本書在參照中國高等院校計算機基礎教育課程體係要求的基礎上,結閤近些年來我國高等院校計算機基礎教育改革和實踐的基本經驗,跟進計算機硬件技術的新發展,確保教材的先進性與易學性。本書凝聚瞭作者多年來從事計算機硬件教學與教材同步改革 的新成果,經過精細加工而成,其主要特色如下:
(1)定位準確,內容先進。根據多年來對國內外計算機硬件技術及其相關教材發展演變的動態跟蹤與改革趨勢分析,對教材編寫模式與內容做瞭改進,不僅適應於計算機硬件教學與科研的需要,也體現瞭先進性與實用性相結閤的教材改革方嚮。
(2) 結構嚴謹,特色突齣。結構符閤中國高等院校計算機基礎教育課程體係的要求,同時兼顧硬件技術的新發展;反映瞭8086- Pentium係列微處理器結構、編程及接口的主流模式,將16位與32位和新的Pentium 4係列及硬件技術的新發展有機地結閤起來。
(3)條理分明,實用性強。本書保持瞭“以16位機為基礎,追蹤32位和64位主流係列高性能微型計算機的技術發展方嚮”這一基本特色,抓住計算機硬件關鍵技術發展的主綫,使教材做到全局優化,基礎紮實,更新迅速,實用性強。
(4)選材精練,篇幅適中。貫徹“少而精”的原則,文字流暢,深入淺齣,有利於教師將微機硬件知識的精華在有限時間裏教給學生。本書內容豐富,結構閤理,深入淺齣,條理分明,實用性強,選材精細,既可以作為高等院校非計算機專業的教材,也可以作為成人教育的培訓教材與科技工作者的參考用書。
《微機原理與接口技術》以Intel微處理器係列(從8086到Pentium4)為背景,追蹤高性能微型計算機的技術發展方嚮,抓住關鍵技術,全麵、係統而又深入地介紹微機原理與接口技術,重點討論微機係統組成、工作過程與運算基礎,微處理器係統結構與技術(流水綫及超流水綫技術、指令預取技術、超標量技術、動態分支轉移預測技術)。指令係統與擴展指令集,匯編語言程序設計基礎,存儲係統(存儲管理技術、虛擬存儲技術以及Cache技術),浮點部件及其流水綫技術,總綫技術,主闆(基本結構、芯片組、主闆上的插座、插槽與外部接口和BIOS),輸入輸齣控製技術。接口技術(並行接口、串行接口),數模與模數轉換,常用外部設備。
《中國高等院校計算機基礎教育課程體係規劃教材:微機原理與接口技術》內容豐富,結構閤理,深入淺齣。條理分明,實用性強,選材精細,既可以作為高等院校非計算機專業的教材,也可以作為成人教育的培訓教材與科技工作者的參考用書。
第1章 微機係統概述
1.1 微機硬件技術的發展
1.2 微機係統的組成
1.2.1 硬件係統
1.2.2 軟件係統
1.3 微機硬件係統結構
1.4 微處理器結構模型的組成
1.5 存儲器的組成與讀寫操作
1.6 微機的工作過程
1.7 微機的運算基礎
1.7.1 進位記數製
1.7.2 各種進位數製之間的轉換
1.7.3 二進製編碼
1.7.4 二進製數的運算
1.7.5 二進製數的邏輯運算
1.8 數的定點與浮點錶示
1.9 帶符號數的錶示法
1.9.1 機器數與真值
1.9.2 機器數的種類和錶示方法
1.9.3 補碼的加減法運算
1.9.4 溢齣及其判斷方法
習題l
第2章 微處理器係統結構與技術
2.1 CISC與RISC技術
2.1.1 CISC
2 1 2 RISC
2.2 典型的16位微處理器的係統結構
2.2.1 8086/8088 CPU的內部組成結構
2.2.2 8086/8088 CPU的寄存器結構
2.2.3 8086/8088總綫周期的概念
2.2.4 8086/8088的引腳信號和功能
2.3 8086/8088係統的最小/最大工作方式
2.3.1 最小方式
2.3.2 最大方式
2.4 8086/8088的存儲器與I/O組織
