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1.1　微型计算机系统的三个层次 1

第1章　微型计算机概论 1

1.2　微型计算机系统的硬件结构 2

1.2.1　总线结构及框图 2

1.2.2　微机主要组成部分的结构及功能 4

1.2.3　指令与程序的执行 8

1.2.4　程序执行过程举例 9

1.3　微型计算机系统的主要性能指标 11

1.4　计算机系统结构的发展与分类 12

1.4.1　微型计算机系统的发展 12

1.4.2　微型计算机的分类 14

1.5 Wintel平台 15

1.5.1 Intel x86处理器系列 15

1.5.2 Intel x86 16/32位微处理器——8086/8088、80386 17

1.5.3　操作系统与硬件平台 20

1.6.1 RISC的特征 28

1.6 RISC与CISC结构 28

1.6.2 RISC与CISC的竞争与共存 31

1.7　单片机与嵌入式系统 33

1.7.1　单片微型计算机的诞生与发展 33

1.7.2　嵌入式系统的组成及其特点 37

习题1 40

第2章　微型计算机存储器系统结构 42

2.1　存储器概述 42

2.1.1　微型计算机中存储器的类型 42

2.1.2　半导体存储器的性能指标 43

2.2　存储器的组成 44

2.2.1　静态随机存取存储器（SRAM） 44

2.2.2 动态随机存取存储器（DRAM） 53

2.2.3　只读存储器 67

2.2.4　快擦写存储器（flash memory） 71

2.3.1 32/64位存储器的组成与多字节访问 74

2.3　微型计算机存储器系统组成 74

2.3.2　交错存储器组织 77

2.4 cache与主存储器 80

2.4.1 cache工作原理 81

2.4.2 cache的组织结构 82

2.4.3 80486处理器片内cache实例 89

2.4.4　写策略与一致性要求 90

2.4.5 MESI协议 91

2.4.6 Pentium PC的cache 94

习题2 99

第3章　虚拟存储器 102

3.1　虚拟存储技术导论 102

3.1.1　请求页式管理 102

3.1.2　虚拟存储器模型 104

3.1.3　段页式管理 106

3.2　地址转换机制 106

3.2.1　直接映像 107

3.2.2　倒置映像 116

3.3　页面替换策略 119

3.4 Pentium的虚拟存储器 121

3.4.1 Pentium的工作模式 121

3.4.2　保护模式的分页地址转换 124

3.5　存储保护 126

3.5.1　特权级保护 127

3.5.2　存储区域保护 128

习题3 129

第4章　指令流水线 132

4.1　流水线概述 132

4.1.1　流水线结构 132

4.1.2　流水线性能分析 133

4.1.3　流水线类型 134

4.2　基本指令流水线 135

4.2.1　指令流水线机制 135

4.2.2　转移处理技术 137

4.2.3　数据冒险及其处理技术 142

4.3　超标量指令流水线 146

4.3.1　超标量流水线与超流水线 146

4.3.2　超标量流水线的发射策略 148

4.4 Pentium的超标量流水线 152

4.4.1 U、V指令流水线 152

4.4.2 使用BTB的转移预测 155

4.5 ARM系列处理器核的指令流水线 157

4.5.1 ARM系列处理器核指令流水线的发展 157

4.5.2 ARM11处理器核的微体系结构特性 158

习题4 161

第5章　微机的任务管理 162

5.1　任务管理概述 162

5.1.1　任务状态段 162

5.1.2 TSS描述符 164

5.1.3　任务寄存器 165

5.1.4　任务门描述符 166

5.2　任务／程序的转换 168

5.2.1 任务转换 168

5.2.2　任务连接 172

5.2.3　任务地址空间 173

5.2.4 16位任务状态段TSS 175

5.2.5　程序转换 176

习题5 186

第6章　Pentium（奔腾）系列微处理器 188

6.1 Pentium CPU性能和结构 188

6.1.1 Pentium性能及指标 188

