA工作过程 193

8.3.5可编程DMA控制器8237 194

习题8 195

第9章 中断系统 196

9.1基本概念 196

9.1.1中断 196

9.1.2中断响应和处理的一般过程 197

9.1.3中断优先级和中断嵌套 198

9.2 80x86实模式的中断系统 200

9.2.1中断的分类 200

9.2.2中断向量表 200

9.2.3外部中断 203

9.2.4内部中断 204

9.2.5中断响应和中断处理过程 206

9.3可编程中断控制器8259A 209

9.3.1 8259A的引脚功能 210

9.3.2 8259A的内部结构 210

9.3.3 8259A的工作过程 211

9.3.4 8259A的工作方式 212

9.3.5 8259A的级联使用 214

9.3.6 8259A的控制字及编程使用 216

9.3.7 8259A应用举例 221

9.4中断服务程序设计 222

9.4.1中断服务程序的一般结构 222

9.4.2在中断向量表中置入中断向量 223

9.4.3中断服务程序设计 225

习题9 226

第10章 并行通信及其接口电路 228

10.1可编程并行接口的组成及工作过程 228

10.1.1可编程并行接口的组成及其与CPU和外设的连接 228

10.1.2可编程并行接口的数据输入输出过程 229

10.2可编程并行通信接口8255A 230

10.2.1 8255A的性能概要 230

10.2.2 8255A芯片引脚分配及引脚信号说明 230

10.2.3 8255A内部结构方块图 231

10.2.4 8255A的控制字 232

10.2.5 8255A的工作方式 234

10.2.6 8255A的状态字 240

10.2.7 8255A应用举例 241

习题10 244

第11章 串行通信及其接口电路 247

11.1串行通信 247

11.1.1串行通信的特点 247

11.1.2串行通信涉及的常用术语和基本概念 248

11.2串行通信接口标准 253

11.2.1 RS-232C 253

11.2.2 RS-485 254

11.3串行接口的基本结构与功能 254

11.3.1串行异步接口的基本结构与功能 255

11.3.2串行同步接口的基本结构与功能 256

11.4可编程串行通信接口8251A 257

11.4.1 USART 257

11.4.2 8251A的基本功能和工作原理 258

11.4.3 8251A对外接口信号 260

11.4.4 8251A的编程 263

11.4.5 8251A应用举例 267

习题11 269

第12章 计数/定时技术 271

12.1概述 271

12.2可编程计数器/定时器8253 272

12.2.1 8253的主要功能 272

12.2.2 8253的结构框图 272

12.2.3 8253的引脚 274

12.2.4 8253的工作方式 274

12.2.5 8253的初始化编程 279

12.2.6 8253的读出操作 283

12.3 8253的应用 284

习题12 286

第13章 存储器及其接口 288

13.1概述 288

13.1.1存储器的分类 288

13.1.2存储器的性能指标 289

13.1.3存储系统的层次结构 290

13.1.4内存储器的基本结构及其数据组织 292

13.2半导体存储器及其典型芯片 293

13.2.1可读写存储器RAM 294

13.2.2只读存储器ROM 306

13.3存储器接口技术 313

13.3.1存储器与CPU连接时应考虑的问题 313

13.3.2存储器接口中的片选控制 314

13.3.3存储器扩展 317

13.3.4存储器接口分析与设计举例 318

13.3.5 16位、32位、64位存储器接口 320

13.4改进存储器性能的相关技术 323

13.4.1双端口存储器 323

13.4.2并行主存系统 324

13.5高速缓存（Cache） 326

13.5.1 Cache基本原理 326

13.5.2 Cache的组织方式 328

13.5.3 Cache控制器82385 329

13.5.4 Cache的更新方式及替换算法 333

13.6虚拟存储器 335

13.6.1虚拟存储器的工作原理 335

13.6.2 80x86的虚拟存储技术 337

习题13 338

第14章 模拟接口 340

14.1模拟接口概述 340

14.2 D/ A转换器 341

14.2.1 D/A转换器的工作原理 341

14.2.2 D/ A转换器的主要技术指标 344

14.2.3 D/A转换器芯片 345

14.2.4 D/A转换器芯片与微处理器的接口 347

14.2.5 D/A转换器的应用 348

14.3 A/D转换器 349

14.3.1基本概念 349

14.3.2 A/D转换器的工作原理 351

14.3.3 A/D转换器的主要技术指标 352

14.3.4 A/D转换器芯片 353

14.3.5 A/D转换器芯片与微处理器的接口 354

习题14 357

第15章 总线技术 359

15.1概述 359

15.1.1总线 359

15.1.2总线的分类 360

15.1.3总线标准 361

15.1.4总线仲裁 362

15.2 PCI总线 363

15.2.1概述 363

15.2.2 PCI总线的系统结构及特点 363

15.2.3 PCI总线的引脚信号 365

15.3 USB总线 367

15.3.1 USB概述 367

15.3.2 USB的拓扑结构 368

15.3.3 USB协议简介 369

15.4高速总线接口IEEE 1394 373

15.5高速图形端口AGP 374

习题15 376

第16章80x86/Pentium保护模式的概念与技术 377

16.1保护模式概述 377

16.2保护模式的主要数据结构 378

16.2.1段描述符 378

16.2.2描述符表 378

16.2.3段选择符 379

16.3保护模式的存储器管理和地址转换 380

16.3.1物理地址、线性地址与逻辑地址 380

16.3.2虚拟地址和虚拟地址空间 381

16.3.3虚拟地址空间的分段 381

16.3.4物理地址空间和虚实地址转换 382

16.3.5段式地址转换 383

16.3.6页式地址转换 386

16.3.7转换旁视缓冲器TLB（快表） 389

16.4多任务和保护 390

16.4.1保护和特权级 390

16.4.2保护模式的中断和异常 392

16.5虚拟8086模式 394

习题16 394

第17章 高性能微处理器的先进技术及典型结构 396

17.1高性能微处理器所采用的先进技术 396

17.1.1指令级并行 396

17.1.2超标量技术 397

17.1.3超长指令字结构 398

17.1.4超级流水线技术 398

17.1.5 RISC技术 399

17.2高性能微处理器举例 401

17.2.1 64位处理器Alpha 21064 401

17.2.2 Itanium处理器——IA-64架构的开放硬件平台 403

17.3多核处理器简介 405

17.3.1复杂单处理器结构所遇到的挑战 405

17.3.2多核处理器的出现 405

17.3.3多核处理器结构的主要特点 406

17.4现代PC主板典型结构 407

17.4.1芯片组、桥芯片及接口插座 407

17.4.2 Pentium PC主板结构 408

17.4.3 Pentium 4 PC主板的I/O组织结构 409

习题17 410

附录A 8086/8088指令编码格式 411

附录B DOS功能调用（INT 21H） 416

附录C BIOS中断调用 421

附录D调试程序DEBUG的使用 425

部分习题参考答案 429

参考文献 444