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第1章　微型计算机系统概述1

1.1 微型计算机系统的体系结构2

1.1.1　从冯·诺依曼结构说起2

1.1.2　硬件三总线结构2

1.1.3　从内到外三个层次3

1.2　微机各大组成部分结构及功能4

1.2.1　微处理器（MPU）4

1.2.2　存储器6

1.2.3 I/O接口7

1.2.4　总线8

1.3　微型计算机系统主要性能指标8

1.3.1　字长8

1.3.2　存储器容量8

1.3.3　运算速度9

1.3.4　外设扩展能力9

1.3.5　软件配置情况9

1.4　高档微机中应用的现代先进计算机技术9

1.4.1　流水线、超流水线和超标量技术9

1.4.2　分支预测和推测执行技术10

1.4.3　乱序执行技术和动态执行技术10

1.4.4　超线程技术10

1.5　典型微型计算机系统10

1.5.1　个人计算机系统10

1.5.2　便携式计算机系统18

1.5.3　嵌入式计算机系统18

思考题与习题一19

第2章　微型计算机硬件组成基础21

2.1　逻辑电路及功能概述方法22

2.1.1　组合逻辑电路及其功能描述方法22

2.1.2　时序逻辑电路及其功能描述方法22

2.2　基本逻辑单元电路23

2.2.1 组合逻辑基本单元——逻辑门24

2.2.2　时序逻辑基本单元——触发器27

2.2.3　脉冲波形产生与整形电路31

2.3　基本组合逻辑部件35

2.3.1　编码器35

2.3.2　译码器37

2.3.3　数据选择器42

2.3.4　数码比较器45

2.3.5　加法器46

2.3.6　算术逻辑单元47

2.4　基本时序逻辑部件50

2.4.1　寄存器和移位寄存器50

2.4.2　计数器53

思考题与习题二59

第3章　微处理器63

3.1　微处理器的发展64

3.1.1　Intel微处理器发展历程64

3.1.2　国产微处理器发展现状69

3.2　8086/8088微处理器72

3.2.1　8086/8088的内部结构72

3.2.2　指令流水线和存储器分段管理73

3.3　Pentium微处理器75

3.3.1 内部结构与外部引脚76

3.3.2　内部寄存器81

3.3.3　四种工作方式90

3.4 “龙芯”微处理器91

3.4.1 龙芯2F处理器内部结构91

3.4.2　龙芯2F的外部接口信号95

3.4.3　龙芯2F的内部寄存器99

3.4.4　龙芯2F的工作模式101

思考题与习题三104

第4章　存储器105

4.1 当今高档微机系统的存储器体系结构106

4.1.1　分级存储器结构106

4.1.2　虚拟存储器技术107

4.2　半导体存储器的分类与选用原则107

4.2.1　半导体存储器的分类107

4.2.2　半导体存储器的选用原则108

4.3　存储器芯片与存储条的接口特性109

4.3.1 各类存储器芯片的接口共性109

4.3.2　DRAM芯片与存储条的接口特性112

4.4　内存储器115

4.4.1 内存储器组织原理115

4.4.2 内存储器设计举例120

4.5 高速缓冲存储器基本原理123

4.5.1　Cache的基本结构和工作原理124

4.5.2　Cache与内存的映像关系125

4.5.3　Cache的读／写操作126

4.5.4　分级Cache结构与平均访存周期的估算127

4.6　外存储器128

4.6.1　硬盘存储器128

4.6.2　光盘存储器132

4.6.3　移动存储器137

4.7　虚拟存储器管理机制141

4.7.1 分段分页管理机制141

4.7.2　虚拟地址向实地址的转换原理142

4.7.3　保护机构146

思考题与习题四146

第5章　I/O设备及接口151

5.1　基本人机交互设备152

5.1.1　键盘152

5.1.2　显示器153

5.1.3　打印机157

5.2　模拟I/O设备159

5.2.1　A/D转换器与模拟输入通道159

5.2.2　D/A转换器与模拟输出通道174

5.3　I/O接口与I/O操作185

思考题与习题五186

第6章　总线189

6.1　总线概述190

6.1.1　总线及分组190

6.1.2　总线功能和性能190

6.1.3　总线模块191

6.2　总线操作及控制191

6.2.1　总线操作概念191

6.2.2　总线操作控制192

6.3　总线仲裁方法192

6.3.1 串行仲裁192

6.3.2　并行仲裁194

6.3.3　并串行二维仲裁194

6.4　总线握手方法195

6.4.1　同步握手195

6.4.2　异步握手196

6.4.3　半同步握手197

6.5　Pentium处理器的典型总线操作时序198

6.5.1　非流水线式读／写周期的总线时序198

6.5.2　突发式读／写周期的总线时序199

6.5.3　流水线式读／写周期的总线时序200

6.6 目前主流微机系统中的常用标准总线201

6.6.1　标准总线概述201

6.6.2　ISA总线202

6.6.3　PCI总线204

6.6.4　USB总线218

6.6.5　IEEE1394总线222

6.6.6　SCSI总线225

6.6.7　AGP总线227

思考题与习题六229

第7章　中断机制231

7.1　中断与中断类型232

7.2 中断优先级与中断嵌套233

7.3 中断检测与响应234

7.4 中断服务判决235

7.4.1　程序查询式判决235

7.4.2　中断向量式判决236

7.5 中断处理237

7.6　Pentium处理器的中断机理239

7.6.1 实地址方式下使用中断向量表239

7.6.2　保护虚地址方式下使用中断描述符表240

7.6.3　中断向量号分配241

7.6.4 中断／异常的检测、响应、处理过程241

思考题与习题七242

第8章　计算机基本工作原理245

8.1　计算机中数据的表示246

8.1.1　数值数据的表示246

8.1.2　字符数据的表示250

8.1.3　声像数据的表示252

8.1.4　目前微机中常用的数据类型253

8.2　计算机中数据的运算256

8.2.1 算术运算256

8.2.2 逻辑运算260

8.3　计算机工作的过程261

8.3.1　计算机工作过程的一般描述261

8.3.2　指令执行过程262

8.3.3　程序执行过程举例262

思考题与习题八264

第9章　Pentium系列处理器指令系统267

9.1　指令寻址方式268

9.1.1　寻址方式概述268

9.1.2　11种寻址方式269

9.2　指令系统概述275

9.2.1　Pentium指令格式275

9.2.2　Pentium指令分类276

9.3　与8086兼容的指令277

9.3.1　数据传送类指令277

9.3.2　算术运算类指令283

9.3.3　逻辑运算类指令290

9.3.4　串操作类指令294

9.3.5　控制转移类指令298

9.3.6　处理器控制类指令304

9.4　8086以后历代处理器新增的指令305

9.4.1　80286新增指令305

9.4.2　80386新增指令308

9.4.3　80486新增指令311

9.4.4　Pentium系列处理器新增指令312

思考题与习题九313

第10章　汇编语言及编程319

10.1　汇编语言源程序结构320

10.2　汇编语句及操作数322

10.2.1　汇编语句322

10.2.2　汇编语句中使用的操作数323

10.3　伪指令语句327

10.3.1　程序结构伪指令语句327

10.3.2　符号常数定义伪指令334

10.3.3　数据定义伪指令334

10.3.4　过程与宏定义伪指令336

10.3.5 结构定义伪指令337

10.4　汇编语言程序设计339

10.4.1　汇编语言程序开发过程339

10.4.2　基本结构程序设计340

10.4.3　子程序设计与调用352

10.4.4　DOS/BIOS功能调用357

10.4.5　典型功能程序设计举例363

思考题与习题十372

参考文献376