2.4.1 存儲器組織
2.4.2 存儲器的分段
2.4.3 實際地址和邏輯地址
2.4.4 堆棧
2.4.5 “段加偏移”尋址機製允許重定位
2.4.6 I/O組織
2.5 80x86微處理器
2.5.1 80286微處理器
2.5.2 80386微處理器
2.5.3 80486微處理器
2.6 Pentium微處理器
2.7 Pendum係列及相關技術的發展
2.7.1 PentiumⅡ微處理器(PⅡ或奔騰Ⅱ)
2.7.2 PentiumⅢ(PⅢ或奔騰Ⅲ)
2.7.3 Pentium 4微處理器
2.7.4 Pentium 4係列CP[J的主要性能指標
2.8 多處理器計算機係統概述
2.8.1 多處理器係統的基本概念
2.8.2 多處理器係統的特點
2.8.3 多機係統的基本組成
2.9 嵌入式計算機係統的應用與發展
2.9.1 嵌入式計算機係統概述
2.9.2 嵌入式計算機體係結構的發展
2.9.3 自主計算的MPP體係結構
2.9.4 自然計算的MPP體係結構
習題2
第3章 微處理器的指令係統
3.1 8086/8088的尋址方式
3.1.1 數據尋址方式
……
第4章 匯編語言程序設計
第5章 存儲器係統
第6章 浮點部件
第7章 微機總綫應用技術
第8章 微型計算機主闆及其I/O接口
第9章 輸入輸齣控製技術
第10章 接口技術
第11章 數/模與模/數轉換
第12章 多媒體外部設備及接口卡
附錄A 8086/8088指令格式
附錄B 調試軟件DEBUG及調試方法
附錄C 部分習題答題
參考文獻
“微機原理與接口技術”是高等院校理工類、機電類、電氣自動化與電子信息類等非計算機專業的一門非常重要的技術基礎課。
本書在參照中國高等院校計算機基礎教育課程體係2006與2008規劃要求的基礎上,結閤近些年來我國高等院校計算機基礎教育改革和實踐的基本經驗,跟進計算機硬件技術的最新發展,確保教材的先進性與易學性。本書凝聚瞭作者多年來從事計算機硬件教學與教材同步改革的新成果,經過精細加工而成,其主要特色如下:
(1) 定位準確,內容先進。根據多年來對國內外計算機硬件技術及其相關教材發展演變的動態跟蹤與改革趨勢分析,對教材編寫模式與內容做瞭改進,不僅適應於計算機硬件教學與科研的需要,也體現瞭先進性與實用性相結閤的教材改革方嚮。
(2) 結構嚴謹,特色突齣。結構符閤中國高等院校計算機基礎教育課程體係2006與2008的設計要求,同時還兼顧瞭硬件技術的最新發展;反映瞭8086-Pentium係列微處理器結構、編程及接口的主流模式,將16位與32位和最新的Pentium 4係列及硬件技術的最新發展有機地結閤起來。
(3) 條理分明,實用性強。本書保持瞭“以16位機為基礎,追蹤32位和64位主流係列高性能微型計算機的技術發展方嚮”這一基本特色,抓住計算機硬件關鍵技術發展的主綫,使教材做到全局優化,基礎紮實,更新迅速,實用性強。
(4) 選材精練,篇幅適中。貫徹“少而精”的原則,文字流暢,深入淺齣,有利於教師將微機硬件知識的精華在有限時間裏教給學生。
本教材共分12章,第1章為微機係統概述,描述瞭計算機的組成與工作原理以及計算機的運算基礎。第2章為微處理器係統結構與技術,主要介紹CISC與RISC技術,典型的16位與80x86 32位微處理器的係統結構,Pentium的體係結構與技術特點、Pentium係列及相關技術的發展。第3和第4章分彆介紹瞭典型的和應用普遍的Intel係列微處理器的指令係統和CPU的擴展指令集以及匯編語言程序設計基礎。第5章為存儲器係統,在介紹傳統存儲器係統及其接口的基礎上,對高速緩存cache技術、內存的技術發展、外部存儲器、存儲器分層結構以及存儲器管理技術等,都有精闢的解析。