新版已上市:
本书由具有丰富教学、科研实践经验的教师编写,经过多所高等学校多年教学实践的检验,历经数次改版,始终畅销不衰。
1)定位明确。
教材面向非计算机专业理工科学生。适用学时:56-64学时
2)重点突出,兼顾基本原理与新技术发展。
教学以基本原理为主导。在系统介绍16位处理器的基础上,也用一定篇幅介绍了微型计算机的新技术。
3)例题丰富,形式多样,与实际应用紧密结合。
考虑到读者特点,本书加入了大量与实际工程应用相结合的设计示例,并加入了详细的分析说明。
4)配套资源丰富
本书是“微机原理与接口技术”陕西省精品资源共享课程及同名MOOC配套教材,课程网站和即将在“中国大学MOOC”平台上线的“微机原理与接口技术”为学习者提供了丰富的各类教学资源。
《微型计算机原理与接口技术(第3版)/高等学校计算机基础教育教材精选》是《微型计算机原理与接口技术》的第3版。作者根据计算机技术的发展及实际教学中的体会,除对原稿部分文字进行修订外,还对包括系统总线、汇编语言程序设计、半导体存储器等在内的部分内容做了一定的调整和扩充。考虑到读者对象的需求和实用性,本版仍以Intel80x86系列微处理器为平台,介绍其3个不同时期的典型代表-8088、80386及Pentium4的基本结构和工作原理;保持了第2版中基本指令系统、输入/输出系统、接口电路设计内容的叙述风格。另外,此次改版依然保持了原版注重实际应用的特点,在强调基本概念的基础上,使用了大量实例来阐明各种应用问题,同时也融入了作者在使用原教材教学过程中的体会,实用性较强。
《微型计算机原理与接口技术(第3版)/高等学校计算机基础教育教材精选》可作为普通高等学校非计算机类各专业本科学生的“微机原理与接口技术”课程的教材,也可作为成人高等教育的培训教材及广大科技工作者的自学参考书。
吴宁 教授,硕士生导师。长期从事计算机基础教学与研究工作,任“大学计算机基础”国家精品资源共享课及“微机原理与接口技术”陕西省精品资源共享课程负责人。
主要研究方向为学习行为大数据分析、智能学习指导与个性化推荐;先后主持国家和省、市等多项科研项目及省、校教改研究项目,编写出版包括普通高等教育“十五”和“十一五”国家ji规划教材在内的各类教材10余种;先后获国家和省级教学成果奖、陕西省和西安市科技二等奖、陕西省优秀教材二等奖及多项校级教材奖和教学优秀奖。
冯博琴 教授,博士生导师,1965年毕业于西安交通大学计算数学专业。2001~2005年任教育部高校计算机科学与技术教学指导委员会副主任、非计算机专业计算机课程教学指导分委员会主任委员。首届国家ji教学名师。曾获国家ji教学成果一等奖,国家ji教学成果二等奖,国家ji优秀教材一等奖和二等奖。
第1章 微型计算机基础概论
1.1 微型计算机系统
1.1.1 微型计算机的发展
1.1.2 微型计算机的工作过程
1.1.3 微机系统的组成
1.2 计算机中的数制及编码
1.2.1 常用记数制
1.2.2 各种数制之间的转换
1.2.3 计算机中的二进制数表示
1.2.4 二进制编码
1.3 无符号二进制数的算术运算和逻辑运算
1.3.1 二进制的算术运算
1.3.2 无符号数的表示范围
1.3.3 二进制数的逻辑运算
1.3.4 基本逻辑门及常用逻辑部件
1.4 有符号二进制数的表示及运算
1.4.1 有符号数的表示方法
1.4.2 补码数与十进制数之间的转换
1.4.3 补码的运算
1.4.4 有符号数的表示范围
习题
第2章 微处理器与总线
2.1 微处理器概述
2.1.1 运算器
2.1.2 控制器
2.2 8088/8086微处理器
2.2.1 8088/8086CPU的特点
2.2.2 8088CPU的外部引脚及其功能
