努力追蹤微機快速發(fā)展的歷程，反映計算機科技的最新成果。

以應用為目的，刪繁就簡，突出重點，內容少而精；加強基本概念、基本分析方法、基本技術手段的闡述；密切結合計算機專業(yè)實際。

努力貫徹啟發(fā)式教學原則，使邏輯線索簡明、清晰、合理；物理概念清楚，深入淺出；語言生動流暢，通俗易懂。

注重實踐技能和分析問題解決問題能力的培養(yǎng)。

圖表精選，說明性強。

前 言

計算機科學與技術發(fā)展到今天，單純的微機操作技能可以說接近普及了，單純的軟件編程技能學習已難以適應廣泛的社會需求。因此，軟硬件結合的計算機科學技術人才供不應求。微型機迅速普及和發(fā)展，幾乎每隔幾年就有一個重大變化，最近十年更是處于加速發(fā)展階段。目前微型機的性能已達到或超過以前的大中型機，廣泛應用于科學計算、數(shù)據(jù)處理與通信、辦公自動化、工程控制、輔助系統(tǒng)、仿真等領域，也給本書的編寫帶來了巨大困難。

“微型計算機原理與接口技術”是高等院校工科電子類和信息類各專業(yè)，特別是涉及單片機、嵌入式等芯片級計算機應用的各類專業(yè)大學生必修的一門專業(yè)基礎課。

學習本課程后，學生可以理解和掌握微型計算機的基本組成、工作原理、各類接口部件的功能、如何構建微機系統(tǒng)等方面的知識，并具備微機應用系統(tǒng)軟硬件開發(fā)的初步能力。

為了給讀者奉獻一本高質量的教材，我們按照本科教學大綱的要求和教學特點進行編寫并努力堅持以下原則：

（1）努力追蹤微機快速發(fā)展的歷程，反映計算機科技的最新成果。

（2）以應用為目的，刪繁就簡，突出重點，內容少而精；加強基本概念、基本分析方法、基本技術手段的闡述；密切結合計算機專業(yè)實際。

（3）努力貫徹啟發(fā)式教學原則，使邏輯線索簡明、清晰、合理；物理概念清楚，深入淺出；語言生動流暢，通俗易懂。“微型計算機原理與接口技術”類的教材甚多，鑒于計算機科技的深奧，本書為降低其難度，在語言描述上下了很大功夫，在很多環(huán)節(jié)的理論闡述上另辟蹊徑，如尋址方式、Cache與主存內容替換的算法、地址映像及變換、內存管理的虛擬模式等，并注重典型電路和芯片的介紹。

（4）注重實踐技能和分析問題解決問題能力的培養(yǎng)。

（5）圖表精選，說明性強。

本書共分為13章，主要內容如下：

第1章介紹計算機的分類及應用、微型計算機的基本組成、微型計算機中的數(shù)制轉換、數(shù)和字符的編碼等。

第2章介紹CPU。由于計算機科技的飛速發(fā)展，CPU的結構和工作原理越來越復雜，為此，我們從最簡單、最容易說明其工作原理的典型芯片8086/8088微處理器說起，然后敘述了CPU發(fā)展的輝煌歷程，討論了CPU發(fā)展的潮流（如超標量流水線技術、指令分支預測技術、Pentium Pro的亂序執(zhí)行、RISC、SIMD，以及MMX、SSE（SSE2）、雙核與多核、64位新體系等新理論和新技術等）和未來。再者，當前在測量儀器、小家電、簡單工業(yè)控制等諸多場合，采用的芯片也多是8086/8088一類或相當?shù)膯纹瑱C系列，可見掌握8086/8088系列CPU的知識仍有應用價值。

第3章討論微型計算機的尋址方式和指令系統(tǒng)。

第4章討論匯編語言初步。

第5章討論總線與主板，介紹了總線與主板結構的新變化和新技術。

第6章討論存儲器及管理模式，介紹了USB 2.0和移動存儲等新技術。

第7章討論中斷技術，介紹了PCI中斷等新技術。

第8章概述微型計算機接口技術，并討論直接存儲器訪問技術。從實踐的角度介紹了常用微機外部實用接口，討論了USB接口、IEEE 1394串行接口、SCSI接口、SATA接口和PCI接口等新技術。

