本书以16位/32位/64位微处理器为背景，以32位微机为主，追踪微机高性能技术的应用与发展，全面、系统地介绍了现代微机的组成、工作原理、硬件配置和接口技术等，主要内容包括：微机系统的组成、微处理器、指令系统与汇编语言源程序设计、存储器技术、Cache及Cache的组织与控制、输入/输出接口及其应用、高级可编程中断控制器（APIC）、并行接口技术、定时/计数技术、USB及PCI-Ex等总线、模/数和数/模转换技术、Pentium和P6超标量流水线、动态分支预测技术、动态执行技术、Pentium 4微处理器的微结构、多核技术，以及Intel 64位微处理器的体系结构。本书内容由浅入深，通俗易懂，联系实际，便于自学，反映了现代微机的新知识、新技术。本书可以作为普通高等院校本/专科“微机原理及应用”“微机原理与接口技术”等课程的教材，也可作为计算机、电子、通信及自控类专业本/专科生和有关计算机应用开发人员的参考书。为便于教师组织教学与学生自学，本书配有电子教案，读者可登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）注册下载。
李鹏，长江大学计算机科学学院教师，主讲《汇编语言与微型计算机技术》、《电子技术基础》、《单片机原理及应用》、《多媒体技术》、《C语言程序设计》等多门课程。《微机原理及应用》精品课程负责人。
第1章 微型计算机运算基础知识 1
1.1 微型计算机的发展 1
1.1.1 计算机的发展概况 1
1.1.2 微处理器及微机的发展 1
1.2 计算机中的数制 4
1.2.1 数制 4
1.2.2 不同数制之间的转换 6
1.3 定点数 7
1.3.1 定点数的表示法 7
1.3.2 定点数的原码、反码与补码 7
1.4 IEEE 754标准浮点数 11
1.4.1 浮点数的表示法 11
1.4.2 浮点数的规格化 11
1.5 无符号数、BCD码与ASCII码 13
1.5.1 无符号数的表示范围及算术运算 13
1.5.2 无符号数的逻辑运算 13
1.5.3 BCD码与ASCII码 14
小结 17
习题与思考题 18
第2章 微型计算机系统概论 19
2.1 微型计算机的硬件系统 19
2.1.1 微机硬件系统的基本结构 19
2.1.2 16位微机的结构 21
2.1.3 32位微机的结构 22
2.2 微型计算机的软件系统 24
2.2.1 系统软件和应用软件 24
2.2.2 计算机程序设计语言 26
2.2.3 微型计算机系统 27
小结 28
习题与思考题 29
第3章 微处理器 30
3.1 微处理器的基本组成和基本功能 30
3.1.1 微处理器的基本组成 30
3.1.2 微处理器的基本功能 31
3.2 微处理器内部的寄存器 31
3.2.1 8086微处理器内部的寄存器 31
3.2.2 80386微处理器内部的寄存器 38
3.3 微处理器对存储器的管理 40
3.3.1 32位微处理器的工作模式 40
3.3.2 实模式存储器管理 42
3.4 8086系统中的存储器组织 44
3.5 32位微处理器 45
3.5.1 80386微处理器的功能结构 45
3.5.2 Pentium微处理器的功能结构 47
3.5.3 Pentium微处理器的引脚信号 50
3.5.4 Pentium微处理器的总线周期 54
小结 58
习题与思考题 59
第4章 指令系统与汇编语言源程序设计 61
4.1 8086微处理器的寻址方式 61
4.1.1 指令的一般格式 61
4.1.2 8086微处理器的寻址方式 62
4.2 16位微处理器的指令系统 65
4.2.1 数据传送指令 65
4.2.2 算术运算指令 71
4.2.3 逻辑运算指令 75
4.2.4 移位指令 78
4.2.5 串操作指令 81
4.2.6 控制转移指令 86
4.2.7 子程序调用与返回指令 91?