2.2.3 8088/8086CPU的功能结构
2.2.4 8088/8086CPU的存储器组织
2.2.5 8088/8086CPU的工作时序
2.3 80386微处理器
2.3.1 80386微处理器的主要特性
2.3.2 80386的内部结构
2.3.3 80386的主要引脚信号
2.3.4 80386的内部寄存器
2.3.5 80386的工作模式
2.4 Pentium4(奔腾4)微处理器
2.4.1 Pentium4微处理器中的新技术
2.4.2 Pentium4CPU的结构
2.4.3 Pentium4的存储器管理
2.4.4 奔腾4的基本执行环境
2.5 总线
2.5.1 概述
2.5.2 总线的基本功能
2.5.3 常用系统总线和外设总线标准
2.5.4 8088系统总线
习题
第3章 8086/8088指令系统
3.1 概述
3.1.1 指令的基本构成
3.1.2 指令的执行时间
3.1.3 CISC和RISC指令系统
3.2 寻址方式
3.2.1 立即寻址
3.2.2 直接寻址
3.2.3 寄存器寻址
3.2.4 寄存器间接寻址
3.2.5 寄存器相对寻址
3.2.6 基址——变址寻址
3.2.7 基址——变址——相对寻址
3.2.8 隐含寻址
3.3 8086指令系统
3.3.1 数据传送指令
3.3.2 算术运算指令
3.3.3 逻辑运算和移位指令
3.3.4 串操作指令
3.3.5 程序控制指令
3.3.6 处理器控制指令
3.4 Pent:ium新增指令简介
3.4.1 80x86虚地址下的寻址方式
3.4.2 80x86CPU新增指令简述
习题
第4章 汇编语言程序设计
4.1 汇编语言源程序
4.1.1 汇编语言源程序的结构
4.1.2 汇编语言语句类型及格式
4.1.3 数据项及表达式
4.2 伪指令
4.2.1 数据定义伪指令
4.2.2 符号定义伪指令
4.2.3 段定义伪指令
4.2.4 设定段寄存器伪指令
4.2.5 过程定义伪指令
4.2.6 宏命令伪指令
4.2.7 模块定义与连接伪指令
4.3 BIOS和DOS功能调用
4.3.1 BIOS功能调用
4.3.2 DOS功能调用
4.4 汇编语言程序设计基础
4.4.1 程序设计概述
4.4.2 顺序程序
4.4.3 分支程序
4.4.4 循环程序
4.4.5 子程序设计
4.4.6 常用程序设计举例
习题
第5章 存储器系统
5.1 概述
5.1.1 存储器系统的一般概念
5.1.2 半导体存储器及其分类
5.1.3 半导体存储器的主要技术指标
5.2 随机存取存储器RAM
5.2.1 静态随机存取存储器SRAM
5.2.2 动态随机存取存储器DRAM
5.2.3 存储器扩展技术
5.3 只读存储器ROM
5.3.1 EPROM
5.3.2 EEPROM(EOPROM)
5.3.3 闪存FLASH
5.4 高速缓冲存储器Cache
5.4.1 Cache的工作原理
5.4.2 Cache的读写操作
5.4.3 Cache与主存的存取一致性
5.4.4 Cache的分级体系结构
5.5 半导体存储器设计举例
习题
第6章 输入/输出和中断技术
6.1 输入/输出系统概述
6.1.1 I/O系统的特点
6.1.2 I/O接口的基本功能
6.1.3 I/O端口的编址方式
6.1.4 I/O端口地址的译码
6.2 简单接口电路
6.2.1 接口电路的基本构成
6.2.2 三态门接口
6.2.3 锁存器接口
6.2.4 简单接口的应用举例
6.3 基本输入/输出方式
6.3.1 无条件传送方式
6.3.2 查询方式
6.3.3 中断方式
6.3.4 直接存储器存取方式
6.4 中断技术
6.4.1 中断的基本概念
