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『簡體書』微型计算机原理及应用(王建宇)(第三版)

書城自編碼: 4148958
分類:簡體書→大陸圖書→教材研究生/本科/专科教材
作者: 王建宇、孙金生、林嵘、何新 编著
國際書號(ISBN): 9787122478962
出版社: 化学工业出版社
出版日期: 2025-04-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:HK$ 64.9

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內容簡介:
本书紧紧围绕微型计算机原理和应用主题,以8086/8088为主线,系统分析了16位微型计算机的基本知识、基本组成和体系结构,介绍了8086/8088系统中的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧、存储器的组成和构成方法,结合实际应用分析了常见的可编程接口芯片Intel 8251、Intel 8253、Intel 8237、Intel 8259和Intel 8255基本结构和典型应用,A/D、D/A转换原理及典型芯片,并对现代微机系统中涉及的总线技术、高性能计算机的体系结构和主要技术做了简要分析。本书注重理论联系实际、突出实用技术,内容简明扼要、融入作者多年的经验和体会,配套了相应的数字教材资源,丰富了教学手段,可作为高等院校非计算机专业本、专科生微机原理及应用技术教材,也可作为工程技术人员学习和应用相关内容的参考材料。
目錄
第1章微型计算机基础001
1.1微机的发展与特点001
1.1.1微机的发展历史001
1.1.2微机的特点002
1.1.3微机系统的主要技术指标002
1.2微机的组成结构与工作过程003
1.2.1微机的组成结构003
1.2.2微机的工作过程006
1.3计算机中数的表示与编码008
1.3.1数制及其转换008
1.3.2带符号数的表示012
1.3.3定点数与浮点数014
1.3.4计算机中的编码015
习题与思考题017
第2章8086/8088微处理器018
2.18086/8088微处理器特点018
2.28086/8088CPU的结构019
2.2.18086/8088 CPU的编程结构019
2.2.2存储器组织021
2.2.38086/8088CPU的工作模式和引脚信号及功能023
2.2.4系统典型配置027
2.3典型时序分析028
2.3.1基本概念028
2.3.28086/8088微机系统的基本操作029
2.3.3最小模式下的典型时序029
2.3.4最大模式下的典型时序031
习题与思考题033
第3章8086/8088指令系统034
3.18086/8088寻址方式034
3.28086/8088指令系统038
3.2.1数据传送类指令038
3.2.2算术运算指令043
3.2.3逻辑运算和移位指令049
3.2.4程序控制指令054
3.2.5串操作类指令059
3.2.6标志处理和CPU控制类指令062
习题与思考题062
第4章汇编语言程序设计065
4.1汇编语言的基本元素065
4.1.1汇编语言的语句格式065
4.1.2汇编语言的运算符066
4.1.3表达式068
4.1.4汇编语言程序汇编步骤070
4.2伪指令071
4.2.1定义数据伪指令071
4.2.2符号定义伪指令EQU、PURGE及=072
4.2.3段定义伪指令SEGMENT和ENDS072
4.2.4段寄存器定义伪指令ASSUME073
4.2.5过程定义伪指令PROC和ENDP074
4.2.6宏指令075
4.2.7定位伪指令ORG076
4.2.8汇编结束伪指令END076
4.3汇编程序设计076
4.3.1顺序程序设计077
4.3.2分支程序设计079
4.3.3循环程序设计081
4.3.4子程序设计089