第9章討論并行通信及接口芯片。

第10章討論串行數(shù)據(jù)接口。

第11章討論8253可編程定時計數(shù)器。

第12章討論數(shù)/模、模/數(shù)轉換器及其與CPU的接口。

第13章討論計算機體系結構，并簡單介紹了網(wǎng)絡設備。

“微型計算機原理與接口技術”是一門實踐性很強的課程。為了加強學習輔導和實踐能力的培養(yǎng)，本書配有《微型計算機原理與接口技術實驗及習題指導》。

本書由何超主編，各章編寫分工如下：第1章由鐘健編寫，第2章由何超、鐘健編寫，第3章由何超、孔令美編寫，第4章由田桂豐編寫，第5章由徐昊、何超編寫，第6章由徐昊、何超編寫，第7章由何超、孔令美編寫，第8章由何超、鐘桂鳳編寫，第9～12章由何超、龍君芳、張艷紅編寫，第13章由陳友拾、何超編寫。

限于編者的水平，書中錯誤和不妥之處在所難免，敬請廣大讀者和專家批評指正。

編 者

2012年7月

前言

第1章 概述 1
本章學習目標 1
1.1 計算機的分類及應用 1
1.1.1 計算機的分類 1
1.1.2　計算機的應用范圍 3
1.2 計算機和微型計算機的發(fā)展概況 5
1.2.1　計算機的發(fā)展 5
1.2.2　微型計算機的發(fā)展 7
1.3 微型計算機的基本組成 9
1.3.1 微型計算機系統(tǒng)的層次結構 9
1.3.2 微型計算機的硬件系統(tǒng) 9
1.3.3 微型計算機的軟件系統(tǒng) 11
1.4 微型計算機中數(shù)的編碼和字符的表示 11
1.4.1　進位計數(shù)制 11
1.4.2　進制之間的轉換 13
1.4.3　無符號數(shù)和帶符號數(shù) 16
1.4.4 定點數(shù)與浮點數(shù) 19
1.4.5　計算機中的編碼 21
本章小結 23
習題一 23
第2章 微處理器 26
本章學習目標 26
2.1 微處理器概述 26
2.1.1 CPU的基本概念 26
2.1.2 CPU的功能 27
2.1.3 CPU的組成 27
2.1.4 指令系統(tǒng) 29
2.1.5 CPU的構架和封裝方式 30
2.1.6 CPU主要技術參數(shù) 31
2.1.7 CPU主流技術術語淺析 33
2.1.8 微型計算機的存儲器組織 36
2.2 8086/8088微處理器 39
2.2.1 8086的編程結構 39
2.2.2 8086的工作模式和引腳功能 44
2.2.3 8086的總線時序 51
2.2.4 8086的總線控制權 55
2.3 典型的CPU及其發(fā)展歷程 57
2.3.1 Intel CPU 57
2.3.2 AMD CPU 61
2.3.3 龍芯CPU 63
2.4 CPU的潮流與未來 64
本章小結 65
習題二 66
第3章 微型計算機指令系統(tǒng) 68
本章學習目標 68
3.1 8086/8088處理器的尋址方式 68
3.1.1 與數(shù)據(jù)有關的尋址方式 68
3.1.2 程序轉移地址的尋址方式之一
——JMP無條件跳轉指令 74
3.2 8086/8088處理器的指令系統(tǒng) 77
3.2.1 數(shù)據(jù)傳送指令 77
3.2.2 算術運算指令 80
3.2.3 邏輯運算指令 84
3.2.4 移位指令 85
3.2.5 串操作指令 86
3.2.6 控制轉移指令 88
3.2.7 循環(huán)指令 90
3.2.8 過程調用和返回指令 90
3.2.9 中斷指令 91
3.2.10 處理機控制指令 91
3.3 32位新增指令簡介 92
本章小結 93
習題三 93
第4章 匯編語言及匯編程序設計 96
本章學習目標 96
4.1 匯編語言概述 96
4.1.1 匯編語言 96
4.1.2 匯編環(huán)境介紹 97
4.1.3 匯編語言上機過程 97
4.2 匯編語言標識符、表達式及運算符 98
4.2.1 匯編語言語句格式 98
4.2.2 匯編語言標識符 98
4.2.3 表達式和運算符 99
4.3　偽指令和宏指令 99
4.3.1 數(shù)據(jù)定義偽指令 100
4.3.2 符號定義語句 102
4.3.3 段定義偽操作 103
4.3.4 過程定義偽指令 103
4.4 系統(tǒng)功能調用 104
4.4.1 系統(tǒng)功能調用概述 104
4.4.2 基本I/O調用 105
4.4.3 程序舉例 105
4.5 匯編語言程序設計舉例 106
4.6 匯編與C/C++接口 109
4.6.1 高級語言與匯編語言的接口需要
解決的問題 110
4.6.2 C語言與匯編語言的接口 110
本章小結 110
習題四 111
第5章 總線和主板 116
本章學習目標 116
5.1 總線基本概念 116