6.4.2 中断处理的一般过程
6.4.3 8086/8088中断系统
6.5 可编程中断控制器8259A
6.5.1 8259A的引线及内部结构
6.5.2 8259A的工作过程
6.5.3 8259A的工作方式
6.5.4 8259A的初始化编程
6.5.5 中断程序设计概述
习题
第7章 常用数字接口电路
7.1 并行通信与串行通信
7.1.1 并行通信
7.1.2 串行通信
7.2 可编程定时/计数器8253
7.2.1 8253的引线及结构
7.2.2 8253的工作方式
7.2.3 8253的控制字
7.2.4 8253的应用
7.3 可编程并行接口8255
7.3.1 8255的引线及结构
7.3.2 8255的工作方式
7.3.3 8255的控制字及状态字
7.3.4 8255的应用
7.4 可编程串行接口8250
7.4.1 8250的外部引线及功能
7.4.2 8250的结构及内部寄存器
7.4.3 8250的工作过程
7.4.4 8250的应用
习题
第8章 模拟量的输入/输出
8.1 模拟量的输入/输出通道
8.1.1 模拟量输入通道
8.1.2 模拟量输出通道
8.2 D/A转换器
8.2.1 D/A转换器的基本原理及技术指标
8.2.2 典型D/A转换器芯片DAC0832
8.2.3 D/A转换器的应用
8.3 A/D转换器
8.3.1 A/D转换器的工作原理及技术指标
8.3.2 典型A/D转换器芯片AI)C0809
习题
附录A ASCII码表
附录B 8088CPU部分引脚信号功能
附录B.1 SSo、IO/M、DT/R的组合及对应的操作
附录B.2 S2、S1、S。的组合及对应的操作
附录B.3 QS1、QSc的组合及对应的操作
附录C 8086/8088指令执行时间及指令简表
附录C.1 常用指令执行时间
附录C.2 8086/8088指令简表
附录D 8086/8088微机的中断一
附录D.1 中断类型分配
附录D.2 DOS软中断
附录D.3 DOS系统功能调用简表
附录E BIOS软中断简要列表
参考文献
《计算机软件技术基础》一书出版以后,得到了广大读者的欢迎,并希望给出该书中所有习题的参考答案。为了满足读者的要求,作者在修订《计算机软件技术基础》一书时,同时将《计算机软件技术基础》(第三版)一书中的所有习题按章给出参考答案,对有些习题还给出了详细分析。
对于要求编写算法的习题,根据题目的特点,有的将同时给出面向过程和面向对象的C++描述。
书中的大部分算法都用C++语言编程调试过。
由于时间紧迫与水平有限,书中难免有错误或不妥之处,肯请读者批评指正。
作 者2010年6月
读完这本书,我最大的感受是,它让我拥有了一种“俯瞰”微型计算机系统的能力。很多时候,我们只看到了应用程序的界面,却不知道背后发生了多少复杂而精妙的设计。《微型计算机原理与接口技术(第3版)》就像是一张高清的“X光片”,将微型计算机的内部结构清晰地呈现在读者面前。我尤其对书中关于存储器管理的部分印象深刻。它不仅介绍了不同类型的存储器(如SRAM、DRAM、ROM)的特性,还深入讲解了内存地址空间、内存映射I/O以及各种存储器接口的电路设计。这些内容对于理解计算机是如何高效地访问和管理海量数据的至关重要。书中还详细讲解了DMA(直接内存访问)技术,这让我明白,原来CPU并不是时刻都在搬运数据,而是可以将数据传输的任务委托给DMA控制器,从而提高CPU的利用率。这种对底层优化技术的揭示,让我对计算机系统的效率有了更深刻的认识。这本书的叙述方式非常注重逻辑性和条理性,每一个概念的提出都有充分的铺垫,每一个原理的讲解都有详细的论证。读起来仿佛在走一条登山之路,每攀登一步,都能看到更广阔的风景。它让我意识到,每一个看似简单的操作背后,都凝聚着无数工程师的智慧和努力。
