計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

　　本書(shū)為普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。    本書(shū)系統(tǒng)地介紹了微型計(jì)算機(jī)的硬件技術(shù)及應(yīng)用基礎(chǔ)。主要內(nèi)容包括：微型計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)知識(shí)、微處理器（CPU）及其系統(tǒng)機(jī)構(gòu)、指令系統(tǒng)和匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、總線技術(shù)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、接口電路、A/D和D/A、外部設(shè)備及其接口、單片計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等，形成了一個(gè)完整的、系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容?！　”緯?shū)在內(nèi)容的取舍上盡量做到少而精，力圖通俗易懂，由淺入深，通過(guò)實(shí)例和習(xí)題加深對(duì)基本概念的理解和掌握。在每章之后均配有習(xí)題，供自學(xué)自測(cè)用。

書(shū)籍目錄

第1章  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述　1.1  計(jì)算機(jī)發(fā)展概述　1.2  微型計(jì)算機(jī)的分類　1.3  計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域　1.4  計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)　　1.4.1  計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示和運(yùn)算　　1.4.2  微型計(jì)算機(jī)的基本組成電路　1.5  微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)　　1.5.1  微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成　　1.5.2  微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)　1.6  微處理器的組成　1.7  微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)　1.8  微型計(jì)算機(jī)的一般工作過(guò)程　習(xí)題第2章  80x86微處理器及其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　2.1  8086/8088的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　2.1.1  8086/8088的編程結(jié)構(gòu)　　2.1.2  8086/8088的寄存器結(jié)構(gòu)　　2.1.3  8086/8088的存儲(chǔ)器組織及地址形成　　2.1.4  8086/8088的I/O端口組織　2.2  8086/8088的外部結(jié)構(gòu)　2.3  8088的工作模式　2.4  8086/8088的總線操作和時(shí)序　2.5  8086/8088的橫向提升　　2.5.1  數(shù)值數(shù)據(jù)協(xié)處理器8087　　2.5.2  輸入/輸出協(xié)處理器8089　2.6  80x86高檔微處理器　　2.6.1  80286的體系結(jié)構(gòu)　　2.6.2  80386的體系結(jié)構(gòu)　　2.6.3  80486的體系結(jié)構(gòu)　　2.6.4  Pentium微處理器的體系結(jié)構(gòu)　習(xí)題第3章  指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)　3.1  尋址方式　3.2  指令系統(tǒng)　　3.2.1  數(shù)據(jù)傳送指令　　3.2.2  算術(shù)運(yùn)算指令　　3.2.3  邏輯運(yùn)算和移位指令　　3.2.4  串操作指令　　3.2.5  輸入/輸出指令　　3.2.6  控制轉(zhuǎn)移指令　　3.2.7  處理器控制指令　3.3  系統(tǒng)功能調(diào)用3.4  匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)　　3.4.1  匯編語(yǔ)言的語(yǔ)言格式　　3.4.2  常數(shù)　　3.4.3  偽指令　　3.4.4  匯編語(yǔ)言源程序的結(jié)構(gòu)　　3.4.5  匯編語(yǔ)言程序舉例　習(xí)題第4章  總線技術(shù)　4.1  總線的基本概念　4.2  IBM PC總線　4.3  ISA總線　4.4  PCI總線　　4.4.1  PCI總線的特點(diǎn)　　4.4.2  PCI總線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　4.4.3  PCI總線信號(hào)　4.5  STD總線　4.6  主要外設(shè)總線介紹　　4.6.1  USB總線　　4.6.2  IDE總線　　4.6.3  SCSI總線　　4.6.4  IEEE 1394總線　　4.6.5  AGP總線　　4.6.6  IEEE 488總線　　4.6.7  CAN總線　習(xí)題第5章  存儲(chǔ)器　