5.1.1 總線和微型計算機系統(tǒng)的總線結構 116
5.1.2 總線分類和性能指標 119
5.2 總線工作原理 122
5.2.1 總線的控制 122
5.2.2 數(shù)據(jù)傳送 122
5.2.3 總線仲裁 124
5.2.4 總線驅動和其他控制 126
5.3 微型計算機的系統(tǒng)總線標準 126
5.3.1 系統(tǒng)總線標準 126
5.3.2 常見系統(tǒng)總線標準 127
5.3.3 其他總線 133
5.4 認識主板 140
5.5 主板結構 142
5.6 主板控制芯片組 143
5.6.1 概念及結構 143
5.6.2 流行芯片組 145
5.6.3 BIOS與CMOS 148
5.7 主板發(fā)展趨勢 148
5.7.1 主板結構的新變化 148
5.7.2 主板總線速度的提升 149
5.7.3 主板超頻穩(wěn)定性能的成熟 149
5.7.4 主板安全穩(wěn)定性能的增強 150
5.7.5 主板方便性能的提高 150
5.7.6 主板能源功能的改進 151
5.7.7 整合技術日新月異 152
本章小結 152
習題五 153
第6章 存儲器 156
本章學習目標 156
6.1 存儲器的概念、分類和要素 156
6.1.1 簡介 156
6.1.2 半導體存儲器的分類 157
6.1.3 選擇存儲器件的考慮因素 158
6.2 內存儲器 161
6.2.1 隨機讀/寫存儲器（RAM）基本
結構 161
6.2.2 靜態(tài)RAM（SRAM） 163
6.2.3 動態(tài)RAM（DRAM） 166
6.2.4 幾種新型的RAM技術及芯片類型 168
6.3 高速緩沖存儲器 169
6.3.1 高速緩沖存儲器Cache的由來 169
6.3.2 Cache的命中率 169
6.4 只讀存儲器 170
6.4.1 掩膜式ROM 170
6.4.2 可編程的ROM 172
6.4.3 可擦除可編程的ROM 172
6.4.4 電可擦可編程的ROM 173
6.4.5 閃速存儲器 174
6.5 IBM-PC/XT中的存儲器、擴展存儲器
及其管理 179
6.5.1 內存條的構成和空間的分配 179
6.5.2 ROM子系統(tǒng) 181
6.5.3 RAM子系統(tǒng) 183
6.5.4 存儲器的管理 184
6.6 外存儲器 186
6.6.1 軟盤 186
6.6.2 硬盤 187
6.6.3 電子硬盤 188
6.6.4 光盤 189
6.6.5 移動存儲器 191
6.6.6 網(wǎng)絡存儲 192
6.7 CPU與存儲器的連接 193
6.7.1 CPU與存儲器連接時應注意的問題 193
6.7.2 存儲器片選信號的產生方式和譯碼
電路 193
6.7.3 CPU與存儲器的連接 195
本章小結 200
習題六 201
第7章 中斷系統(tǒng) 204
本章學習目標 204
7.1 中斷系統(tǒng)基本概念 204
7.1.1 中斷的概念和作用 204
7.1.2 中斷的分類 205
7.2 中斷的全過程 207
7.2.1 中斷請求與中斷屏蔽 208
7.2.2　中斷識別與中斷優(yōu)先級的管理 210
7.2.3 中斷服務的過程 213
7.3 中斷向量及其操作 215
7.3.1 中斷向量的設置 215
7.3.2 中斷向量的修改 216
7.3.3 中斷類型號的獲取 217
7.4 Intel 8259A可編程中斷控制器 217
7.4.1 8259A的框圖和引腳 217
7.4.2 中斷觸發(fā)方式和中斷響應過程 220
7.4.3 8259A工作方式 222
7.4.4 屏蔽中斷源的方式 223
7.4.5 結束中斷處理的方式 224
7.4.6 中斷級聯(lián)方式 225
7.4.7 8259A初始化命令字和操作方式
命令字 226
7.4.8 8259A在以80x86為CPU的計算
機中的應用 233
本章小結 235
習題七 236
第8章 微型計算機接口技術概述和直接
存儲器訪問 238
本章學習目標 238
8.1 微機接口的基礎知識 238
8.1.1 微型計算機接口概念、類型及功能 238
8.1.2 I/O接口的編址方式 240
8.2 CPU和外部設備的數(shù)據(jù)傳輸方式及匯
編語言指令格式 243
8.2.1 程序控制方式 243
8.2.2 中斷傳送方式 246
8.2.3 直接存儲器訪問（DMA）方式 247
8.2.4 I/O處理機方式 247
8.3 輸入/輸出接口邏輯電路的地址譯碼 247
8.3.1 I/O端口地址譯碼 247
8.3.2 Intel CPU的I/O時序 251
8.3.3 I/O保護 251
8.4 DMA傳送和DMA控制器8237 253