评分翻开《微型计算机原理与接口技术(第3版)》,我仿佛置身于一个充满逻辑和秩序的世界。这本书的语言风格十分精炼,每一个词语都恰到好处,没有丝毫的浪费。它将微型计算机复杂的内部世界,用一种清晰而系统的方式展现出来。我印象最深刻的是书中关于I/O(输入/输出)接口的讲解。当年我对各种I/O端口,如串口、并口、键盘接口等,都感到十分神秘。这本书通过对这些接口的工作原理、信号时序以及与CPU的交互方式的详细阐述,将这些神秘的面纱一一揭开。它不仅讲解了如何通过寄存器来控制I/O设备,还介绍了中断驱动I/O和轮询式I/O的区别和优劣。这让我理解了为什么不同的I/O设备会有不同的驱动方式。此外,书中对键盘和鼠标这类常用输入设备的接口原理的分析,也让我对我们日常使用的输入设备有了更深的认识。它让我明白,每一次按键、每一次鼠标的移动,背后都有一套复杂的硬件信号传输和处理过程。这本书的优点在于,它不仅仅是知识的堆砌,更是对一种工程思维的培养,让你学会如何去分析和理解复杂的硬件系统。
评分这本书给我带来的最大感受,是它的“实在”。在这个信息爆炸的时代,很多书籍喜欢用华丽的辞藻和新颖的视角来吸引读者,但往往内容却显得空洞无物。而《微型计算机原理与接口技术(第3版)》则完全不同,它就像一位经验丰富的老工匠,一板一眼地向你展示手中的工具和技艺。书中关于各种接口技术的部分,是我曾经最感到棘手的。遥想当年,接触到诸如并行接口、串行接口、中断控制等概念时,总觉得它们像是无法触及的黑箱。然而,这本书的描述却异常具体,它会详细讲解每一种接口的工作方式、信号线的作用、以及它们是如何与CPU进行数据交互的。我特别喜欢书中对USB接口的讲解,它并没有停留在USB只是一个“插上去就能用的接口”的表面,而是深入剖析了USB的总线结构、数据传输协议、设备枚举过程等,这让我对这个日常生活中屡见不鲜的技术有了全新的认识。书中还穿插了一些实际的电路设计和调试的指导,虽然我没有机会亲手去实践,但光是阅读这些文字,就足以让我感受到作者在编写过程中所倾注的心血。它不仅仅是理论知识的传授,更是对一种工程思维的培养。这本书让我明白,理解微型计算机的本质,不仅仅在于掌握那些复杂的指令和时序,更在于理解这些组件是如何协同工作,最终实现我们所看到的各种功能的。它的叙述风格朴实无华,没有丝毫的卖弄,只有对知识本身的敬畏和对读者学习的负责。
评分这是一本让我真正“看见”微型计算机内部运作的书。我一直觉得,学习微型计算机原理,就像是在学习一门新的语言,而这本书就是那位最耐心的语言老师。它不会像某些教材那样,突然抛出一堆晦涩的术语,让你摸不着头脑。相反,它总是循序渐进,用最清晰的语言,最形象的比喻,来解释每一个概念。我尤其喜欢书中关于数据通路和控制通路的讲解。当年学习CPU内部结构时,总是觉得那些数据线和控制线交织在一起,像是一团乱麻。但这本书通过绘制清晰的流程图和示意图,将数据的流动和控制信号的传递过程一一呈现,让我豁然开朗。我能够清晰地看到,数据是如何从内存加载到寄存器,如何在ALU中进行运算,然后又如何写回内存或输出到外设。这种“看见”的能力,极大地增强了我对微型计算机工作机制的理解。此外,书中对汇编语言的讲解,也恰到好处。它并没有深入到复杂的汇编指令细节,而是通过一些经典的例子,展示了汇编语言与硬件之间的紧密联系,以及如何利用汇编语言去控制硬件。这让我明白,汇编语言不仅仅是某种“低级”语言,更是理解硬件工作原理的一把钥匙。这本书没有刻意追求时髦的术语,而是专注于最核心、最基础的原理,这使得它具有很强的生命力,无论技术如何发展,这些基本原理都将是永恒的。
