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第1章 计算机硬件基础1

1.1 计算机硬件的发展概况1

1.1.1 微型计算机的发展历史1

1.1.2 微型计算机的分类4

1.1.3 微型计算机的应用5

1.1.4 嵌入式系统6

1.2 微型计算机运算基础7

1.2.1 计算机中数值数据的表示7

1.2.2 计算机中非数值数据的表示13

1.2.3 计算机的运算14

1.3 微型计算机系统18

1.3.1 微型计算机系统的组成18

1.3.2 微型计算机的硬件基本结构及功能18

1.3.3 微型计算机的软件系统25

1.3.4 微型计算机系统的性能指标26

1.4 微型计算机基本工作原理27

1.4.1 指令与程序的概念27

1.4.2 指令类别28

1.4.3 指令与程序的执行28

1.4.4 程序的执行过程29

习题131

第2章 微处理器34

2.1 8086/8088微处理器34

2.1.1 8086/8088微处理器的内部结构34

2.1.2 8086/8088的内部寄存器37

2.2 8086/8088微处理器子系统45

2.2.1 8086/8088微处理器的引脚及功能45

2.2.2 最小模式下的8086/8088微处理器子系统49

2.2.3 最大模式下的8086/8088微处理器子系统52

2.3 8086/8088微处理器的工作时序53

2.3.1 时钟周期、指令周期和总线周期53

2.3.2 最小模式下的总线读写周期54

2.3.3 最大模式下的总线读写周期56

2.3.4 总线等待（WAIT）状态58

2.3.5 总线空闲状态58

2.4 80X86微处理器59

2.4.1 80286微处理器59

2.4.2 80386微处理器59

2.4.3 80486微处理器77

2.5 Pentium微处理器80

2.5.1 Pentium微处理器的特点80

2.5.2 Pentium微处理器的内部结构81

2.5.3 Pentium微处理器的寄存器组织82

2.5.4 Pentium的超标量流水线83

2.6 从PentiumPro至Pentium 4微处理器的特点87

2.6.1 Pentium Pro微处理器87

2.6.2 Pentium Ⅱ微处理器88

2.6.3 Pentium Ⅲ微处理器89

2.6.4 Pentium 4微处理器90

习题291

第3章 寻址方式与指令系统94

3.1 基本概念94

3.2 操作数的寻址方式95

3.2.1 操作数的寻址方式96

3.2.2 转移地址寻址101

3.3 8086/8088指令系统101

3.3.1 数据传送指令102

3.3.2 算术运算类指令107

3.3.3 逻辑运算与移位指令114

3.3.4 字符串处理类指令119

3.3.5 程序控制指令123

3.3.6 CPU控制指令131

3.4 80X86/Pentium指令系统133

3.4.1 80286增强与增加的指令133

3.4.2 80386、80486增强与增加的指令136

3.4.3 Pentium系列处理器增加的指令140

习题3142

第4章 汇编语言程序设计148

4.1 汇编语言程序的基本语法148

4.1.1 汇编语言程序的分段结构148

4.1.2 汇编语言语句的类型与格式150

4.1.3 汇编语言中的基本对象152

4.2 伪指令语句159

4.2.1 方式选择伪指令159

4.2.2 段定义伪指令160

4.2.3 数据定义伪指令165

4.2.4 过程与宏定义伪指令168

4.2.5 结构定义伪指令171

4.2.6 列表伪指令语句172

4.2.7 模块定义伪指令173

4.3 汇编语言程序设计的上机过程174

4.3.1 汇编语言程序的开发过程174

4.3.2 汇编语言与PC-DOS的接口176

4.4 汇编语言程序设计的基本方法177

4.4.1 编写汇编程序基本问题177

4.4.2 顺序结构程序设计178

4.4.3 分支结构程序设计180

4.4.4 循环结构程序设计184

4.5 子程序结构设计187

4.5.1 子程序设计方法187

4.5.2 DOS系统功能调用193

4.6 程序设计举例196

4.6.1 码制转换196

4.6.2 算术运算198

4.6.3 表的处理201

4.7 80X86汇编语言程序设计203

4.7.1 概述203

4.7.2 源程序的基本格式204

4.7.3 程序设计举例205

习题4206

第5章 存储器系统210

5.1 存储器概述210

5.1.1 存储器的分类210

5.1.2 现代微机系统的存储器体系结构211

5.2 半导体存储器213

5.2.1 半导体存储器的分类213

5.2.2 半导体存储器的主要性能指标214

5.2.3 半导体存储芯片的结构215

5.3 随机存取存储器（RAM）216

5.3.1 静态RAM（SRAM）216

5.3.2 动态RAM（DRAM）221

5.3.3 PC机内存条223

5.4 只读存储器（ROM）226

5.4.1 掩膜只读存储器ROM226

5.4.2 可编程只读存储器PROM226

5.4.3 光可擦除可编程只读存储器EPROM227

5.4.4 电可擦除可编程只读存储器EEPROM（E2PROM）229

5.4.5 闪速存储器（Flash Memory）230

5.5 半导体存储器与CPU的接口233

5.5.1 存储器与CPU接口的一般问题233

5.5.2 存储器容量的扩展235

5.5.3 8086/8088CPU与存储器连接238

5.5.4 存储器扩展与连接设计举例240

5.6 高速缓冲存储器Cache246

5.6.1 Cache存储器结构与原理246

5.6.2 Cache的地址映射方式248

5.6.3 替换算法249

