微機原理

前言

"微機原理"是高等學校理工科大學生一門重要的計算機技術(shù)基礎(chǔ)課程，也是理工科大學生學習和掌握計算機科學技術(shù)基礎(chǔ)、匯編語言程序設(shè)計及常用接口技術(shù)的入門課程。通過本課程的學習，可以使學生從理論和實踐上掌握微型計算機的基本組成和工作原理，建立微機系統(tǒng)整機概念，具備利用微機技術(shù)進行軟、硬件開發(fā)的初步能力。學習本課程對于掌握現(xiàn)代計算機的基本概念和技術(shù)，以及學習后續(xù)有關(guān)計算機課程（如計算機體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)等）均具有重要的意義。本書是該課程使用的基本教材。本書以80x86／Pcntium系列微型計算機為背景機，全面、系統(tǒng)地介紹了微型計算機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及典型接口技術(shù)。全書共分17章，從內(nèi)容上可劃分為四個知識單元：①微型計算機的基本結(jié)構(gòu)及工作原理（第1、2、3、7、13、15章）；②指令系統(tǒng)及匯編語言程序設(shè)計（第4、5、6章）；③I／O接口技術(shù)（第8、9、10、11、12、14章）；④高性能微處理器及相關(guān)技術(shù)（第16、17章）。學習本書的預備知識為數(shù)字電路及邏輯設(shè)計基礎(chǔ)知識。本書可供60－70學時的課堂教學使用，有些章節(jié)的內(nèi)容可根據(jù)不同的教學要求進行適當取舍。每章后面列出的思考題與習題，主要供理解和復習本章基本內(nèi)容而用，本書最后給出了部分習題的參考答案。另外，鑒于"微機原理"課程是技術(shù)性、實踐性較強的課程，因此在教學中應安排相應的實驗及上機環(huán)節(jié)。教師可根據(jù)具體實驗設(shè)備及上機條件，安排適當?shù)慕涌趯嶒灱皡R編程序上機內(nèi)容。對于尚不具備專門的微機接口實驗設(shè)備的教學環(huán)境，教師可結(jié)合PC機上已配備的鍵盤、鼠標及顯示器等基本I／O設(shè)備，組織相應的接口實驗內(nèi)容，如鍵盤輸入、顯示器輸出編程。鼠標器編程等，從而培養(yǎng)學生的I／O接口編程能力。關(guān)于這方面的內(nèi)容，請參見第6章的介紹。本書是在作者近年承擔北京大學計算機系本科生、北京大學理科實驗班教學實踐的基礎(chǔ)上編寫而成的，并參考和吸收了國外較新的同類教科書及國內(nèi)兄弟院校優(yōu)秀教材的有關(guān)內(nèi)容。在此，特向有關(guān)作者一并致謝。在本書的編寫和出版過程中，承蒙北京大學信息科學技術(shù)學院及北京交通大學出版社、清華大學出版社領(lǐng)導的熱情支持和指導，責任編輯譚文芳老師為此付出了艱辛和智慧，在此謹向他們表示衷心的感謝。由于編者的水平所限，書中一定存在不少差錯和疏漏，誠請廣大讀者及專家批評指正。

內(nèi)容概要

本書全面、系統(tǒng)地介紹了現(xiàn)代微型計算機的基本組成結(jié)構(gòu)、工作原理和典型接口技術(shù)。主要內(nèi)容包括：計算機、微型計算機的組成與結(jié)構(gòu)，微處理器結(jié)構(gòu)，指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計，存儲器及其接口，輸入/輸出及DMA技術(shù)，中斷系統(tǒng)，串并行通信及其接口電路，模擬接口，總線技術(shù)，80x86/Pentium保護模式的軟件體系結(jié)構(gòu)，高性能微處理器及其相關(guān)技術(shù)等。    本書內(nèi)容精練，層次清楚，實用性強；在注重講解基本概念的同時，也十分注意反映微型計算機發(fā)展中的新知識、新技術(shù)。本書可作普通高校理工科各專業(yè)計算機基礎(chǔ)課程教材，也可作為自學考試和成人教育以及各類職業(yè)學校的教材。