5.1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器概述　　5.1.1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類　　5.1.2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)　　5.1.3  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)　5.2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片　　5.2.1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器與 CPU總線相關(guān)的信號(hào)線　　5.2.2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的外特性　5.3  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的應(yīng)用　　5.3.1  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器電路的分析方法　　5.3.2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)方法　習(xí)題第6章  輸入/輸出系統(tǒng)　6.1  接口概念　6.2  CPU與I/O設(shè)備之間的接口信息　6.3  CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送方式　　6.3.1  無(wú)條件傳送方式　　6.3.2  查詢傳送方式　　6.3.3  中斷傳送方式　　6.3.4  直接存儲(chǔ)器存取DMA控制方式　6.4  DMA控制器8237A　　6.4.1  8237A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　6.4.2  8237A的引腳功能　　6.4.3  8237A的工作方式　　6.4.4  8237A的編程　習(xí)題第7章  中斷系統(tǒng)　7.1  中斷概述　　7.1.1  中斷的必要性　　7.1.2  中斷源　　7.1.3  中斷系統(tǒng)的功能　7.2  CPU響應(yīng)中斷的條件和過(guò)程　　7.2.1  CPU響應(yīng)中斷的條件　　7.2.2  CPU對(duì)中斷的響應(yīng)　7.3  中斷優(yōu)先權(quán)及多重中斷　　7.3.1  中斷優(yōu)先權(quán)　　7.3.2  多級(jí)中斷的概念　7.4  8088的中斷方式　7.5  IBM PC/XT 的中斷方式　7.6  中斷控制器8259A　　7.6.1  8259A的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　7.6.2  8259A的引腳功能　　7.6.3  8259A的工作方式　　7.6.4  8259A的編程　習(xí)題第8章  可編程定時(shí)/計(jì)數(shù)器8253　8.1  概述　　8.1.1  8253的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　8.1.2  8253的引腳功能　　8.1.3  8253的控制字　　8.1.4  8253的工作方式　8.2  8253的編程　習(xí)題第9章  接口電路　9.1  可編程并行接口8255A　　9.1.1  8255A的結(jié)構(gòu)　　9.1.2  8255A的工作方式　9.2  可編程多功能接口8155　　9.2.1  8155的結(jié)構(gòu)及引腳　　9.2.2  8155的工作方式與基本操作　9.3  串行通信及可編程異步通信接口8250　　9.3.1  串行通信基礎(chǔ)　　9.3.2  8250的內(nèi)部結(jié)構(gòu)　　9.3.3  8250的引腳功能　　9.3.4  8250的編程　9.4  D/A轉(zhuǎn)換及其接口　　9.4.1  D/A轉(zhuǎn)換原理　　9.4.2  8位D/A轉(zhuǎn)換器　　9.4.3  8位CPU與超過(guò)8位的DAC接口　　9.4.4  12位D/A轉(zhuǎn)換器　9.5  A/D轉(zhuǎn)換及其接口　　9.5.1  A/D轉(zhuǎn)換的基本過(guò)程及轉(zhuǎn)換原理　　9.5.2  8位A/D轉(zhuǎn)換器　　9.5.3  12位A/D轉(zhuǎn)換器　　9.5.4  雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器　9.6  閉環(huán)控制系統(tǒng)　習(xí)題第10章  外部設(shè)備及其接口　10.1  概述　10.2  鍵盤及其接口　　10.2.1  捎除抖動(dòng)及重鍵處理　　10.2.2  線性鍵盤　　10.2.3  矩陣鍵盤　　10.2.4  鍵盤工作方式　　10.2.5  PC鍵盤與接口　　10.2.6  BIOS鍵盤中斷及DOS鍵盤功能調(diào)用　10.3  LED顯示器及其接口　　10.3.1  七段LED顯示器結(jié)構(gòu)　　10.3.2  LED顯示器的顯示方式　　10.3.3  LED顯示器接口及應(yīng)用舉例　10.4  打印機(jī)及其接口　10.5  視頻系統(tǒng)　　10.5.1  CRT顯示器　　10.5.2  液晶顯示器　　10.5.3  字符和圖形顯示的基本原理　　10.5.4  顯示器的主要性能指標(biāo)　　10.5.5  顯示適配器　　10.5.6  對(duì)顯示器的編程　10.6  鼠標(biāo)器及其接口　10.7  其他外部設(shè)備　　10.7.1  掃描儀　　10.7.2  繪圖儀　