4.3.5MASM与高级语言的接口093
4.3.6DOS功能调用097
习题与思考题099
第5章存储器系统101
5.1概述101
5.1.1存储器分类101
5.1.2存储器系统结构102
5.2随机存储器RAM104
5.2.1静态RAM104
5.2.2动态RAM105
5.3只读存储器ROM108
5.3.1掩模ROM108
5.3.2可编程的ROM109
5.3.3可擦除可编程序的ROM109
5.3.4电擦除可编程ROM112
5.3.5快擦型存储器112
5.4存储器芯片扩展及其与CPU的连接113
5.4.1存储器芯片与CPU的连接113
5.4.2存储器芯片的扩展113
5.5高速缓冲存储器Cache121
5.5.1主存-Cache层次结构121
5.5.2Cache的基本工作原理123
5.5.3地址映像123
5.5.4替换策略125
5.5.5PⅢ中采用的Cache技术126
5.6虚拟存储器127
5.6.1主存-辅存层次结构127
5.6.2虚拟存储器的基本概念128
5.6.3页式虚拟存储器129
5.6.4段式虚拟存储器130
5.6.5段页式虚拟存储器131
习题与思考题131
第6章输入输出接口技术133
6.1I/O接口概述133
6.1.1接口的功能及其作用133
6.1.2接口的分类134
6.1.3I/O接口与系统的连接135
6.1.4I/O端口的编址方法137
6.2输入/输出数据的传输控制方式138
6.2.1程序方式138
6.2.2中断方式142
6.2.3DMA方式146
6.38086/8088的中断操作147
6.3.1中断分类与中断类型码147
6.3.2中断向量与中断向量表148
6.3.3中断响应过程与时序150
6.4可编程中断控制器Intel 8259A152
6.4.18259A的结构及主要功能152
6.4.28259A的编程155
6.4.38259A的级联160
6.4.48259A的工作方式小结164
6.4.58259A的应用举例165
6.5可编程DMA控制器Intel 8237A169
6.5.18237A的编程结构与主要功能169
6.5.28237A的编程172
6.5.38237A的操作时序178
6.5.4DMA33/66/100简介178
习题与思考题179
第7章可编程定时器/计数器Intel 8253181
7.18253的功能与编程结构181
7.1.18253的主要功能181
7.1.28253的内部结构182
7.1.38253的引脚功能182
7.28253的初始化编程183
7.2.18253的控制字184
7.2.28253的计数初值185
7.2.38253的初始化编程185
7.2.48253的计数器读操作186
7.38253的工作方式187
7.48253的应用191
7.5其它定时/计数芯片193
习题与思考题194
第8章可编程并行接口芯片Intel 8255A195
8.1并行接口概述195
8.28255A概述196
8.2.18255A的编程结构196
8.2.28255A的引脚功能197
8.2.38255A的工作方式198
8.2.48255A的初始化编程203
8.38255A的应用205
习题与思考题214
第9章串行通信与可编程接口芯片8251A216
9.1串行通信基础216
9.1.1串行通信方式216
9.1.2数据传送方式217
9.1.3信号传输方式218
9.1.4串行接口标准218
9.2可编程串行接口芯片Intel 8251A220
9.2.18251A的基本功能220
9.2.28251A的内部结构220
9.2.38251A的引脚功能222
9.2.48251A的初始化编程224
9.2.58251A应用举例227
习题与思考题232
第10章D/A、A/D转换与接口技术235
10.1D/A转换器的工作原理235
10.1.1权电阻网络D/A转换器236
