【內(nèi)容簡介】
本書是為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工科電子類專業(yè)本科生學(xué)習(xí)微型計(jì)算機(jī)原理與系統(tǒng)課程而編寫的教材。從初版開始至每次修訂再版,都是作者在參考國內(nèi)外大量文獻(xiàn)、資料的基礎(chǔ)之上,吸取各家之長,并結(jié)合教學(xué)團(tuán)隊(duì)多年教學(xué)和應(yīng)用研究的經(jīng)驗(yàn),精心組織編寫而成的,可謂自成一體。
全書內(nèi)容豐富,圖文并茂,講述深入淺出,通俗易懂,并附有大量的實(shí)例和習(xí)題,部分習(xí)題還給出了解題提示,既可用作教材,也適合于自學(xué),先后被列入普通高等教育*規(guī)劃教材和中國科學(xué)院指定考研參考書。
全書15章,內(nèi)容安排上注重系統(tǒng)性、先進(jìn)性和實(shí)用性。前5章是基礎(chǔ)部分,主要介紹微型機(jī)系統(tǒng)的組成原理、體系結(jié)構(gòu)、8086指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)計(jì)方法以及存儲(chǔ)器的原理和電路設(shè)計(jì)。第6~12章討論接口和總線技術(shù),包括中斷,DMA和I/O接口,幾個(gè)典型的大規(guī)模集成電路接口芯片(8255A、8253/8254、8259A、8251A、8237A等),A/D和D/A以及總線技術(shù)也被納入其中。*后3章介紹高檔微型機(jī)的工作原理,其中第13章包括32位微處理器的寄存器組成、保護(hù)模式下的內(nèi)存管理、保護(hù)模式下的中斷和異常以及任務(wù)切換等內(nèi)容;第14章介紹32位機(jī)新增指令、浮點(diǎn)數(shù)、SIMD技術(shù)和指令系統(tǒng),并給出了許多編程實(shí)例;第15章簡要介紹了PC/XT機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),主要對32位微型機(jī)的結(jié)構(gòu)以及64位CPU和智能多核處理器進(jìn)行了討論,并概要闡述了64位機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)。
本書可作為高等學(xué)校電子類專業(yè)和其他相近相關(guān)專業(yè)本科教育的教材,也可作為從事微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用等相關(guān)科技工作者的參考書。
微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)第6版
前言
第6版前言
《微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》第5版自2013年1月由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社出版以來,繼續(xù)被全國許多高等院校選為教材,受到廣大讀者和同行老師的熱情歡迎和支持,同時(shí)大家也回饋了不少有益的意見和建議,在此謹(jǐn)表謝意!
隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展,誕生了物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和互聯(lián)網(wǎng) 等新概念,人工智能應(yīng)運(yùn)而生,它將為萬物互聯(lián)之后的應(yīng)用問題提供最完美的解決方案。這些新領(lǐng)域的發(fā)展不斷地對芯片制造商提出高要求:更多的計(jì)算功能,更高的計(jì)算速度,更低的功率消耗,更小的芯片體積。然而芯片制造商正面臨著摩爾定律的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),10nm制程的微處理器姍姍來遲。盡管如此,計(jì)算機(jī)行業(yè)還是在不斷創(chuàng)新,一款款高性能的智能酷睿處理器相繼推出,傳統(tǒng)CPU正在與GPU、DSP、FPGA等處理器深度融合,形成異構(gòu)多核心處理器,微處理器的發(fā)展開始進(jìn)入CPU 的時(shí)代。為適應(yīng)微型計(jì)算機(jī)技術(shù)這種飛速發(fā)展的形勢和各高校不斷深化的教育改革的需要,我們在Intel 8086微處理器誕生40年之際,對本教材進(jìn)行了一次全面的修訂。全書的總體結(jié)構(gòu)沒有改變,依然是15章,分成3個(gè)部分,即第1~5章的基礎(chǔ)部分,第6~12章的接口和總線技術(shù),第13~15章的高檔微型機(jī)原理。 本次修訂的主要內(nèi)容包括:
1. 適當(dāng)進(jìn)行了篇幅壓縮,去掉一些陳舊的或較難掌握的內(nèi)容,所有的表述盡可能簡潔精練。例如,簡化了Cache地址映射方案,略去了影響Cache性能的因素,刪除了8255方式2的詳細(xì)介紹及其在PC/XT中的應(yīng)用、硬件UART框圖、8251A與異步MODEM的連接、DMA控制器簡介、DAC0832直通方式、USB的設(shè)備枚舉、采樣保持原理、附錄A 的指令一覽表以及少數(shù)難度較大的例題和習(xí)題。
2. 對部分內(nèi)容進(jìn)行了梳理和歸并。例如,刪去了部分已過時(shí)總線規(guī)范的介紹,并對12章的內(nèi)容做了歸并;把13.1節(jié)32位微處理器的結(jié)構(gòu)和工作模式前移到了第2章。
3. 加進(jìn)了反映計(jì)算機(jī)技術(shù)最新發(fā)展的內(nèi)容。例如,增加了這幾年推出的DDR4內(nèi)存,PCIE 4.0、USB 3.1、USB 3.2接口標(biāo)準(zhǔn)等方面的內(nèi)容,特別是在第15章中,對高檔機(jī)的內(nèi)容做了較多的修改和完善,系統(tǒng)地介紹了9代智能酷睿多核處理器的功能與特點(diǎn),并對Intel的TickTock策略做了概括。
作者謹(jǐn)向本書編寫和修訂過程中參考過的著作和資料的作者以及為本書編寫和修訂作出重要貢獻(xiàn)的所有老師和學(xué)生表示衷心感謝!
