微型計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(第4版)
定 價:36 元
叢書名:/upload/images/180/618/1298256180.jpg
- 作者:戴梅萼、史嘉權(quán)
- 出版時間:2008/2/1
- ISBN:9787302165774
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP36
- 頁碼:
- 紙張:27
- 版次:4
- 開本:16開
本書一直作為清華大學(xué)計算機(jī)系和電子類本科生必修課《微型機(jī)原理》的專用教材,并長年被國內(nèi)400多所高等院校選用,發(fā)行70余萬冊,是一本廣受任課教師和學(xué)生好評的高水平教材。
第4版以Pentium為核心,系統(tǒng)講述了當(dāng)前最先進(jìn)的微型機(jī)技術(shù)。首先分析了CPU的原理結(jié)構(gòu)、總線周期、中斷機(jī)制、尋址方式和指令系統(tǒng);然后闡述了存儲器管理技術(shù)和高速緩存技術(shù);接著講解了微型機(jī)和外設(shè)之間的各種數(shù)據(jù)傳輸方式,其中,著重分析了中斷方式和DMA方式的工作原理和傳輸特點,并用較多篇幅講述微型機(jī)的接口技術(shù),逐一講解了各關(guān)鍵接口部件以及多功能接口部件的原理和應(yīng)用;此后,講述了鍵盤和鼠標(biāo)技術(shù)、顯示技術(shù)、打印機(jī)技術(shù)、軟盤硬盤和光盤技術(shù)以及總線技術(shù),特別對PCI總線技術(shù)進(jìn)行了重點講解;最后介紹了Pentium主機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),對系統(tǒng)控制芯片組和BIOS作了透徹講述,由此使學(xué)生對微型機(jī)系統(tǒng)建立整體觀念。
在各章中,對重點技術(shù)都結(jié)合實例予以說明,并進(jìn)行歸納和總結(jié),以利于讀者對微型機(jī)技術(shù)中最重要最關(guān)鍵的部分深入理解、牢固掌握和靈活應(yīng)用,同時,對關(guān)鍵技術(shù)盡量闡述其設(shè)計思想和創(chuàng)新點,以啟發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。
作者基于深厚的教學(xué)和科研功底,以一貫精益求精的科學(xué)作風(fēng),對各章內(nèi)容的選擇、組織和表述進(jìn)行了精心考慮,特別注重符合初學(xué)者的認(rèn)知規(guī)律,對所有技術(shù)都講得條理清晰、深入淺出、通俗易懂。
本書可作為高等院校計算機(jī)系本科生和電子類本科生的教材;由于注意了盡量減少對其他專業(yè)課的依托性,所以,也完全可以作為非計算機(jī)專業(yè)教材;對于從事微型機(jī)技術(shù)研究和應(yīng)用的科研人員,本書也是一本內(nèi)容翔實、可讀性非常好的自學(xué)教材和參考書。如同清華大學(xué)有學(xué)生所評價,這是一本“價值大大高于價格的書”. 本書封面貼有清華大學(xué)出版社防偽標(biāo)簽, 無標(biāo)簽者不得銷售。
本書10年來一直被國內(nèi)400多所高等院校計算機(jī)專業(yè)和電子類專業(yè)選為教材,發(fā)行70余萬冊,筆者也由此與兄弟院校眾多同行成為學(xué)術(shù)距離很近的朋友,常通過郵件和電話交流意見。正是基于他們真誠切實的建議、要求和希望,確立了編寫本書第4版的指導(dǎo)思想: 以當(dāng)前流行的Pentium為主線,講深講透微型機(jī)最新最關(guān)鍵的技術(shù);即使是對最龐雜的技術(shù),也要遵循認(rèn)知規(guī)律來組織內(nèi)容和表述,使全書所有文字都通俗易懂。
由此,第4版著重如下幾方面的更新:
① 簡約了有關(guān)16位機(jī)的大部分內(nèi)容,全書以Pentium為主線講述微型機(jī)技術(shù)。
② 將Pentium的中斷機(jī)制、描述符機(jī)制、保護(hù)技術(shù)、段頁兩級存儲管理機(jī)制,Pentium指令系統(tǒng),液晶顯示器的原理,PCI總線技術(shù),作為重點更新內(nèi)容,反復(fù)推敲、反復(fù)修改,有些章節(jié)從初稿到定稿,反復(fù)調(diào)整內(nèi)容組織,再三改進(jìn)文字表達(dá),前后修改12稿之多,只為了讓讀者得到的是真正的精品。