10.1.2R-2R T型电阻网络D/A转换器236
10.1.32nR电阻分压式D/A转换器237
10.1.4集成化D/A转换器237
10.2数/模转换器芯片及其接口技术238
10.2.1D/A转换器的主要性能参数238
10.2.2D/A转换器芯片DAC0832238
10.2.3数/模转换器芯片与微处理器接口时需注意的问题243
10.3模/数转换芯片及其接口技术244
10.3.1从物理信号到电信号的转换244
10.3.2采样、量化与编码245
10.3.3A/D转换器的工作原理246
10.3.4A/D转换器的性能参数和术语247
10.3.5A/D转换器芯片ADC0809247
10.3.6模/数转换器芯片与微处理器接口需注意的问题253
习题与思考题255
第11章总线技术256
11.1总线标准与分类、总线传输256
11.1.1总线标准与分类256
11.1.2总线传输257
11.2PC总线259
11.2.1ISA工业标准总线259
11.2.2EISA扩展的工业标准结构总线263
11.2.3VESA总线264
11.2.4PCI总线264
11.2.5加速图形端口266
11.3系统总线266
11.4通信总线267
11.4.1IEEE 488总线267
11.4.2RS-232C总线271
11.4.3RS-423A/422A/485
总线271
习题与思考题273
第12章高性能微处理器及其新技术274
12.132位微处理器芯片274
12.1.180X86芯片发展274
12.1.2典型32位微处理器278
12.264位CPU简介281
12.3高性能微机技术284
12.3.1流水线技术284
12.3.2精简指令集技术285
12.3.3多媒体扩展技术287
12.3.4单指令多数据技术288
12.3.5线程级并行技术289
12.3.6低功耗管理技术290
12.4多核处理器技术291
12.4.1双核处理器的诞生291
12.4.2Intel智能酷睿多核处理器293
12.4.3微处理器技术发展的新时代296
习题与思考题301
参考文献302
內容試閱
第三版前言
本书自2007年1月第2版出版以来,微机技术经历了快速发展,已广泛应用于各个行业。本教材经过了近20年的教学应用实践,先后被多所学校选做教材,第2版已印刷12次,被列入普通高等教育“十一五”国家级规划教材,荣获江苏省重点教材及兵工高校优秀教材等荣誉。本书依托的课程“微机原理及应用”获批江苏省精品课程、江苏省一类优秀课程、江苏省在线开放课程和江苏省一流本科课程。
随着课程教学实践和改革不断深入,新的教学手段不断涌现,以及大学本科(非计算机专业)培养方案的不断调整,结合混合式教学、翻转课堂等需求,我们对本书的内容、重难点、学时数等进行了重新安排。第三版的修订思路是:以微型计算机的四大组成部分为主线来安排教材的章节,为此,将原书的第1章进行了划分,保留微型计算机的基础知识并增加了计算机中数的表达方式为新的第1章,8086/8088微处理器独立出来为第2章。调换了原来第5章定时与计数和第6章输入输出控制的先后次序,并把并行接口技术和串行接口技术分开,这样,从微处理器、存储器、输入输出控制、输入输出接口、总线到软硬件应用(汇编程序设计和A/D、D/A转换),每一章均相对独立又互相配合,内容与难度上则循序渐进,有利于学生形成一个完整的微型计算机的概念,并了解其中的工作原理和处理流程。第12章高性能微机技术简介则给出了当前流行的且广泛应用于微处理器中的各种新技术,以开阔学生的视野。
本书第三版延续第二版的特点,修订注重基本概念和基本原理,立足应用,尽量用较简洁、通俗的语言讲清与微机组成相关的基本概念和工作流程。对上一版教材中的例题进行了部分改进和增加,对每一例题都给出了详细的设计分析思路,并尽可能地给出完整的硬件设计图和相应程序代码,使学生能通过这些例题,加深对基本概念及工作流程的理解,与文字讲述相得益彰。为达到举一反三的目的,有些例题还给出了进一步思考的问题,以引导、开阔学生的思路。