5.6.4 Cache的读／写过程250

5.6.5 多层次Cache存储器251

习题5252

第6章 基本输入／输出接口技术255

6.1 I/O接口概述255

6.1.1 I/O信息的种类255

6.1.2 I/O接口的功能256

6.1.3 I/O接口的基本结构257

6.1.4 I/O端口的编址方式257

6.2 简单的I/O接口258

6.3 输入／输出传送控制方式261

6.3.1 程序控制方式261

6.3.2 中断传送方式265

6.3.3 直接存储器存取（DMA）传送方式265

习题6267

第7章 中断技术268

7.1 中断技术概述268

7.1.1 中断的概念268

7.1.2 中断源与中断分类269

7.1.3 中断系统的功能271

7.1.4 中断处理过程272

7.1.5 中断优先级的排队275

7.2 8086中断系统277

7.2.1 8086的中断分类278

7.2.2 中断向量表280

7.2.3 中断的响应过程281

7.3 Pentium处理器的中断机制283

7.3.1 实地址方式下的中断机制283

7.3.2 保护虚地址方式下的中断机制283

7.3.3 中断向量号分配285

7.3.4 中断／异常的检测、响应、处理过程286

7.4 8259A可编程中断控制器287

7.4.1 功能概述287

7.4.2 8259A内部结构与外部引脚287

7.4.3 内部端口寻址与读／写控制289

7.4.4 8259A的中断工作过程290

7.4.5 命令字格式与应用编程291

7.5 中断程序设计305

7.5.1 中断程序设计方法305

7.5.2 中断程序设计举例307

习题7311

第8章 可编程接口芯片及其应用313

8.1 概述313

8.2 定时计数控制接口313

8.2.1 8253定时／计数器314

8.2.2 8254定时器／计数器323

8.3 可编程并行接口324

8.3.1 8255A可编程并行接口芯片324

8.3.2 并行打印机接口332

8.3.3 键盘接口336

8.3.4 LED数码显示接口340

8.4 串行通信和串行接口343

8.4.1 串行通信的基本概念343

8.4.2 可编程串行通信接口芯片825 1A349

8.4.3 8251A的编程及应用355

8.5 模拟I/O接口358

8.5.1 概述358

8.5.2 D/A转换器及其与CPU的接口359

8.5.3 A/D转换器及其与CPU的接口367

习题8381

第9章 微机总线与微机体系结构383

9.1 总线概述383

9.1.1 总线基本概念和分类383

9.1.2 总线基本功能384

9.1.3 总线标准385

9.1.4 总线数据传输385

9.1.5 总线裁决方式386

9.1.6 局部总线技术388

9.1.7 PC系列机中系统总线的发展简介388

9.2 ISA总线389

9.2.1 ISA总线结构及特点389

9.2.2 PC总线引脚定义389

9.2.3 ISA总线引脚定义391

9.3 PCI总线391

9.3.1 PCI的提出391

9.3.2 PCI系统的一般概念392

9.3.3 PCI总线的特点393

9.3.4 PCI总线结构与引脚定义394

9.3.5 PCI总线的应用396

9.4 USB通用串行总线397

9.4.1 USB概述397

9.4.2 USB的特点397

9.4.3 USB总线结构398

9.4.3 USB总线体系结构400

9.4.4 USB的软件结构401

9.4.5 USB的数据传输402

9.5 IEEE 1394高速串行总线402

9.5.1 IEEE 1394的主要性能特点403

9.5.2 IEEE 1394系统结构及工作原理403

9.5.3 IEEE 1394传输方式与工作过程404

9.5.4 IEEE 1394与USB的比较404

9.5.5 IEEE1 394接口的应用405

9.6 AGP总线406

9.6.1 AGP系统结构407

9.6.2 AGP的特点407

9.6.3 AGP的工作方式408

9.7 CAN总线408

9.7.1 CAN总线概述409

9.7.2 CAN总线的发展409

9.7.3 CAN总线的应用410

9.8 微型计算机体系结构411

9.8.1 基于8088—PC总线的微机结构411

9.8.2 基于80286—ISA总线的微机结构413

9.8.3 基于80386/80486—ISA总线的微机结构414

9.8.4 基于80486—EISA总线的微机体系结构415

9.8.5 基于Pentium—ISA/PCI总线，南北桥结构的微机体系结构416

9.8.6 基于Pentium ll—ISA/PCI/AGP总线，南北桥结构的微型机体系结构417

9.8.7 基于Pentium Ⅲ—中心结构的微型机体系结构418

9.8.8 基于Pentium 4—中心结构的微型机体系结构420

习题9421

第10章 嵌入式系统422

10.1 嵌入式系统概述422

10.1.1 嵌入式系统的概念422

10.1.2 嵌入式系统的历史与现状422

10.1.3 嵌入式系统的体系结构及特点423

10.1.4 嵌入式系统的特点426

10.1.5 嵌入式系统的应用领域和发展方向426

10.2 嵌入式硬件系统428

10.2.1 硬件基本组成428

10.2.2 嵌入式微处理器简介429

10.3 嵌入式软件系统437

10.3.1 嵌入式软件系统概述437

10.3.2 嵌入式操作系统440

10.4 嵌入式应用系统开发446

10.4.1 嵌入式系统开发流程446

10.4.2 交叉编译与链接447

10.4.3 远程调试448

10.4.4 测试与优化448

习题10449

附录1 8086/8088指令系统450

附录2 系统中断465

参考文献479