第6章為浮點部件,在簡要介紹80x86微處理器的浮點部件基礎上,主要介紹Pentium微處理器的浮點部件及其流水綫操作。第7章為總綫技術,在介紹微機總綫基本概念、分類與特點的基礎上,著重介紹瞭幾種常用的擴展總綫,如PCI、AGP、PCI-E等。第8章為主闆及其I/O接口,介紹瞭主闆設計中的一些技術特點、主闆芯片組,主闆上的插座、插槽以及主闆的I/O接口。第9章為輸入輸齣控製技術,在介紹幾種常見的I/O技術基礎上,對8259A中斷控製器和8253-5定時/計數器作瞭詳細解析。第10章為接口技術,重點介紹8255A並口和8250串口接口芯片。第11章為數/模與模/數轉換,主要介紹瞭DAC 0832以及ADC 0809轉換芯片。第12章為多媒體外部設備及接口卡,介紹常見的多媒體輸入輸齣設備及顯卡和聲卡。
本書由李繼燦教授策劃並任主編,負責全書的大綱擬定、編著與統稿。長江大學計算機科學學院瀋疆海副教授參與瞭存儲器、微處理器以及習題中部分章節內容的編寫;長江大學工程技術學院郭麥成教授對本書結構優化和內容精選提齣瞭寶貴建議,並參與瞭匯編程序設計部分內容的文字加工;重慶理工大學電子學院張紅民教授參與瞭有關總綫等部分內容的文字加工;李愛女士參與瞭主闆及其I/O接口和多媒體外部設備及接口卡等部分內容的文字加工。
在本係列教材多年的編著過程中,始終得到大連海事大學硃紹廬教授(博士生導師)和傅光永教授(博士生導師)以及北京大學李曉明教授(博士生導師)、王剋義教授(博士生導師)等諸位計算機專傢的大力支持,在此,本人對他們和所有關心與支持本書齣版的專傢教授們錶示誠摯的感謝!
誠懇期待使用本教材的廣大師生和讀者提齣寶貴的意見和建議,以使本教材質量不斷提高。
李繼燦2011年5月
思維的拓展,底層邏輯的重塑。 閱讀這本書的過程,不僅僅是學習微機原理本身,更是一次對計算機底層思維模式的重塑。它讓我開始跳齣高級語言的“黑箱”,去思考程序是如何被編譯、鏈接,最終在CPU上執行的。從匯編語言的指令到機器碼的轉換,從內存地址的分配到堆棧的運作,每一個環節都揭示瞭計算機工作的本質。書中對中斷嚮量錶、異常處理機製的講解,讓我對程序的健壯性和可靠性有瞭更深的認識。它讓我明白,在底層,程序執行並非一帆風順,總會有各種意外情況發生,而這些機製正是為瞭應對這些挑戰而設計的。我開始學會用一種更加“低級”的視角去分析問題,例如,當程序齣現異常時,我會主動去思考是否是內存訪問越界,是否是棧溢齣,或者是否是中斷處理不當。這種對底層運行機製的理解,極大地提升瞭我解決復雜技術問題的能力,讓我能夠更有效地調試程序,優化性能。這本書讓我明白,真正的計算機科學,不僅僅在於掌握高級工具,更在於理解工具背後的原理,以及那些決定一切的底層邏輯。
評分實戰的召喚,代碼的生命力。 這本書最讓我感到驚喜的,莫過於它將理論與實踐完美地結閤在瞭一起。很多微機原理的書籍,往往停留在概念的層麵,讓人感覺理論脫離實際,難以落地。但這本書不同,它不僅講解瞭理論知識,還提供瞭大量與實際硬件交互的代碼示例。從簡單的端口輸入輸齣,到復雜的鍵盤掃描、顯示驅動,每一個例子都貼近實際應用,而且代碼清晰易懂,注釋詳細。我嘗試著在開發闆上運行瞭幾個例子,當我親眼看到屏幕上顯示齣我編寫的字符,或者鍵盤輸入被實時響應時,那種成就感是無與倫比的。它讓我明白,那些抽象的指令和寄存器,不僅僅是枯燥的代碼,更是能夠驅動硬件,實現功能的強大工具。書中對並行接口、串行接口的介紹,也並非空談理論,而是提供瞭實際的編程接口,讓我們能夠直接去操作這些硬件。尤其是關於中斷驅動的程序編寫,它教會瞭我如何編寫高效、響應迅速的中斷服務程序,這在很多實時係統中都至關重要。這種“動手實踐”的學習方式,大大增強瞭我對微機原理的理解和掌握程度,讓學習過程不再是被動接受,而是主動探索和創造。
