微型機原理與技術（第2版）

《微型機原理與技術（第2版）》是2009年1月23日清華大學出版社出版的圖書，作者是戴梅萼、史嘉權。

基本介紹

• 中文名：微型計算機技術及套用
• 作者：戴梅萼、史嘉權
• 類別：普通高等教育“十一五”國家級規劃教材
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2009年1月23日
• 頁數：355 頁
• 定價：33.00
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝
• ISBN：9787302193326

內容簡介

本書是專為普通高校計算機專業本科生“微型機技術”和“計算機原理”等課程配置的教材。是在本書第1版和《微型計算機技術及套用》第4版基礎上，針對普通高校的特點而編寫的。本書不依託於其他課程，以Pentium為核心，由淺入深地從硬體、軟體和系統三方面講述當前最先進的微型機原理與技術。

書中在對計算機系統進行概述之後，講述Pentium指令系統和彙編語言程式設計方法；接著分析32位微處理器Pentium的關鍵技術；然後闡述了存儲器管理技術和高速快取技術；接著講解了主機和外設之間的各種數據傳輸方式；隨後，講述微型機的接口技術，逐一講解了各關鍵接口部件包括多功能部件的原理和套用，並通過綜合套用舉例，將多個接口技術匯合在一起，加深理解和掌握；此後，結合鍵盤和滑鼠、CRT和液晶顯示器、印表機、磁碟和光碟，講述了主要外設的原理與技術；然後以PCI匯流排為重點講解匯流排技術；最後講述Pentium主機系統的結構，以建立對微型機系統的整體觀念。

本書對重點技術都結合實例予以說明，並進行歸納和總結，以利於讀者深入理解、牢固掌握和靈活套用，對關鍵技術儘量闡述其設計思想和創新點，以啟發和培養學生的創新能力。

作者基於深厚的教學和科研功底，以一貫精益求精的科學作風，對各章內容的選擇、組織和表述進行了精心考慮，特別注重符合初學者的認知規律，對所有技術都講得條理清晰、深入淺出、通俗易懂。

本書可作為普通高等院校計算機系本科生和電子類本科生的教材；由於注意了儘量減少對其他專業課的依託性，所以，也可作為非計算機專業教材；對於從事微型機技術研究和套用的科研人員，本書也是一本內容翔實、可讀性非常好的參考書。

編輯推薦

《微型機原理與技術（第2版）》特色：

面向高等學校 《微型機原理與技術（第2版）》是專為普通高校計算機系本科生《微型機原理》或《微型機技術》配置的教材。是在《微型機原理與技術（第2版）》（第1版）和《微型計算機技術及套用》（第4版）基礎上修改而成的，不依託於其他課程，面向初學者。

注重先進性，注重認知規律 在選材、內容組織和講述中精心考慮，以Pentium為核心，闡述最先進的微型機技術，深入淺出。特別可貴的是，基於作者長年的教學和科研工作，以及與Intel公司多年直接聯繫，《微型機原理與技術（第2版）》在國內外首次準確地剖析和闡明了多個精巧技術的由來、設計方法和最佳化思路。

實用性強，例題豐富，注意總結 融入了許多科研成果和實例，有助於讀者對技術關鍵和難點的準確理解和靈活套用。對重點內容和關鍵技術，既有深入細緻的分析，又有簡單明了的概括和總結。

有配套輔助教材 《微型機原理與技術（第2版）》有配套的《微型機原理與技術（第2版）——習題、實驗題和綜合訓練題集》，其中，習題針對《微型機原理與技術（第2版）》相應章節的關鍵技術；實驗題則針對最重要和實用的內容；綜合訓練題使教學更切合日新月異的技術發展情況；最後附有2份模擬試卷及答案。

有配套的演示文稿 為協助教學，設計了一套演示文稿，含48學時和64學時兩種教案，並列出了教學重點。此外，作者基於長期從教經歷，闡述了關於本課程的教學體會和建議。

不需要購買實驗系統 在聽取許多同行意見基礎上，配套教材中提供了一套全新的綜合訓練題，代替了以往利用落後於當前技術的實驗系統做硬體實驗的方法，而更有利於提高學生分析問題和解決問題的綜合能力。

作者簡介

戴梅萼，1946年出生，上海市人，1964年由上海中學入清華大學自動控制系，1970年畢業，1981年獲清華大學工學碩士學位，現任清華大學計算機系教授。自研究生畢業後，長年從事微型計算機技術的教學和科研。曾作為主要完成人或項目負責人，由於出色完成“六五”、“七五”、“八五”、“九五”國家重點科研攻關項目而獲得電子部科技進步一等獎、國家級科技進步三等獎、電子部科技進步二等獎、教育部科技進步二等獎等多次重要獎勵。作為第一作者或唯一作者編著了《微型計算機技術及套用》、《JAVA問答式教程》和《計算機套用基礎》等多種教材，其中，配套專業教材《微型計算機技術及套用》、《微型計算機技術及套用一習題與實驗題集》、《微型機軟體硬體開發指南》第1版於1996年獲第三屆全國工科電子類優秀教材一等獎，並被台灣儒林圖書公司印刷台灣版發行於中國港澳台地區和新加坡，第2版於2001年獲北京市教育教學成果一等獎，並獲國家級教學成果二等獎；第3版於2004年獲全國優秀暢銷書金獎，2005年評為北京市高等教育精品教材，2008年獲清華大學優秀教材特等獎。以第一作者在國內外會議和期刊發表科研論文50餘篇。