作者簡介

王克義，1970年本科畢業(yè)于北京大學，畢業(yè)后留校任教至今，現(xiàn)為北京大學信息科學技術(shù)學院教授，博士生導師。長期從事計算機專業(yè)的教學與科研工作。曾于1992-1993年在美國喬治·華盛頓大學計算機科學與電子工程系進修（訪問學者）；參加多項國家重點科技攻關(guān)項目，榮獲北京大學

書籍目錄

第1章　數(shù)制和編碼  1.1　進位計數(shù)制    1.1.1　進位計數(shù)制及其基數(shù)和權(quán)    1.1.2　計算機中常用的幾種進位計數(shù)制  1.2　不同進位制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換    1.2.1　二進制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)    1.2.2　十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)    1.2.3　任意兩種進位制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換  1.3　二進制數(shù)的算術(shù)運算和邏輯運算    1.3.1　二進制數(shù)的算術(shù)運算    1.3.2　二進制數(shù)的邏輯運算  1.4　數(shù)在計算機中的表示方法    1.4.1　機器數(shù)與真值    1.4.2　三種常見的機器數(shù)形式    1.4.3　數(shù)的定點表示與浮點表示    1.4.4　二一十進制編碼    1.4.5　二進制信息的計量單位  1.5　字符編碼  習題1第2章　計算機的基本結(jié)構(gòu)與工作過程  2.1　計算機的基本結(jié)構(gòu)    2.1.1　馮·諾伊曼計算機基本結(jié)構(gòu)    2.1.2　計算機的基本組成框圖及功能部件簡介    2.2　計算機的工作流程    2.2.1　指令與程序    2.2.2　計算機的基本工作流程  2.3　計算機系統(tǒng)的組成    2.3.1　硬件與軟件    2.3.2　計算機系統(tǒng)的基本組成    2.4　微型計算機的產(chǎn)生和發(fā)展    2.4.1  世界上第一個微處理器和微型計算機的誕生    2.4.2　微型計算機的發(fā)展階段  2.5　微型計算機的分類及主要技術(shù)指標    2.5.1　微型計算機的分類    2.5.2　微型計算機的主要技術(shù)指標  2.6　微型計算機的基本結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)組成    2.6.1　微型計算機基本結(jié)構(gòu)    2.6.2　微型計算機的系統(tǒng)組成  2.7　PC機操作系統(tǒng)  習題2第3章　微處理器的編程結(jié)構(gòu)  3.1　微處理器的工作模式    3.1.1　實模式      3.1.2　保護模式    3.1.3　虛擬8086模式    3.1.4　三種工作模式的轉(zhuǎn)換  3.2　微處理器的編程結(jié)構(gòu)    3.2.1　程序可見寄存器    3.2.2　80x86/Pentium處理器的寄存器模型  3.3　實模式下的存儲器尋址    3.3.1　實模式下的存儲器地址空間    3.3.2　存儲器分段技術(shù)    3.3.3　實模式下的存儲器尋址    3.3.4　堆棧  3.4　實模式I/O地址空間  習題3第4章　尋址方式與指令系統(tǒng)  4.1  尋址方式    4.1.1　數(shù)據(jù)尋址方式    4.1.2　轉(zhuǎn)移地址尋址方式  4.2　指令編碼    4.2.1　指令編碼格式    4.2.2　指令編碼舉例  4.3　8086指令系統(tǒng)    4.3.1　數(shù)據(jù)傳送指令    4.3.2　算術(shù)運算指令    4.3.3　邏輯運算與移位指令    4.3.4　串操作指令    4.3.5　轉(zhuǎn)移指令    4.3.6　處理器控制指令　……第5章　匯編語言的基本語法第6章　匯編語言程序設(shè)計及應用第7章　微處理器的內(nèi)部組成及外部功能特性第8章　I/O接口第9章　中斷系統(tǒng)第10章　并行通信及其接口電路第11章　串行通信及其接口電路第12章　計數(shù)/定時技術(shù)第13章　存儲器及其接口第14章　模擬接口第15章　總線技術(shù)第16章　80x86/Pentium保護模式的軟件體系結(jié)構(gòu)第17章　高性能微處理器的先進技術(shù)及典型結(jié)構(gòu)附錄部分習題參考答案參考文獻

章節(jié)摘錄

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《微機原理:結(jié)構(gòu)、編程與接口》的原理與技術(shù)的完美結(jié)合，教學與科研的最新成果，語言精煉，實例豐富，可操作性強，實用性突出。

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