③ 在對各個技術(shù)進(jìn)行深入講解之后,最后一章介紹Pentium微型機(jī)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),其中對系統(tǒng)控制芯片組和BIOS進(jìn)行重點講解,前者是聯(lián)系計算機(jī)系統(tǒng)各部件的樞紐,后者是聯(lián)系硬件和軟件的紐帶,由此使學(xué)生建立關(guān)于微型機(jī)系統(tǒng)的整體觀念。
④ 對第3版保留的章節(jié),從文字上反復(fù)修改,以期望更加條理清晰、更加深入淺出。
本書在教學(xué)使用中,可根據(jù)四種情況作選擇: 一是對計算機(jī)專業(yè),一般按64學(xué)時安排,可選1~9、15和16章;二是對計算機(jī)控制專業(yè),也按64學(xué)時安排,可加選第10章;三是對電子類專業(yè),一般按48學(xué)時,可大致按第一種情況安排,但可不講高速緩存技術(shù),并簡約PCI總線的擴(kuò)展傳輸和配置機(jī)制部分;四是對非電子類專業(yè),除了首尾兩章外,可對每一章作簡約性選擇和講解,通?蓪γ空潞竺鎯(nèi)容簡化。
對于安排有匯編語言課程的專業(yè),不必講第3章,但讀者仍可讀一遍本章,此為筆者在設(shè)計20 000多行匯編語言程序的基礎(chǔ)上總結(jié)編寫,其中包括不少切身體會。另外,所有必選章節(jié)都可劃出部分內(nèi)容自學(xué)或在自學(xué)基礎(chǔ)上作答疑式講解。對于沒有列入必選部分的章節(jié),筆者在編寫時為自學(xué)作了更充分的考慮。
電子課件為全書16章都配置了教案,并提出了使用方法,以及對每部分的教學(xué)建議和重點,這是在聽取眾多同行意見基礎(chǔ)上設(shè)計的,使用中可按具體情況作選擇和修改。
有兄弟院校老師評價前一版教材:“不但有利于在教學(xué)中對學(xué)生的能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng),而且也使采用本書的教師感到得心應(yīng)手”。期望第4版為教材使用者帶來同樣的感受。 于清華大學(xué)計算機(jī)系
2007年8月第3版前言
本書第2版自1996年5月出版后,被國內(nèi)400多所院校使用,發(fā)行39.9萬冊,2001年9月獲北京市教育教學(xué)成果一等獎,2002年5月獲國家級教學(xué)成果二等獎。
伴隨微型機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的是相關(guān)知識的快速持續(xù)更新,這個特點使得在微型機(jī)技術(shù)的教學(xué)中,如何處理具體知識和綜合能力兩者的關(guān)系成了一個關(guān)鍵點和難點,這也是筆者和許多兄弟院校同行經(jīng)常討論的問題。
本書第3版正是在對此問題的反復(fù)思考中,確定如下指導(dǎo)思想: 講深講透基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù),使得學(xué)生對這部分技術(shù)做到深入理解、牢固掌握、靈活應(yīng)用,注重提高分析問題和解決問題的能力;同時,講清講好最新的技術(shù),在此過程中,注重其與基礎(chǔ)技術(shù)之間的承上啟下關(guān)系和創(chuàng)新點,以此讓學(xué)生在拓展知識的同時,跟蹤微型機(jī)技術(shù)的更新思路,培養(yǎng)和提高接受新技術(shù)的能力和創(chuàng)新能力。
為此,第3版刪去了第2版中的陳舊內(nèi)容和過細(xì)說明,并刪除單片機(jī)一章;在各章中,對重點內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)都結(jié)合實例予以說明,并進(jìn)行歸納和總結(jié);對主要內(nèi)容盡量結(jié)合當(dāng)前最先進(jìn)的技術(shù)作充實和優(yōu)化,并盡可能通俗易懂地闡述每個新技術(shù)的設(shè)計思想和創(chuàng)新點。