編者
2018年10月于合肥
編者注:應(yīng)眾多兄弟院校要求,我們專門制作了本書的教學(xué)課件,由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社免費(fèi)提供給所有選用本書作為教材的授課老師,以方便教學(xué)。聯(lián)系方式:press@ustc.edu.cn或sjzhang@ustc.edu.cn。
【目錄】
第6版前言(。
第5版前言(ⅲ)
第1章微型計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)和發(fā)展概況(1)
1.1計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法(1)
1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和軟件(6)
1.3微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)(10)
1.4微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況(16)
第2章微處理器的結(jié)構(gòu)和工作模式(22)
2.18086 CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)器組織(22))
2.28086的工作模式和總線操作(35)
2.332位微處理器的結(jié)構(gòu)與工作模式(45)
第3章8086的尋址方式和指令系統(tǒng)(54)
3.18086的尋址方式(54)
3.2指令的機(jī)器碼表示方法(62)
3.38086的指令系統(tǒng)(66)
第4章匯編語言程序設(shè)計(jì)(117)
4.1匯編語言程序格式和偽指令(118)
4.2DOS系統(tǒng)功能調(diào)用和BIOS中斷調(diào)用(131)
4.3匯編語言程序設(shè)計(jì)方法與實(shí)例(141)
第5章存儲(chǔ)器(158)
5.1存儲(chǔ)器分類(158)
5.2隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM(163)
5.3只讀存儲(chǔ)器ROM(171)
5.4存儲(chǔ)器與CPU的連接(178)
5.5高速緩沖存儲(chǔ)器(186)
第6章I/O接口和并行接口芯片8255A(194)
6.1I/O接口(194)
6.28255A的工作原理(204)
6.38255A的應(yīng)用舉例(214)
第7章可編程計(jì)數(shù)器/定時(shí)器8253/8254(222)
7.18253的工作原理(222)
7.28253/8254的應(yīng)用舉例(231)
第8章中斷和可編程中斷控制器8259A(244)
8.1中斷(244)
8.28259A的工作原理(252)
8.38259A應(yīng)用舉例(263)
第9章串行通信和可編程接口芯片8251A(273)
9.1串行通信的基本概念和EIA RS232C 串行口(273)
9.2可編程串行通信接口芯片8251A(278)
第10章模數(shù)(A/D)和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換(294)
10.1概述(294)
10.2D/A轉(zhuǎn)換器(297)
10.3A/D轉(zhuǎn)換器(306)
第11章DMA控制器8237A(322)
11.1 8237A的組成和工作原理(323)
11.2 8237A的時(shí)序(334)
11.3 8237A的編程和應(yīng)用舉例(336)
第12章總線技術(shù)(342)
12.1總線概述(342)
12.2 PCI總線(347)
12.3 PCI Express總線(351)
12.4 USB總線(355)
12.5 IEEE 1394總線(363)
第13章32位微型機(jī)的基本工作原理(369)
13.1寄存器(369)
13.2保護(hù)模式下的內(nèi)存管理(378)
13.3保護(hù)模式下的中斷和異常(391)
13.4任務(wù)切換(403)
第14章32位機(jī)的指令系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)(414)
14.180386新增指令和程序設(shè)計(jì)(414)
14.2浮點(diǎn)數(shù)的表示方法和奔騰處理器的SIMD技術(shù)(429)
14.3SIMD指令系統(tǒng)(436)
14.4利用SIMD指令進(jìn)行程序設(shè)計(jì)(452)
第15章微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(460)
15.1 PC/XT機(jī)的系統(tǒng)板(460)
15.2 32位微型機(jī)的典型結(jié)構(gòu)(465)
15.3 64位微型機(jī)(472)
15.4多核處理器技術(shù)(478)
附錄AASCII碼編碼表(490)
附錄B匯編語言上機(jī)過程(491)
參考文獻(xiàn)(494)