8.4.1 DMA概述 253
8.4.2 可編程DMA控制器Intel 8237 254
8.5 硬盤接口和常見微型計算機外部接口 267
8.5.1 常見微型計算機外部實用接口 267
8.5.2 硬盤接口 270
本章小結 274
習題八 274
第9章 并行通信及接口芯片 277
本章學習目標 277
9.1 并行通信的概念與簡單并行接口 277
9.1.1 并行通信的概念 277
9.1.2 簡單并行接口 277
9.1.3 簡單并行口芯片8212 278
9.2 可編程并行接口芯片8255A 280
9.2.1 8255A的結構框圖 280
9.2.2 8255A的控制字 282
9.3 并行接口芯片8255A應用舉例 288
9.3.1 PC機系統(tǒng)板上的8255A 288
9.3.2 PC/XT機中的并行打印機接口電路 290
9.3.3 PC/XT機中的微型計算機與鍵盤
的接口 295
9.3.4 8255A與32位CPU連接 298
本章小結 300
習題九 300
第10章 串行數(shù)據(jù)接口 303
本章學習目標 303
10.1 串行通信概述 303
10.1.1 串行通信的概念 303
10.1.2 串行通信的連接方式 305
10.1.3 同步通信和異步通信 306
10.2 串行接口標準RS-232C和可編程串行
接口芯片8251A 308
10.2.1 串行接口標準RS-232C 308
10.2.2 一般串行通信接口常見的幾種
連接方式 312
10.3 串行接口芯片 315
10.3.1 串行接口芯片UART和USART 315
10.3.2 可編程串行接口芯片8251A 315
本章小結 326
習題十 326
第11章 8253可編程定時計數(shù)器 328
本章學習目標 328
11.1 概述 328
11.1.1 8253的結構框圖 328
11.1.2 8253的引腳 329
11.2 8253的編程控制字和工作方式 330
11.2.1 8253的控制字 330
11.2.2 8253的工作方式 331
11.2.3 8253的讀操作 335
11.2.4 PC/XT機中8253的應用 336
本章小結 336
習題十一 336
第12章 數(shù)/模、模/數(shù)轉換器及其與CPU的
接口 338
本章學習目標 338
12.1 數(shù)/模轉換器及其與CPU的接口 338
12.1.1 D/A轉換器的基本原理及其轉換
特性 338
12.1.2 D/A芯片的性能參數(shù)和術語 339
12.1.3 DAC和微處理器接口中需要考慮
的問題 340
12.1.4 D/A芯片簡介 340
12.1.5 DAC與微處理器接口實例 341
12.2 模/數(shù)轉換器及其與CPU的接口 344
12.2.1 采樣、量化和編碼 344
12.2.2 A/D的性能參數(shù)和術語 345
12.2.3 A/D與CPU接口中應注意的問題 345
12.2.4 A/D芯片簡介 346
12.2.5 A/D與微處理器接口實例 347
本章小結 348
習題十二 348
第13章 計算機體系結構和網(wǎng)絡設備簡介 350
本章學習目標 350
13.1 計算機網(wǎng)絡概述 350
13.1.1 計算機網(wǎng)絡簡介 350
13.1.2 網(wǎng)絡體系結構 354
13.1.3 網(wǎng)絡地址 357
13.2 為主機入網(wǎng)和訪問網(wǎng)絡提供服務的
DHCP和DNS 360
13.2.1 DHCP服務器的作用及原理 361
13.2.2 DNS的作用及原理 364
13.3 常見網(wǎng)絡設備 368
13.3.1 網(wǎng)卡 368
13.3.2 以太網(wǎng)中網(wǎng)卡的應用 370
13.3.3 集線器 372
13.3.4 交換機 373
13.3.5 路由器 374
本章小結 381
習題十三 381
附錄1 虛地址保護方式詳述 384
附錄2 ASCII碼表 416
附錄3 Pentium指令系統(tǒng)一覽表 417
附錄4 DOS功能調用 423

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23. 數(shù)據(jù)庫技術與應用實踐教程（SQL Server 2019） [主 編 嚴暉 周肆清]
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25. 工業(yè)機器人拆裝與調試 [主編 胡月霞 向艷芳 朱奇]
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