在本書使用和修改過程中,我們得到了許多朋友的真誠幫助。在此,首先感謝美國Intel公司教育部經(jīng)理唐永堅博士幾次給筆者寄來成箱的資料,使我們及時獲得有關(guān)Intel新技術(shù)的第一手最詳細(xì)準(zhǔn)確的信息;我們也感謝國家外國教材中心提供了大量國外教材,使我們能夠經(jīng)常感受到國外的技術(shù)脈搏;我們還感謝許多兄弟院校同行以及廣大本校和外校的同學(xué),在使用第2版教材的過程中提出了很多有益的修改意見和建議,這一版的內(nèi)容刪減和擴(kuò)充部分中許多是在他們的意見基礎(chǔ)上確定的;我們還很感謝清華大學(xué)計算機(jī)系張公忠教授和北京工業(yè)大學(xué)蘇開娜教授,他們仔細(xì)審閱了第3版教材,并提出許多寶貴意見。
在使用本書時,如按48學(xué)時安排,則可選學(xué)1~7、9、13、14章;如按64學(xué)時安排,則可加選10、11、12、15章;如是側(cè)重計算機(jī)控制的專業(yè),則可加選第8章;如此前已講過匯編語言,則不必再講第3章;每章內(nèi)容均可根據(jù)具體情況劃出一部分進(jìn)行自學(xué)。
第1章 微型計算機(jī)概述1
1.1 微型計算機(jī)的特點和發(fā)展1
1.2 微型計算機(jī)的分類2
1.3 微處理器、微型計算機(jī)和微型計算機(jī)系統(tǒng)3
1.3.1 微處理器3
1.3.2 微型計算機(jī)5
1.3.3 微型計算機(jī)系統(tǒng)6
1.4 微型計算機(jī)的應(yīng)用7
1.5 微型計算機(jī)的性能指標(biāo)8
第2章 16位和32位微處理器9
2.1 16位微處理器80869
2.1.1 8086的編程結(jié)構(gòu)9
2.1.2 8086的引腳信號和工作模式13
2.1.3 8086的操作和時序22
2.1.4 8086的存儲器編址和I/O編址35
2.2 32位微處理器Pentium的先進(jìn)技術(shù)38
2.3 Pentium的指令流水線技術(shù)41
2.4 Pentium的工作方式44
2.5 Pentium的原理結(jié)構(gòu)45
2.6 Pentium的寄存器和相關(guān)機(jī)制48
2.6.1 基本寄存器組48
2.6.2 段寄存器和描述符以及保護(hù)方式的尋址機(jī)制49
2.6.3 系統(tǒng)寄存器組51
2.6.4 浮點寄存器組55
2.7 Pentium的主要信號57
2.8 Pentium的總線狀態(tài)61
2.9 Pentium的總線周期62
2.10 Pentium的中斷65
2.10.1 Pentium的中斷機(jī)制65
2.10.2 中斷描述符表68
2.11 Pentium的保護(hù)技術(shù)69
2.11.1 段頁兩級保護(hù)機(jī)制69
2.11.2 程序運行中的保護(hù)71
2.12 Pentium系列微處理器的技術(shù)發(fā)展72
2.13 Itanium微處理器概述74
第3章 Pentium的指令系統(tǒng)75
3.1 Pentium的尋址方式75
3.1.1 立即數(shù)尋址75
3.1.2 寄存器尋址76
3.1.3 輸入/輸出端口尋址76
3.1.4 存儲器尋址77
3.2 Pentium的指令系統(tǒng)79
3.2.1 傳送指令80
3.2.2 算術(shù)運算指令86
3.2.3 邏輯運算和移位指令98
3.2.4 串操作指令101
3.2.5 調(diào)用/轉(zhuǎn)移/循環(huán)控制/中斷指令105
3.2.6 標(biāo)志操作和處理器控制指令115
3.2.7 條件測試和字節(jié)設(shè)置指令117
3.2.8 位處理指令118
3.2.9 系統(tǒng)管理指令120
3.2.10 支持高級語言的指令122
3.3 匯編語言中的標(biāo)記、表達(dá)式和偽指令122
3.3.1 匯編語言概況122
3.3.2 標(biāo)記124
3.3.3 表達(dá)式125
3.3.4 語句127
3.3.5 偽指令127
第4章 存儲器、存儲管理和高速緩存技術(shù)133
4.1 存儲器和存儲器件133
4.1.1 存儲器的分類133
4.1.2 微型計算機(jī)內(nèi)存的行列結(jié)構(gòu)134
4.1.3 選擇存儲器件的考慮因素134
4.1.4 隨機(jī)存取存儲器RAM136
4.1.5 只讀存儲器ROM137
