為適應讀者對微機技術學習的需要,本書對微機中的基本概念、工作原理及關鍵技術進行了系統討論。書中內容分為三篇,第一篇為原理篇,包含微機的硬件組成及工作原理; 第二篇為過渡篇,包含匯編語言基礎及數據傳送方式; 第三篇為接口篇,包括微機中最主要的接口技術。
本書層次清晰,概念清楚,內容簡明、深入淺出,注重理論與實踐的結合,并配有精心選擇的圖示、例題和習題,還在本書的最后附有習題的參考答案,以方便讀者對學習內容的理解與復習。本書可作為非計算機專業的本科生教材,也可供從事信息技術的工程人員學習參考。
自《微機原理及其接口》教材推出已有3年多時間,在微機性能不斷提高的同時,編者在使用本教材的教學過程中增加了更多新的體會,隨之也有了一些新的想法,這正是對本教材做出適當修訂的主要原因之一。
基于微機工作原理并未隨著微機技術的發展而有所改變的思想,作為介紹微機原理及其接口技術的教材,編者認為第1版中的大多數內容依然適用,即通過它可以很好地了解和掌握微機的基本工作原理和接口技術,而對于更加復雜的新技術仍然需要參考其他相關的專業資料和技術專著等。
本教材的修訂部分主要針對原理篇中的總線一章和過渡篇中的兩章內容,具體包括以下4個方面:
(1) 對第4章內容做出調整,調整后以介紹PCI總線標準為重點,在詳細介紹PCI主要特點和信號功能的同時,簡化了對其他幾種系統總線和其他種類總線的具體描述。
(2) 對第5章內容進行修訂。雖然Intel公司的微處理器經過一系列的發展無論從制造工藝還是技術性能上都有了很大的改進和提高,但從應用者的角度來看,這一系列是兼容的。而且在應用程序中所用到的絕大多數指令仍然是基本指令集中的指令,加之出于對匯編語言初學者在掌握這部分內容的容易度上的考慮,把第5章中介紹的指令系統調整為8086基本指令集。
(3) 對第6章內容進行簡化。即根據第5章的改動,將匯編語言程序設計的基本方法這一章也相應地調整為以8086指令集為背景加以介紹。
(4) 在教材的最后以附錄的形式增加了各章習題的參考答案。對書中個別的錯字予以修改,對書中個別語句做了潤色。
本次修訂得到雷為民教授的支持和指導,碩士研究生孫雪、李甜、許景康、張明明,本科生田國達、房鈺琪等同學也從有利于學生閱讀學習的角度為本書的修訂提出了建議,并進行了上機驗證,在此一并對他們表示衷心的感謝。由于編者水平有限,書中難免存在疏漏和不當之處,敬請各位讀者批評指正。
杜荔 于東北大學
2015年1月
第一篇原理篇: 微機硬件原理
第1章概述
1.1信息處理領域中的三個概念
1.2計算機系統及計算機語言
1.2.1計算機中最常用的名詞術語
1.2.2計算機中的編碼
1.2.3計算機的分類
1.2.4計算機系統
1.2.5計算機語言
1.3微機系統的組成
1.4微機的組成
1.5微機的發展及主要技術指標
1.5.1微機的發展
1.5.2微機的分類
1.5.3微機系統的技術指標
1.6微機的主板結構
1.6.1主板的整體情況
1.6.2主板的主要構成
1.7小結與習題
1.7.1小結
1.7.2習題
第2章微處理器
2.18086微處理器的編程結構
2.1.18086/8088概述
2.1.2編程結構
2.1.3BIU的功能和組成
2.1.4EU的功能和組成
2.1.5BIU和EU的動作管理
2.1.68086總線周期的概念
2.28086微處理器的組態模式及引腳信號
2.2.18086的組態模式
2.2.2學習8086引腳應注意的問題
2.2.3最小和最大模式下都用到的引腳信號
2.2.4最小模式下用到的其他引腳信號
2.2.5最小模式下的系統配置
2.2.6最大模式下用到的其他引腳信號
2.2.7最大模式下的系統配置
2.38086微處理器的三種主要操作及時序
2.48086微處理器的中斷操作及中斷系統
2.58086微處理器的存儲器組織及I/O組織
2.680x86微處理器的結構變化
2.6.180286微處理器
2.6.280386微處理器
2.6.380486微處理器
2.6.4Pentium微處理器
2.6.5Itanium微處理器
2.7小結與習題
2.7.1小結
2.7.2習題
第3章存儲器
3.1存儲器的體系結構
3.1.1存儲器的總體結構
3.1.2內存的分區結構
3.2微機系統的內存組織
3.2.116位微機系統的內存組織
3.2.232位微機系統的內存組織
3.3半導體存儲器
3.3.1半導體存儲器的分類
3.3.2只讀存儲器
3.3.3半導體存儲器的性能指標