目錄

第1章計算機系統概述1

1.1系統組成與結構1

1.1.1硬體系統1

1.1.2軟體系統3

1.1.3層次結構4

1.2系統配置與主要指標4

1.3基本原理和工作過程5

1.3.1馮·諾依曼型計算機5

1.3.2數制及其轉換6

1.3.3算術與邏輯運算9

1.3.4指令執行過程14

1.3.5系統運行過程16

第2章指令系統19

2.1計算機的編程結構19

2.1.1暫存器20

2.1.2存儲器22

2.1.3輸入/輸出連線埠25

2.2運算元的定址方式26

2.2.1立即定址和暫存器定址26

2.2.2輸入/輸出連線埠定址27

2.2.3存儲器定址28

2.2.4關於地址的定址32

2.3Pentium的指令系統32

2.3.1傳送指令32

2.3.2算術運算指令40

2.3.3邏輯運算和位操作指令46

2.3.4串操作指令及其重複前綴50

2.3.5控制類指令52

第3章彙編語言程式設計54

3.1彙編語言54

3.1.1彙編語言概述54

3.1.2語句的類型和格式55

3.1.3運算符57

3.2偽指令62

3.2.1段定義和段約定偽指令62

3.2.2數據定義偽指令66

3.2.3其他偽指令67

3.3程式設計71

3.3.1順序程式設計71

3.3.2轉移和循環指令72

3.3.3分支程式設計77

3.3.4循環程式設計80

3.3.5調用和中斷類指令及其套用83

3.3.6子程式設計88

3.4典型彙編語言程式設計96

3.4.1數碼轉換96

3.4.2排序104

3.4.3對半檢索108

第4章32位微處理器Pentium110

4.1從邏輯結構的演變看微處理器的發展110

4.1.18086的邏輯結構110

4.1.280386的邏輯結構112

4.1.3Pentium的邏輯結構114

4.2Pentium採用的先進技術115

4.3Pentium的暫存器119

4.4Pentium的主要信號及其含義122

4.5Pentium的匯流排狀態和匯流排周期125

4.5.1Pentium的匯流排狀態125

4.5.2Pentium的匯流排周期127

4.6Pentium的工作方式129

4.7Pentium的中斷技術130

4.7.1實地址方式的中斷機制和中斷技術131

4.7.2虛地址方式的中斷機制135

4.8Pentium的保護技術138

4.9Pentium系列微處理器的技術發展141

第5章存儲器、存儲管理和高速快取技術142

5.1存儲器件和存儲器142

5.1.1存儲器的分類和性能指標142

5.1.2隨機存取存儲器和唯讀存儲器143

5.1.3存儲器的行列結構、套用舉例以及容量擴充145

5.2存儲器的體系結構149

5.2.1層次化的存儲器體系結構149

5.2.232位計算機系統的記憶體結構151

5.3虛擬存儲機制和段頁兩級存儲管理152

5.3.1虛擬存儲機制152

5.3.2分段管理154

5.3.3段選擇子、段描述符和段描述符表155

5.3.4邏輯地址到線性地址的轉換157

5.3.5分頁管理和線性地址轉換為物理地址158

5.4高速快取技術160

5.4.1高速快取的組織方式161

5.4.2高速快取控制器82385162

第6章計算機和外設的數據傳輸166

6.1為什麼要用接口電路166

6.2CPU和輸入/輸出設備之間的信號167

6.3接口部件的I/O連線埠168

6.4接口的功能以及在系統中的連線169

6.5CPU和外設之間的數據傳輸方式170

6.5.1程式方式170

6.5.2中斷方式174

6.5.3DMA方式176

第7章串/並行通信及其接口技術182

7.1串列通信和串列接口182

7.1.1串列通信涉及的幾個問題182

7.1.2串列接口184

7.2可程式串列通信接口8251A185

7.2.18251A的基本工作原理185

7.2.28251A的外部信號187

7.2.38位接口晶片與CPU匯流排的連線189

7.2.48251A的暫存器格式及初始化流程191

7.2.58251A編程舉例193

7.3並行通信和並行接口196

7.4可程式並行通信接口8255A197

7.4.18255A的內部結構和外部信號197

7.4.28255A的控制字198

7.4.38255A的工作方式200

7.4.48255A套用舉例204

第8章中斷控制器的編程結構、工作方式及編程207

8.18259A的外部信號、編程結構和工作原理207

8.28259A的工作方式209

8.38259A的初始化命令字和初始化流程211

8.3.18259A的初始化命令字211

8.3.28259A的初始化流程213

8.48259A的操作命令字215

8.58259A套用舉例218

8.6多片8259A組成的主從式中斷系統222

第9章DMA控制器的編程結構及編程224

9.1DMA控制器概要224

9.2DMA控制器8237A的原理224