评分这本书给我带来的最深刻体验,是它对“原理”二字的极致追求。很多同类书籍,在介绍接口技术时,往往会侧重于“怎么用”,而这本书则始终不忘“为什么”。它就像是一位考古学家,一层一层地剥开微型计算机的“外壳”,让你看到其核心的“骨骼”和“脉络”。我记得当年在学习中断控制器的时候,总是对那种“突然被打断”的感觉感到困惑,不理解CPU为什么会响应中断,中断发生后CPU又会执行什么样的流程。这本书对中断机制的讲解,可以说是入木三分。它不仅详细介绍了中断请求、中断向量、中断优先级等概念,还通过精巧的时序图,直观地展示了CPU在响应中断时的具体步骤,包括保存现场、跳转到中断服务程序、执行中断服务、恢复现场等。读到这里,我仿佛亲眼目睹了CPU如何高效地处理各种外部事件,理解了这种机制对于提高系统效率和实时性的重要性。此外,书中对于存储器接口的讲解也让我受益匪浅。它不仅区分了ROM和RAM的不同,还详细阐述了它们与CPU的连接方式、地址译码原理以及数据传输的细节。我甚至能想象到,当年设计这些接口电路时的工程师们,是如何绞尽脑汁去优化速度、降低功耗的。这本书的价值在于,它让你不仅仅是“知道”某个接口的存在,而是真正“理解”它的工作原理,这对于未来从事相关技术研究或开发的人来说,是弥足珍贵的。
评分我拿到这本《微型计算机原理与接口技术(第3版)/高等学校计算机基础教育教材精选》,最直观的感受是它的“厚重感”。这种厚重感不仅仅体现在它的物理尺寸上,更体现在它所承载的丰富而深刻的知识。书中关于微处理器指令系统的讲解,是我曾经最感到头疼的部分。不同的指令集,不同的寻址方式,总是让人眼花缭乱。然而,这本书通过对几种典型微处理器的指令集进行分析,并辅以大量的汇编语言示例,让我逐渐掌握了理解和分析指令的规律。我尤其喜欢书中对乘法和除法指令的讲解,它不仅展示了这些复杂运算在硬件层面是如何实现的,还分析了不同指令的执行周期和效率。这让我意识到,即使是看似简单的运算,背后也蕴含着精妙的设计。此外,书中对中断响应和异常处理机制的深入剖析,也让我对微型计算机的鲁棒性有了更深的理解。它让我明白,当系统遇到意外情况时,CPU是如何通过一系列机制来保证程序的正常运行,或者至少是以一种可控的方式结束。这本书的优点在于,它并没有刻意去追赶最新的技术潮流,而是专注于那些经过时间考验、构成了微型计算机基础的核心原理。这使得这本书的内容具有很强的持久性和普适性,即使在技术日新月异的今天,依然能够为读者提供宝贵的知识财富。
评分这本书给我带来的,是一种“从宏观到微观”的理解过程。我曾经觉得,微型计算机是一个整体,很难去拆解和分析。《微型计算机原理与接口技术(第3版)》则打破了这种界限,它先从整体的系统架构入手,然后逐步深入到各个子系统的细节。我特别喜欢书中关于系统总线和总线控制器的讲解。它详细阐述了不同类型的总线(如ISA、PCI、AGP)的结构和工作方式,以及CPU如何通过总线控制器与其他硬件设备进行通信。这让我理解了微型计算机内部各个组件是如何连接起来,形成一个统一的整体。而且,书中还对各种总线的电气特性和时序进行了详细的描述,这对于理解不同设备之间的兼容性和性能瓶颈至关重要。此外,书中关于存储器映射和端口映射I/O的讲解,也让我对CPU如何访问不同的硬件资源有了更清晰的认识。它让我明白,CPU是通过地址来区分内存和I/O设备的,并且对它们有着不同的访问方式。这本书的叙述逻辑非常清晰,就像一位经验丰富的导游,带领你参观一座宏伟的建筑,让你了解它的整体布局,再带你深入到每一个房间,了解它的细节构造。
