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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、8038617

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140

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cache94

习题299

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3129

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4161

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TSS175

5.2.5　程序转换176

习题5186

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 PC236

6.8.2　多能奔腾二代——PentiumⅢ240

6.8.3 Pentium 4243

6.8.4 新型Pentium PC系统结构253

习题6259

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7285

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8323

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9349

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8259A362

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——APIC385

10.5.1 局部APIC386

10.5.2 I/O APIC403

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10416

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11441

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12477

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13506

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DVD513

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USB529

14.3.1 IEEE 1394标准530

14.3.2　通用串行总线USB533

习题14538

参考文献540