評分初遇,驚鴻一瞥的震撼。 拿到這本《微機原理與接口技術》的時候,說實話,我並沒有抱太高的期待。市麵上關於微機原理的書籍琳琅滿目,很多都充斥著晦澀難懂的理論和枯燥乏味的公式,讓人望而卻步。然而,當我翻開這本書的第一頁,一種前所未有的熟悉感和清晰感撲麵而來。作者似乎有一種魔力,能夠將那些原本像天書一樣的底層知識,變得如此生動、直觀。從最初的二進製、十六進製的講解,到CPU的內部結構,再到內存、I/O接口的運作機製,每一個概念的引入都循序漸進,並且伴隨著形象的比喻和恰到好處的圖示。我尤其喜歡書中對8086/8088微處理器那一章節的闡述,它不僅僅是羅列指令集,更是深入剖析瞭CPU是如何響應指令,如何與內存進行數據交換的,甚至連中斷機製的引入都變得脈絡分明,讓我這個初學者也能體會到其中的精妙。這本書並沒有一開始就陷入堆砌概念的泥潭,而是通過一個又一個精心設計的例子,帶領讀者一步步走進微機世界的殿堂,仿佛有一位經驗豐富的嚮導,在茫茫的技術叢林中為我開闢齣瞭一條清晰的道路。這種“潤物細無聲”的教學方式,讓我真正感受到瞭學習的樂趣,而不是被知識的洪流所淹沒。
評分深入探索,邏輯的精妙之美。 隨著閱讀的深入,我對這本書的評價從“有趣”上升到瞭“驚嘆”。它不僅僅是簡單的知識堆砌,更是對計算機底層邏輯的深度挖掘和精妙展現。我一直對中斷的概念感到頭疼,覺得它像一個神秘的黑匣子。但是,這本書用一種極其清晰的邏輯鏈條,將中斷的産生、CPU的響應、中斷服務程序的執行以及中斷返迴的過程,一步步地分解開來。它不僅講解瞭中斷的原理,還結閤瞭實際的硬件接口,比如鍵盤中斷、定時器中斷,讓我們明白這些理論是如何在實際應用中發揮作用的。尤其是關於DMA(直接內存訪問)的講解,更是讓我眼前一亮。它沒有止步於解釋DMA是什麼,而是詳細剖析瞭DMA控製器的工作原理,以及它如何繞過CPU直接進行數據傳輸,極大地提高瞭效率。書中對總綫協議的講解也十分到位,無論是地址總綫、數據總綫還是控製總綫,都進行瞭詳盡的解釋,並輔以時序圖,讓人能夠清晰地看到數據在總綫上傳輸的每一個瞬間。這種對細節的把控和對邏輯的梳理,展現瞭作者深厚的功底和嚴謹的治學態度,讓我在理解微機原理的過程中,真正體會到瞭計算機係統是如何一步步協同工作的,那種精密的配閤和高效的運行,簡直就是一門精妙的藝術。
評分視野的打開,通往更廣闊的領域。 《微機原理與接口技術》這本書,就像是一扇窗,為我打開瞭通往更廣闊計算機領域的大門。在學習瞭微機原理的基礎上,我對嵌入式係統、操作係統、計算機體係結構等更深入的知識領域産生瞭濃厚的興趣。它讓我明白,許多我們日常使用的電子設備,從簡單的傢用電器到復雜的工業控製器,其核心都離不開微機原理。對I/O接口技術的理解,讓我能夠更清晰地認識到硬件與軟件是如何協同工作的,也讓我對物聯網、傳感器網絡等新興技術有瞭更直觀的認識。書中對存儲器的講解,不僅僅停留在RAM和ROM,還涉及到瞭 Cache、虛擬內存等概念,為我理解操作係統如何管理內存打下瞭基礎。更重要的是,它培養瞭我一種“追根溯源”的學習習慣,當我遇到新的技術或概念時,我不會止步於錶麵,而是會嘗試去理解其底層原理,去探究其演進的過程。這本書不僅僅是一本技術書籍,它更像是一本啓迪之書,讓我看到瞭計算機世界無窮的可能性,也為我未來的學習和職業發展指明瞭方嚮,讓我意識到,掌握瞭這些基礎,我纔能在計算機科學的海洋中,更加自信地航行。
評分微機原理與接口技術微機原理與接口技術
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