6.1.2 Pentium结构框图 190

6.2 Pentium指令系统 193

6.2.1 寻址方式 193

6.2.2　指令格式 194

6.2.3 指令类型 195

6.3 Pentium寄存器组织 202

6.3.1　基本结构寄存器组 203

6.3.2　系统级寄存器组 205

6.4 Pentium中断机制 207

6.4.1 中断类型 207

6.4.2　中断处理 209

6.5 Pentium处理器的硬件结构 211

6.6 Pentium处理器的信号接口 213

6.6.1　时钟、初始化信号 214

6.6.2 地址总线A31～A5（双向），A4～A3（输出）和？7～？0（输出） 215

6.6.3　数据及其校验信号 216

6.6.4　总线的定义、控制和仲裁信号 217

6.6.5　高速缓存cache控制、监听、清除信号 224

6.6.6　中断控制信号 230

6.7　非流水线式、流水线式及突发式总线周期 232

6.7.1　非流水线式读／写周期 233

6.7.2　突发式读／写总线周期 233

6.8.1　动态执行技术 236

6.8 Pentium系列处理器与Pentium PC 236

6.8.2　多能奔腾二代——PentiumⅢ 240

6.8.3 Pentium 4 243

6.8.4 新型Pentium PC系统结构 253

习题6 259

第7章　微机接口技术概述 260

7.1 接口及接口技术 260

7.1.1　概述 260

7.1.2　接口功能 261

7.2 CPU与接口之间传送信息的方式 263

7.2.1　程序控制方式 263

7.2.2 中断方式 263

7.2.3 DMA方式 264

7.3 I/O端口的编址方式 264

7.3.1 I/O端口及其地址 264

7.3.2　统一编址方式的端口访问 265

7.3.3　独立编址方式的端口访问 266

7.4.1 I/O地址译码 268

7.4 I/O端口地址译码电路 268

7.4.2 I/O地址的译码方法及电路形式 269

7.5　接口电路的分析与设计方法 272

7.5.1　分析接口两侧的情况 272

7.5.2　实现系统总线与外设之间的信号转换 273

7.5.3　合理选用接口芯片 273

7.5.4　接口驱动程序分析与设计 273

7.6 PC系列微机的系统结构 274

7.6.1　微机的主机板结构及I/O通道 275

7.6.2 80x86微机系统 276

习题7 285

第8章　PC系列微机的总线技术与总线标准 287

8.1 总线概述 287

8.1.1　总线的功能与分类 287

8.1.2　总线的数据传送方式 289

8.2.2 ISA总线 293

8.2.1 PC/XT总线 293

8.2 PC系列微机系统总线简介 293

8.2.3 MCA总线 294

8.2.4 EISA总线 294

8.2.5 VL总线（VESA局部总线） 295

8.2.6 PCI局部总线 296

8.2.7　其他总线 296

8.3 ISA总线（AT总线）标准 298

8.3.1 PC/XT总线标准 298

8.3.2 PC/XT总线分析与时序 301

8.3.3 ISA总线标准 306

8.4 PCI总线标准 309

8.4.1 PCI总线的系统结构及特点 310

8.4.2 PCI总线信号定义 311

8.4.3 PCI总线的操作 315

8.4.4 PCI总线协议 316

8.4.5 PCI总线开发技术 321

习题8 323

第9章　可编程计数器／定时器 325

9.1　计数器／定时器82C54的基本功能 326

9.2　计数器／定时器82C54的使用 329

9.3 82C54的工作模式 332

9.4　计数器／定时器应用举例 338

9.4.1 8253定时功能的应用例子 339

9.4.2 8253计数功能的应用例子 342

9.4.3 8253在PC/XT机中的应用 345

9.4.4 82C54在高档微机中的应用 348

习题9 349

第10章 中断技术 350

10.1 中断的基本概念 350

10.1.1 中断 350

10.1.2 中断过程 351

10.1.3　中断识别及其优先级 352