3.3.4半導體存儲器芯片的一般結構
3.3.5隨機存取存儲器
3.3.6半導體存儲器在系統中的連接
3.4高速緩存技術
3.4.1Cache系統的組成及工作原理
3.4.2Cache的組織方式
3.4.3Cache的數據更新方法
3.5小結與習題
3.5.1小結
3.5.2習題
第4章總線
4.1總線結構概述
4.2總線分類及性能指標
4.2.1總線的分類
4.2.2總線的性能指標
4.2.3系統總線標準
4.3系統總線
4.3.1ISA總線
4.3.2PCI總線
4.3.3AGP總線
4.4外部總線
4.4.1IDE總線
4.4.2SCSI總線
4.4.3通用串行總線USB
4.4.4高速串行總線IEEE 1394
4.5小結與習題
4.5.1小結
4.5.2習題
第二篇過渡篇: 匯編語言基礎及數據傳送方式
第5章指令系統
5.1指令格式
5.2數據類型
5.3尋址方式
5.3.1操作數的尋址方式
5.3.2轉移地址的尋址方式
5.3.3I/O端口的尋址方式
5.4基本指令系統
5.4.1數據傳送類指令
5.4.2算術運算類指令
5.4.3邏輯運算與移位類指令
5.4.4串操作類指令
5.4.5程序控制類指令
5.4.6處理器控制類指令
5.5小結與習題
5.5.1小結
5.5.2習題
第6章匯編語言程序設計基本方法
6.1匯編語言概述
6.2宏匯編程序及上機過程
6.3MASM宏匯編語句結構
6.4MASM宏匯編語言的操作數
6.4.1MASM宏匯編語言的數據項
6.4.2MASM宏匯編語言表達式
6.5偽指令
6.5.1變量定義偽指令
6.5.2符號定義偽指令
6.5.3段定義偽指令
6.5.4程序開始和結束語句
6.5.5宏指令語句
6.6匯編語言程序的基本結構
6.6.1匯編語言程序設計的基本步驟
6.6.2匯編語言源程序的基本格式
6.6.3順序結構程序設計
6.6.4分支結構程序設計
6.6.5循環結構程序設計
6.6.6子程序結構設計
6.7小結與習題
6.7.1小結
6.7.2習題
第7章微機與外設間的數據傳送
7.1接口電路的作用
7.2微處理器與外設之間傳送的信息
7.3接口電路的一般結構及特性
7.3.1接口電路的內部結構
7.3.2接口電路的外部特性
7.3.3接口電路芯片的分類
7.3.4接口電路的可編程性
7.4微處理器與外設間的數據傳送機制
7.4.1程序控制下的數據傳送
7.4.2DMA方式
7.4.3輸入/輸出過程中涉及幾個共性問題
7.4.4I/O處理器的數據傳送
7.5小結與習題
7.5.1小結
7.5.2習題
第三篇接口篇: 接口技術
第8章中斷控制器8259A
8.18259A功能概述
8.28259A內部結構
8.38259A引腳信號
8.48259A工作方式
8.58259A命令字
8.68259A級聯系統
8.7小結與習題
8.7.1小結
8.7.2習題
第9章定時計數控制器8254
9.1定時計數功能概述
9.28254內部結構
9.38254的引腳信號
9.48254工作方式
9.58254初始化編程
9.68254應用舉例
9.7小結與習題
9.7.1小結
9.7.2習題
第10章DMA控制器8237A
10.1DMA控制器功能概述
10.28237A內部結構
10.38237A引腳信號
10.48237A工作和管理方式
10.4.18237A工作方式
10.4.28237A優先權管理方式
10.58237A寄存器
10.68237A初始化
10.78237A應用舉例
10.8小結與習題
10.8.1小結
10.8.2習題
第11章串行接口8251A
11.1串行通信的基本概念
11.2串行接口的典型結構
11.2.1一般接口與系統的連接
11.2.2串行接口的典型結構
11.38251A結構
11.3.18251A的基本功能
11.3.28251A的結構
11.48251A引腳功能
11.58251A工作原理
11.68251A編程及舉例
11.6.18251A編程
11.6.28251A編程舉例
11.7小結與習題
11.7.1小結
11.7.2習題
第12章并行接口8255A
12.1并行接口概述
12.28255A內部結構
12.38255A引腳功能
12.48255A的工作方式
12.58255A初始化編程
12.68255A應用舉例
12.7小結與習題
12.7.1小結
12.7.2習題
附錄習題參考答案
參考文獻