评分拿到这本《微型计算机原理与接口技术(第3版)/高等学校计算机基础教育教材精选》,我脑海里浮现的是大学时期那个充满挑战和探索的年代。虽然如今我已经远离了课堂,但翻开这本书,仿佛又回到了那个埋头苦读、与电路板为伴的时光。这本书的封面设计简洁大方,没有过多花哨的图饰,透着一股严谨和专业的味道。内页纸张质感不错,印刷清晰,即使是复杂的电路图和时序图也能看得清清楚楚,这一点对于需要反复揣摩的读者来说至关重要。我记得当时学习微型计算机原理时,最头疼的就是各种指令集和总线的工作原理,总是需要花费大量时间去理解那些抽象的概念。这本书的优点在于,它将复杂的知识点分解得很细致,通过大量的图例和表格,将抽象的概念具象化,让读者更容易理解。例如,书中关于CPU内部结构的部分,我印象特别深刻,作者并没有直接抛出枯燥的逻辑门和寄存器,而是循序渐进地介绍了CPU是如何处理指令,如何进行算术逻辑运算的,这对我这个当年脑袋里只有“0”和“1”的初学者来说,无疑是一场及时雨。而且,书中不仅仅是理论的堆砌,还穿插了许多实际应用的案例,比如如何用汇编语言编写一个简单的程序来控制LED闪烁,这些小小的实践环节,极大地激发了我学习的兴趣,也让我看到了理论知识在实际中的应用价值。这本书的章节安排也十分合理,从最基础的二进制和逻辑运算开始,逐步深入到CPU的结构、指令系统、存储器接口、输入输出接口等等,每一章都承上启下,为后续内容的学习打下了坚实的基础。读这本书,我感觉像是走在一条精心铺设的知识大道上,每一步都踏实而清晰,不会因为内容的跳跃而感到迷茫。
评分初次翻阅《微型计算机原理与接口技术(第3版)》,我便被其扎实的内容和严谨的逻辑所吸引。这本书并非那种“点到为止”的教材,它更像是一位循循善诱的导师,带领读者深入探索微型计算机的每一个角落。我尤其欣赏书中对数据总线、地址总线和控制总线之间协同工作的细致描述。在我过去的学习经历中,总感觉这三者之间的关系有些模糊,这本书通过大量的实例和图示,将它们之间的紧密配合展现得淋漓尽致。例如,它详细解析了CPU如何通过地址总线选中特定的内存单元或I/O端口,又如何通过数据总线传输数据,最后通过控制总线发出读写命令。这种对总线工作机制的透彻讲解,让我深刻理解了微型计算机内部数据流动的“生命线”。此外,书中对各种中断的分类和处理机制的讲解,也让我印象深刻。它详细阐述了硬件中断、软件中断、不可屏蔽中断等不同类型的区别,以及CPU是如何根据中断类型和优先级进行响应和处理的。这对于理解实时操作系统和多任务处理至关重要。这本书的语言风格朴实无华,没有冗余的修饰,每一个字句都紧密围绕着知识本身。它仿佛是一位经验丰富的工程师在娓娓道来,让你在不知不觉中,便构建起了对微型计算机系统运作的完整认知。
评分这本书给我带来的,是一种“从无到有”的构建感。我曾一度认为,微型计算机的原理遥不可及,但读了这本书,我才发现,原来那些复杂的系统,都是由最基础的逻辑门和电路组成的。《微型计算机原理与接口技术(第3版)》的优势在于,它从最基本的二进制数和逻辑运算开始,一步步构建起微型计算机的各个组成部分。我记得书中关于CPU的ALU(算术逻辑单元)的讲解,它详细介绍了加法器、减法器、逻辑运算单元是如何通过逻辑门实现的,这让我真正理解了“计算机是按照指令进行运算”这句话的物理基础。此外,书中对时序控制器的讲解也让我受益匪浅。它详细描述了CPU如何生成各种控制信号,以协调数据在不同部件之间的传输和处理。这种对CPU内部“大脑”工作的细致剖析,让我仿佛看到了一个精密运转的时钟,每一个脉冲都精准地控制着整个系统的节奏。这本书的优点在于,它从来不回避技术细节,而是将这些细节以清晰易懂的方式呈现给读者。它让我明白,理解微型计算机的原理,就是要理解它的每一个“零件”是如何工作的,以及这些“零件”又是如何协同工作的。这种对底层原理的深入挖掘,是这本书最宝贵的财富。
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