10.1.4　多重中断（中断嵌套） 352

10.1.6 中断向量 353

10.1.5 中断处理的隐操作及堆栈的使用 353

10.2 8086/80286的中断系统 358

10.2.1 硬中断 358

10.2.2 软中断 361

10.3 可编程中断控制器8259A 362

10.3.1 8259A的引脚功能和内部结构 363

10.3.2 中断响应周期 366

10.3.3 8259A的中断操作功能及其命令 367

10.4 8259A在微机系统中的应用 379

10.4.1 中断控制器8259A实用小结 379

10.4.2 8259A的编程操作 381

10.4.3 PC/AT机外部硬件中断 384

10.5 高级可编程中断控制——APIC 385

10.5.1 局部APIC 386

10.5.2 I/O APIC 403

10.5.3 APIC总线及其消息传送 408

10.5.4 APIC工作过程举例 413

习题10 416

第11章　并行接口 418

11.1 并行接口及其特点 418

11.2　基本并行接口 419

11.3 可编程并行接口8255A的功能特性 421

11.3.1 8255A的外部特性和内部结构 421

11.3.2 8255A的方式字及位操作 424

11.3.3 8255A的三种工作方式 425

11.4 8255A的编程使用 429

11.4.1 方式0的应用 429

11.4.2　方式1的应用 434

11.4.3　方式2的应用 437

11.5　新型微机系统的并行通信接口 440

习题11 441

12.1.1 串行通信及其特点 444

12.1 串行通信的基本概念 444

第12章 串行通信接口 444

12.1.2　数据传送的方向 445

12.1.3　信号的调制与解调 446

12.1.4　信息的检错与纠错 447

12.1.5　传输速率与传送距离 447

12.2　串行通信协议 448

12.2.1　异步通信协议 448

12.2.2　面向字符的同步协议 450

12.2.3 面向比特的同步协议 451

12.3 串行接口标准 452

12.3.1 EIA-RS-232C接口标准 453

12.3.2 RS-422A、RS-423A、RS-485接口标准 458

12.3.3 几种串行接口标准的比较 460

12.4　串行通信接口 461

12.4.1 串行通信接口的基本任务 461

12.4.2 串行接口电路的组成 461

12.5.1 异步通信适配器的组成 462

12.5 用INS8250/INS16550组成的串行接口 462

12.5.2 INS8250的外部特性与编程结构 464

12.5.3 INS8250内部寄存器及其编程方法 466

12.5.4　查询方式异步串行通信编程 470

12.5.5 中断方式异步串行通信编程 473

习题12 477

第13章 A/D和D/A转换器接口 479

13.1 D/A、A/D技术概述 479

13.2.1 D/A转换器 480

13.2 D/A转换器接口 480

13.2.2　典型D/A转换器芯片 484

13.2.3 D/A转换器与PC机的接口 487

13.2.4 D/A转换器应用举例 490

13.3 A/D转换器接口 491

13.3.1 多路模拟开关与采样保持器 491

13.3.2 A/D转换器的工作原理和主要指标 495

13.3.3　典型A/D转换器芯片 496

13.3.4 A/D转换器与PC机的接口 499

13.3.5 A/D转换器应用举例 504

习题13 506

第14章　外围设备及I/O总线 508

14.1　外存储器 508

14.1.1 硬磁盘机和ATA/IDE接口标准 508

14.1.2　软磁盘驱动器 512

14.1.3 CD-ROM驱动器及DVD 513

14.2　微机图形显示系统 518

14.2.1 CRT显示器 519

14.2.2　光栅扫描图形显示原理 521

14.2.3　液晶显示器 523

14.2.4　显示适配器 524

14.3 串行I/O总线1394和USB 529

14.3.1 IEEE 1394标准 530

14.3.2　通用串行总线USB 533

习题14 538

参考文献 540