为贯彻“为党育人、为国育才”教育方针,落实立德树人根本任务,本书在编写过程中,融入大量的课程思政元素。在第1、2、5章分别增加了龙芯的发展 、龙芯CPU架构及主要产品 、代表性的国产微处理器、华为海思半导体产品及国内主要存储器制造公司的视频内容。将专业内容和课程思政有机融合起来,让学生在掌握微型计算机理论知识的同时,感受国家的巨大进步和新时代的伟大变革,激发学生的民族自豪感和家国情怀,充分发挥好教材的育人作用,以帮助全面提高人才自主培养质量。
本书第三版增加了重点、难点内容的在线课程视频讲解,读者可扫描每章章首或封底的二维码查看。同时在中国大学(MOOC)平台每年开设两期同步教学内容,需要的读者可以登录中国大学MOOC网站,搜索由王建宇老师主讲的“微机原理及接口”技术课程,同步在线学习。数字资源的使用丰富了不同的教学手段,可以达到更好地教学效果。
本书的最佳参考学时为48学时,外加不少于8学时的实验与上机。我们有配套的实验指导书和数字资源供同行参考使用。
本书由王建宇、孙金生、林嵘、何新编著,孙金生、林嵘、何新执笔修订,王建宇统稿,数字资源由林嵘和王建宇完成。侯晓霞、戴跃伟担任顾问。感谢所有使用本书的读者对教材所提出的意见和建议。
虽然经过多年的教学改革与实践,取得了较为丰富的成果,但深知编写教材难度很大,尽管反复斟酌、修改仍难免不出纰漏,恳请各位同行在使用中多提宝贵意见,以便改进与提高。
编著者
2025年02月于南京


第二版前言
本书自2001年8月出版以来,经过了5年的教学应用实践,先后被多所学校选作本科生同类课程的教材使用,2006年被评为兵工高校优秀教材二等奖,本书所依托的课程“微机原理及应用”被评为江苏省精品课程。
随着课程教学实践的深入进行,以及大学本科(非计算机专业)培养方案的不断调整,我们对本书的内容编排、重点难点、学时安排等又有了新的认识,为此申报了国家“十一五”规划教材建设并获立项批准。本书第二版的修订思路是:以微型计算机的四大组成部分为主线来安排教材的章节,为此将原书的第6章进行了划分,形成目前的第5章定时与计数和第6章输入输出控制,这样,从微处理器、存储器、输入输出控制、输入输出接口、总线到软硬件应用(汇编程序设计和A/D、D/A转换),每一章均相对独立又互相配合,内容与难度上则循序渐进,有利于学生形成一个完整的微型计算机的概念,并了解其中的工作原理和处理流程。第10章高性能微机技术简介则给出了当前流行的且广泛应用于微处理器中的各种新技术,以开阔学生的视野。
本书第二版的修订注重基本概念和基本原理,有意识地减少了一些芯片内部较繁琐的原理说明,立足应用,尽量用较简洁、通俗的语言讲清与微机组成相关的基本概念和工作流程。对原书中的例题进行了大规模的改进并增加设计了大量新的例题,同时,对每一例题都给出了详细的设计分析思路,并尽可能地给出完整的硬件设计图和相应程序代码,使学生能通过这些例题,加深对基本概念及工作流程的理解,与文字讲述相得益彰。为达到举一反三的目的,有些例题还给出了进一步思考的问题,以引导、开阔学生的思路,其中不少例题的软硬件设计均可直接拿来应用在小型系统中。
本书第二版的另一特点是:针对学生反映本课程抽象难学的特征,我们编写了各章的学习指导,从学生学的角度出发,简明扼要、重点突出地指明本章的目的要求以及如何去学的方法,有利于学生掌握要点、明确方向、少走弯路,同时也有利于教师统一把握教学尺度。
本书的最佳参考学时为64学时,外加不少于16学时的实验与上机。我们有配套的实验指导书和多媒体教学课件供同行参考使用,如需要可联系:txh@cipcomcn。
本书第二版的修订由侯晓霞任主编,王建宇、戴跃伟任副主编,在集体讨论之后,其中第10章由王建宇执笔修订,其余各章均由侯晓霞执笔修订。感谢林嵘老师和殷代红老师以及所有使用本书的学生对教材所提出的意见和建议。
虽执教多年但深知编写教材难度很大,尽管反复斟酌、修改仍难免不出纰漏,恳请各位同行在使用中多提宝贵意见,使本书能越写越好。
编者
2006年10月于南京