9.38237A的工作方式和暫存器227

9.3.18237A的工作方式和方式暫存器227

9.3.28237A的控制暫存器和有關問題229

9.3.38237A的狀態暫存器的格式230

9.3.48237A的請求標誌、禁止標誌和復位命令230

9.48237A各暫存器對應的連線埠地址231

9.58237A的編程和套用232

第10章計數器/定時器和多功能接口晶片235

10.1可程式計數器/定時器的工作原理235

10.2可程式計數器/定時器8253/8254的編程結構和外部信號237

10.38253/8254的控制字、狀態字及編程命令237

10.48253/8254的工作模式239

10.58253/8254套用舉例243

10.632位機中的多功能接口晶片82380245

10.6.1多功能接口晶片82380的組成和信號245

10.6.282380和CPU的連線248

第11章模/數、數/模轉換及綜合套用250

11.1數/模轉換器250

11.1.1數/模轉換的原理250

11.1.2數/模轉換器DAC0832的工作原理和套用舉例252

11.2模/數轉換器256

11.2.1模/數轉換的方法和原理256

11.2.2模/數轉換器和系統連線時要考慮的問題258

11.2.3常用模/數轉換器的工作原理和套用舉例260

11.3綜合套用舉例264

11.3.1數字顯示系統264

11.3.2馬達開環/閉環控制系統266

11.3.3前後台方式的數據處理系統272

第12章輸入設備的工作原理與接口技術278

12.1鍵盤的基本工作原理278

12.2鍵的識別278

12.2.1行掃描法的原理與編程278

12.2.2行反轉法的原理與編程281

12.3計算機的鍵盤子系統284

12.3.1擴展鍵盤和鍵盤控制器284

12.3.2主機的鍵盤接口285

12.4鍵盤中斷處理程式287

12.4.109H鍵盤中斷處理程式287

12.4.216H鍵盤中斷處理程式288

12.5滑鼠288

12.5.1滑鼠的工作原理、連線方式和數據格式289

12.5.2滑鼠的驅動程式及其功能調用290

第13章輸出設備的工作原理與接口技術292

13.1顯示器的分類和工作原理292

13.1.1CRT顯示器的基本原理292

13.1.2液晶顯示器LCD的工作原理293

13.2顯示適配器296

13.2.1顯示適配器的性能和種類297

13.2.2彩色顯示適配器的功能模組298

13.3與顯示有關的功能調用299

13.4高速圖形接口AGP299

13.5印表機的工作原理300

13.5.1印表機的性能指標300

13.5.2針式印表機的工作原理301

13.5.3噴墨印表機的工作原理302

13.5.4雷射印表機的工作原理303

13.6印表機的接口技術306

13.6.1印表機適配器306

13.6.2印表機採用並行方式連線主機306

13.6.3印表機採用串列方式連線主機310

第14章外存儲器的原理與技術311

14.1軟碟子系統311

14.2硬碟子系統312

14.2.1硬碟驅動器313

14.2.2硬碟控制器313

14.2.3與硬碟有關的功能調用314

14.3光碟子系統315

14.3.1光碟的特點和類型315

14.3.2光碟讀/寫原理316

第15章匯流排技術318

15.1匯流排的分類和性能指標318

15.2PCI的特點和層次化結構319

15.3PCI的信號322

15.4PCI的命令類型325

15.5PCI的數據傳輸326

15.5.1PCI數據傳輸的相關要點326

15.5.2PCI的單數據讀/寫操作327

15.5.3PCI的突發傳輸329

15.5.4PCI的64位擴展傳輸330

15.6PCI的配置機制331

15.6.1PCI的三個地址空間331

15.6.2配置空間的功能和結構331

15.6.3基本配置空間的結構332

15.7PCI的仲裁334

15.8PCI兼容的局部匯流排334

15.8.1局部匯流排ISA335

15.8.2局部匯流排EISA336

15.9外部匯流排337

15.9.1外部匯流排IDE和EIDE337

15.9.2外部匯流排SCSI338

15.9.3外部匯流排RS-232-C340

15.9.4通用串列匯流排USB341

第16章Pentium計算機系統的結構344

16.1Pentium計算機系統的總體結構344

16.2Pentium計算機系統中的BIOS346

16.3Pentium計算機系統的控制晶片組347

16.3.1北橋-南橋式控制晶片組及相關的計算機系統348

16.3.2MCH-ICH集中式控制晶片組及相關的計算機系統350

16.4Pentium計算機的系統配置和主機板352

16.4.1Pentium計算機的系統配置352

16.4.2Pentium計算機主機板的結構352

16.4.3Pentium計算機主機板的部件354

參考文獻356