4.2 存儲器的連接140
4.2.1 存儲器和CPU的連接考慮140
4.2.2 片選信號的產(chǎn)生方法140
4.2.3 SRAM和DRAM的連接舉例141
4.2.4 存儲器的數(shù)據(jù)寬度擴(kuò)充和字節(jié)數(shù)擴(kuò)充144
4.3 微型計算機(jī)系統(tǒng)中存儲器的體系結(jié)構(gòu)144
4.3.1 層次化的存儲器體系結(jié)構(gòu)144
4.3.2 微型計算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存組織148
4.4 Pentium的虛擬存儲機(jī)制和片內(nèi)兩級存儲管理150
4.4.1 虛擬存儲技術(shù)和三類地址150
4.4.2 分段管理152
4.4.3 段選擇子、段描述符和段描述符表153
4.4.4 邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址157
4.4.5 分頁管理158
4.4.6 線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址159
4.4.7 轉(zhuǎn)換檢測緩沖器TLB162
4.5 高檔微機(jī)系統(tǒng)中的高速緩存技術(shù)164
4.5.1 Cache概述164
4.5.2 Cache的組織方式165
4.5.3 Cache的數(shù)據(jù)更新方法169
4.5.4 Cache控制器82385170
4.5.5 Pentium的兩級Cache組織174
4.5.6 影響Cache性能的因素176
第5章 微型計算機(jī)和外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸177
5.1 為什么要用接口177
5.2 CPU和輸入/輸出設(shè)備之間的信號178
5.2.1 數(shù)據(jù)信息178
5.2.2 狀態(tài)信息178
5.2.3 控制信息179
5.3 接口部件的I/O端口179
5.4 接口的功能以及在系統(tǒng)中的連接180
5.4.1 接口的功能180
5.4.2 接口與系統(tǒng)的連接181
5.5 CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式182
5.5.1 程序方式182
5.5.2 中斷方式188
5.5.3 DMA方式191
5.5.4 輸入/輸出過程中涉及的幾個問題196
5.5.5 接口部件和多字節(jié)數(shù)據(jù)總線的連接197
5.5.6 接口部件和地址總線的錯位連接197
第6章 串并行通信和接口技術(shù)199
6.1 串行接口和串行通信199
6.1.1 串行通信涉及的幾個問題199
6.1.2 串行接口201
6.2 可編程串行通信接口8251A202
6.2.1 8251A的基本性能202
6.2.2 8251A的基本工作原理203
6.2.3 8251A的對外信號206
6.2.4 8251A的編程210
6.2.5 8251A編程舉例213
6.2.6 8251A的使用實例216
6.3 并行通信和并行接口217
6.4 可編程并行通信接口8255A218
6.4.1 8255A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)219
6.4.2 8255A的芯片引腳信號220
6.4.3 8255A的控制字220
6.4.4 8255A的工作方式224
6.4.5 8255A的應(yīng)用舉例233
第7章 中斷控制器236
7.1 8259A的引腳信號、編程結(jié)構(gòu)和工作原理236
7.1.1 8259A的外部信號和含義236
7.1.2 8259A的編程結(jié)構(gòu)和工作原理237
7.2 8259A的工作方式238
7.3 8259A的初始化命令字和初始化流程243
7.3.1 8259A的初始化命令字243
7.3.2 8259A的初始化流程245
7.4 8259A的操作命令字247
7.5 8259A使用舉例250
7.6 多片8259A組成的主從式中斷系統(tǒng)255
第8章 DMA控制器258
8.1 DMA控制器概要258
8.2 DMA控制器8237A的編程結(jié)構(gòu)和外部信號258
8.2.1 8237A的編程結(jié)構(gòu)259