習(xí)題第11章  MCS-51單片機(jī)　11.1  MCS-51單片機(jī)的組成　11.2  MCS-51單片機(jī)的芯片引腳　11.3  存儲(chǔ)器配置　11.4  時(shí)鐘電路及時(shí)序　11.5  定時(shí)/計(jì)數(shù)器　11.6  中斷控制系統(tǒng)　　11.6.1  中斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)　　11.6.2  中斷系統(tǒng)的控制　11.7  串行口　11.8  MCS-51單片機(jī)指令系統(tǒng)　　11.8.1  尋址方式　　11.8.2  指令格式及說(shuō)明　　11.8.3  數(shù)據(jù)傳送類指令　　11.8.4  算術(shù)運(yùn)算類指令　　11.8.5  邏輯運(yùn)算指令　　11.8.6  位操作指令　　11.8.7  控制轉(zhuǎn)移類指令　11.9  應(yīng)用舉例習(xí)題附錄A  8088/8086運(yùn)算指令對(duì)標(biāo)志位的影響附錄B  DOS功能調(diào)用INT 21H附錄C  BIOS功能調(diào)用附錄D  MCS-51指令表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述　　1.1　計(jì)算機(jī)發(fā)展概述　　電子計(jì)算機(jī)誕生于20世紀(jì)40年代，它的出現(xiàn)是20世紀(jì)的重大科學(xué)技術(shù)成就之一，有力地推動(dòng)了各門科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用已深入到科學(xué)文化、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)甚至于家庭廚房等各個(gè)領(lǐng)域，成為科學(xué)研究、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活所不可缺少的重要設(shè)備。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用程度成了衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代化的重要尺度?！　≡谕苿?dòng)計(jì)算機(jī)發(fā)展的諸多因素中，電子元器件的發(fā)展是一個(gè)重要因素。電子計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的主要標(biāo)志，除了電子元器件的更新之外，還有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的改進(jìn)和計(jì)算機(jī)軟件發(fā)展等重要內(nèi)涵。計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的大體時(shí)間劃分如下：　　第一代（1946-1958年），電子管計(jì)算機(jī)。在美國(guó)，為了解決軍事上的需要，由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)設(shè)計(jì)的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)ENIAC（Electronic Numerical Intergrator And Calculator）于1946年誕生。這臺(tái)世界上的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)，是一個(gè)龐然大物。它有18800多個(gè)電子管，1500個(gè)繼電器，重達(dá)30噸，占地170平方米，耗電150千瓦，價(jià)值48萬(wàn)多美元，運(yùn)算速度5000次／秒，與今天的微型計(jì)算機(jī)相比真是不可同日而語(yǔ)了。但是，它卻奠定了電子計(jì)算機(jī)的技術(shù)基礎(chǔ)，如采用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行運(yùn)算和控制，建立程序設(shè)計(jì)的概念等?！　〉诙?958-1964年），晶體管計(jì)算機(jī)。這一代計(jì)算機(jī)的硬件部分采用了晶體管，主存儲(chǔ)器采用鐵氧磁心和磁鼓，外存儲(chǔ)器已開(kāi)始使用磁盤，軟件已開(kāi)始有很大的發(fā)展，還提出了操作系統(tǒng)的概念，出現(xiàn)了各種高級(jí)語(yǔ)言及編譯程序。這一代計(jì)算機(jī)除進(jìn)行科學(xué)計(jì)算之外，在數(shù)據(jù)處理方面也有廣泛的應(yīng)用?！　〉谌?964-1971年），集成電路計(jì)算機(jī)。隨著半導(dǎo)體集成技術(shù)的發(fā)展，使得幾十、幾百甚至上千個(gè)元件能夠集成在只有幾平方毫米的半導(dǎo)體芯片上。這一代計(jì)算機(jī)采用中、小規(guī)模集成電路取代了晶體管分立元件。采用集成電路后，計(jì)算機(jī)的體積進(jìn)一步縮小，耗電減少，可靠性和運(yùn)行速度明顯提高。在技術(shù)上引進(jìn)了多道程序和并行處理，操作系統(tǒng)的功能也不斷加強(qiáng)和趨于完善，這些都更加方便了人們對(duì)計(jì)算機(jī)的使用。在這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)在科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理和過(guò)程控制等方面都得到了較廣泛的應(yīng)用。

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