第一版前言
近年来,随着科学技术的发展和工艺水平的提高,微处理器芯片在不断地进行更新换代,其字长、集成度、功能、结构等均有了长足的发展。目前,一台普通的微型计算机的功能已超过了20世纪70年代小型机甚至中型机的功能;由多个微处理器构成的系统几乎可以达到大型机的计算能力;而由高档微机组成的图形工作站,使得实时图像处理和网络化大型计算得以实现,从而使科学计算可视化技术走向大众;在工业生产上,由微机控制的自动化生产线,为提高生产能力和产品质量提供了保证;而大量由微处理器控制的仪器、仪表、家用电器、医疗设备等,已成为当今生活中不可缺少的一部分。总之,微型计算机及其应用技术随处可见,充满了生产和生活的各个方面,学习并掌握与之相关的内容,已成为高等院校的学生及社会各界人士的需求和迫切愿望。
为了使学生更好地掌握微机原理与接口技术的核心内容,根据我们多年教学的体会和经验,以及当前各大专院校普遍使用的16位微机实验设备的现状,同时也为满足21世纪培养高素质人才和教学改革的需要,在作者主持完成的“微型计算机原理及应用”课程被评为江苏省优秀课程、相应的教学体系建设成果被评为江苏省优秀教学成果的基础上,我们编写了《微型计算机原理及应用》一书。
本书以8086/8088为主线,讲述了8086/8088微处理器的组成原理、体系结构、汇编语言及程序设计技术、接口技术及应用的有关内容。考虑到学生对计算机知识学习的系统性和完整性,我们将当前高性能微机系统采用的新技术融合到各相关章节中进行了介绍,如高速缓存Cache,PCI、AGP总线技术,USB、1394通讯接口技术等,并在第10章重点分析了高性能微机的体系结构和采用的新技术,这样使学生对微机系统整体结构有一个完整的了解。在第2、3章中,详细介绍了指令系统和汇编程序设计方法,并加入了高级语言与汇编语言的交叉调用内容,同时,增添了同类教材涉及不多的,而且是计算机应用和使用所必须具备的总线技术和A/D、D/A内容。本书作者开发了与本书配套的多媒体教学软件,对购买本书量大的单位,我们将免费赠送该软件。
全书共分十章。第1章微型计算机概述,简要介绍微型计算机的发展、基本结构和工作过程,8086/8088CPU结构、存储器组织及典型时序分析。第2章8086/8088指令系统,主要介绍8086/8088寻址方式和指令系统,对常用指令的寻址方式及操作做了较详细的阐述,同时通过程序举例,帮助读者深入理解指令的功能。第3章汇编语言程序设计,讲述了汇编语言源程序的设计方法,伪指令格式,以及汇编语言程序和高级语言程序的相互调用。第4章存储器系统,论述了存储器的组成及工作原理、存储器系统扩展方法,并介绍了Cache的结构和工作原理等。第5章中断系统,描述了中断的概念及典型中断芯片8259的结构和应用。第6章DMA控制器和定时/计数器,主要介绍了DMA和定时/计数器的工作原理和典型芯片8237、8253的结构和应用。第7章接口与串并行通信,介绍常用并行和串行接口芯片的结构及其与CPU接口方式和编程,同时增加了通用串行接口规范USB及1394技术。第8章总线技术,主要描述总线的有关概念,总线的类别及功能,常用总线的有关规范等。第9章D/A、A/D转换器及其与CPU的接口,讲述了数模转换器和模数转换器的一般工作原理,重点介绍与CPU的接口技术及其编程。第10章高性能微机系统新技术简介,讲述了PⅡ、PⅢ系列微机中采用的新技术,重点分析了MMX、SSE技术和体系结构涉及的寄存器结构、工作方式、存储管理及存储保护技术。每章都有习题与思考题,以便帮助读者理解和掌握有关内容。
本书第6、8、9章由戴跃伟编写,第4、5、7章由侯晓霞编写,其余各章由王建宇编写,全书由王建宇统稿。杨洋、钟晓霞、袁秋林、项文波、施友松、王翔、陈果、秦华旺等参加了本书插图的绘制,在此表示感谢。
由于水平所限,书中难免有谬误之处,恳请广大读者批评指正。
编者
2001年3月于南京

 

 

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