8.2.2 8237A的對外連接信號260
8.2.3 8237A工作時各信號的配合261
8.3 8237A的工作模式和模式寄存器262
8.3.1 8237A的工作模式262
8.3.2 8237A的模式寄存器262
8.4 8237A的工作時序263
8.5 8237A的控制寄存器和狀態(tài)寄存器264
8.6 8237A各寄存器對應(yīng)的端口地址268
8.7 8237A的編程和使用269
第9章 計數(shù)器/定時器和多功能接口芯片272
9.1 可編程計數(shù)器/定時器的工作原理272
9.2 8253/8254的編程結(jié)構(gòu)和外部信號274
9.2.1 8253/8254的編程結(jié)構(gòu)274
9.2.2 8253/8254的外部信號275
9.3 8253/8254的控制字和狀態(tài)字275
9.3.1 8253/8254控制寄存器和控制字275
9.3.2 8254的狀態(tài)寄存器和狀態(tài)字277
9.4 8253/8254的編程命令277
9.5 8253/8254的工作模式278
9.6 8253/8254應(yīng)用舉例282
9.7 32位微型計算機(jī)系統(tǒng)中的多功能接口芯片82380284
9.7.1 多功能接口芯片82380的組成和信號284
9.7.2 82380和CPU的連接288
第10章 模/數(shù)和數(shù)/模轉(zhuǎn)換290
10.1 概述290
10.2 數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器290
10.2.1 D/A轉(zhuǎn)換的原理290
10.2.2 D/A轉(zhuǎn)換器的指標(biāo)293
10.2.3 D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的工作方式和應(yīng)用294
10.3 模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器297
10.3.1 A/D轉(zhuǎn)換涉及的參數(shù)297
10.3.2 A/D轉(zhuǎn)換的方法和原理298
10.3.3 A/D轉(zhuǎn)換器和系統(tǒng)連接時要考慮的問題303
10.3.4 A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809以及用中斷方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果304
10.3.5 A/D轉(zhuǎn)換器AD570以及用查詢或等待方式讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果306
10.3.6 12位A/D轉(zhuǎn)換器ADC1210和系統(tǒng)的連接308
第11章 鍵盤和鼠標(biāo)309
11.1 鍵盤的基本原理結(jié)構(gòu)309
11.2 鍵的識別--行掃描法310
11.3 鍵的識別--行反轉(zhuǎn)法312
11.4 抖動和重鍵問題的解決315
11.5 微型機(jī)的鍵盤子系統(tǒng)321
11.5.1 擴(kuò)展鍵盤和鍵盤控制器322
11.5.2 主機(jī)的鍵盤接口電路324
11.6 鍵盤中斷處理程序326
11.6.1 09H鍵盤中斷處理程序326
11.6.2 16H鍵盤中斷處理程序327
11.7 鍵盤緩沖區(qū)328
11.8 鼠標(biāo)329
11.8.1 鼠標(biāo)的工作原理、連接方式和數(shù)據(jù)格式329
11.8.2 鼠標(biāo)的驅(qū)動程序及其功能調(diào)用331
第12章 顯示器的工作原理和接口技術(shù)333
12.1 CRT顯示器和光柵掃描333
12.2 液晶顯示器LCD的工作原理335
12.2.1 液晶顯示器的特點和性能指標(biāo)335
12.2.2 液晶顯示器的工作原理336
12.3 顯示適配器338
12.3.1 顯示適配器的性能338
12.3.2 顯示適配器的種類339
12.3.3 彩色顯示適配器的功能模塊340
12.4 顯示系統(tǒng)的字符模式和圖形模式342
12.5 顯示存儲器的組織方式343
12.6 顯示驅(qū)動程序345
12.7 高速圖形適配器連接端口AGP346
第13章 打印機(jī)的工作原理和接口技術(shù)347
13.1 概述347
13.2 打印機(jī)的指標(biāo)和性能347
13.3 針式打印機(jī)的工作原理348
13.4 噴墨打印機(jī)的工作原理349
13.5 激光打印機(jī)的工作原理350
13.6 關(guān)于打印機(jī)適配器353
13.7 打印機(jī)和主機(jī)的連接354
13.7.1 打印機(jī)采用并行方式連接主機(jī)354
13.7.2 打印機(jī)采用串行方式連接主機(jī)357
第14章 軟盤、硬盤和光盤子系統(tǒng)358
14.1 軟盤子系統(tǒng)358
14.2 硬盤子系統(tǒng)359
14.2.1 硬盤驅(qū)動器360
14.2.2 硬盤控制器362
14.2.3 硬盤驅(qū)動程序363
14.2.4 硬盤安全性和數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)364
14.3 光盤子系統(tǒng)365
14.3.1 光盤的特點和類型365
14.3.2 光盤讀/寫原理366
第15章 總線368
15.1 總線的分類和性能指標(biāo)368
15.2 PCI的特點和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)369
15.2.1 PCI的概況和特點369
15.2.2 PCI的層次化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)371
15.3 PCI的信號372
15.4 PCI的命令類型376
15.5 PCI的中斷和中斷響應(yīng)377
15.6 PCI的編址379
15.7 PCI的數(shù)據(jù)傳輸380
15.7.1 PCI數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P(guān)要點380
15.7.2 PCI的單數(shù)據(jù)讀/寫操作381
15.7.3 PCI的突發(fā)傳輸383
15.8 PCI的64位擴(kuò)展傳輸384
15.8.1 64位傳輸?shù)南嚓P(guān)信號和規(guī)則385
15.8.2 64位數(shù)據(jù)32位地址的傳輸--數(shù)據(jù)擴(kuò)展385
15.8.3 32位數(shù)據(jù)64位尋址的雙地址期傳輸--地址擴(kuò)展386
15.8.4 主設(shè)備啟動64位數(shù)據(jù)64位尋址的擴(kuò)展傳輸387
15.9 PCI的配置機(jī)制388
15.9.1 配置空間的功能和結(jié)構(gòu)388
15.9.2 基本配置空間的結(jié)構(gòu)388
15.9.3 配置空間基址寄存器的特點和操作391
15.9.4 配置空間的訪問393
15.10 PCI的仲裁394
15.11 PCI兼容的局部總線397
15.11.1 局部總線ISA397
15.11.2 局部總線EISA398
15.12 外部總線399
15.12.1 外部總線IDE和EIDE400
15.12.2 外部總線SCSI401
15.12.3 外部總線RS-232-C403
15.12.4 通用串行總線USB405
第16章 Pentium微型計算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)409
16.1 Pentium微型計算機(jī)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)409
16.2 Pentium微型計算機(jī)系統(tǒng)中的BIOS411
16.3 Pentium微型計算機(jī)系統(tǒng)的控制芯片組412
16.3.1 北橋-南橋式控制芯片組及相關(guān)的微型計算機(jī)系統(tǒng)413
16.3.2 MCH-ICH集中式控制芯片組及相關(guān)的微型計算機(jī)系統(tǒng)415
16.4 Pentium的系統(tǒng)配置和主機(jī)板417
16.4.1 Pentium的系統(tǒng)配置417
16.4.2 Pentium主機(jī)板的結(jié)構(gòu)418
16.4.3 Pentium主機(jī)板的部件420
參考文獻(xiàn)422