4.2.8 中断调用指令 94
4.2.9 符号扩展指令 96
4.2.10 处理机控制指令 97
4.3 32位微处理器的寻址方式和指令系统 98
4.3.1 32位微处理器的寻址方式 98
4.3.2 32位微处理器的扩充与新增指令 101
4.4 汇编语言源程序设计 106
4.4.1 汇编语言源程序的开发 106
4.4.2 常量、变量、标号及标识符 107
4.4.3 数值的定义 109
4.4.4 完整段定义 111
4.4.5 简化段定义 112
4.4.6 基本汇编语言源程序设计 114
小结 120
习题与思考题 121
第5章 存储器技术 124
5.1 微型计算机存储器概述 124
5.1.1 微型计算机中存储器的类型 124
5.1.2 半导体存储器芯片的主要性能指标 125
5.2 半导体存储器芯片的结构与原理 126
5.2.1 几种逻辑符号和译码器 126
5.2.2 存储器芯片 128
5.2.3 静态随机存取存储器 131
5.2.4 动态随机存取存储器 132
5.2.5 只读存储器 135
5.2.6 在线读/写非易失性存储器 137
5.3 微型计算机中内部存储器的组织 140
5.3.1 8位和16位微机的内存组织 141
5.3.2 32位和64位微机的内存组织 144
5.4 高速缓冲存储器 146
5.4.1 Cache的基本原理 146
5.4.2 Cache的组织方式与置换策略 147
5.4.3 Cache控制器82385 152
5.5 虚拟存储机制和段、页两级管理 154
5.5.1 虚拟存储机制 154
5.5.2 段、页两级管理 155
小结 158
习题与思考题 159
第6章 输入/输出接口技术及中断 161
6.1 并行与串行输入/输出接口 161
6.1.1 常用的锁存器和缓冲器 161
6.1.2 基本的输入/输出接口电路 162
6.1.3 输入/输出接口电路的基本功能 164
6.2 输入/输出端口技术 165
6.2.1 80x86 输入/输出端口的独立编址方式 165
6.2.2 输入/输出指令 166
6.2.3 输入/输出端口地址的分配 167
6.2.4 16位微机输入/输出端口地址的译码电路 168
6.2.5 32位微机输入/输出端口地址的译码电路 169
6.2.6 输入/输出保护 170
6.3 输入/输出接口电路传输数据的方式 170
6.3.1 程序控制输入/输出方式 170
6.3.2 直接存储器存取方式（DMA方式） 173
6.3.3 中断控制输入/输出方式 175
6.4 可编程中断控制器82C59A 176
6.4.1 82C59A概述 176
6.4.2 82C59A的内部结构 177
6.4.3 82C59A的引脚 178
6.4.4 82C59A的工作原理 180
6.4.5 82C59A的命令字及编程 182
6.4.6 82C59A在微机系统中的应用 187
6.5 实模式的中断技术 190
6.5.1 中断及中断系统 190
6.5.2 可屏蔽中断的中断响应与中断处理 190
6.5.3 实模式的中断系统 192
6.6 保护模式的中断技术 197
6.7 高级可编程中断控制器 201
6.7.1 APIC的基本组成 201
6.7.2 本地APIC可以接收的中断源 203
小结 204
习题与思考题 205
第7章 微机的并行接口技术及应用 207
7.1 可编程并行接口芯片8255A 207
7.1.1 8255A的内部结构 207
7.1.2 8255A的引脚信号及功能 208
7.1.3 8255A的两个控制字及编程 209
7.1.4 8255A的三种工作方式及其应用 211
7.2 微机的并行打印机接口 221
7.2.1 Centronics并行打印机接口 221
7.2.2 并行打印机接口内部的寄存器 222
7.2.3 并行打印机接口编程 224
小结 225
习题与思考题 226
第8章 定时/计数技术 227
8.1 8254的功能、内部结构和外部引脚 227
8.1.1 8254的功能 227
8.1.2 8254的内部结构 227
8.1.3 8254的外部引脚 230
8.2 8254的控制字 231
8.2.1 8254的方式控制字 231
8.2.2 8254的锁存命令字和状态字 232
8.3 8254的工作方式及应用 233
8.3.1 8254的6种工作方式 233
8.3.2 8254的应用举例 237
8.4 定时器/计数器8253 240
8.4.1 8254与8253的比较 240
8.4.2 8253-5的应用举例 240
小结 242
习题与思考题 242
第9章 串行通信接口技术 244
9.1 串行通信基础 244
9.2 可编程异步通信接口芯片8250 247
9.2.1 8250的基本功能、内部结构和引脚功能 247
9.2.2 8250编程 252
9.3 RS-232-C串行通信接口 259
9.4 通用串行总线USB 260
9.4.1 USB概述 260
9.4.2 USB的物理接口、USB设备的供电及USB的信号 261
9.4.3 USB主控器/根集线器、设备、集线器及其拓扑结构 263
9.5 键盘接口技术 265
9.5.1 键盘的分类与接口 266
9.5.2 键盘中断处理程序 268
9.6 鼠标接口技术 271
9.6.1 鼠标接口 271
9.6.2 鼠标驱动程序及其功能调用 272
小结 273
习题与思考题 274
第10章 模/数和数/模转换技术 275
10.1 模拟量输入与输出通道的组成 275
10.1.1 模拟量输入通道的组成 275
10.1.2 模拟量输出通道的组成 278
10.2 数/模（D/A）转换器 278
10.2.1 D/A转换器的基本结构 278
10.2.2 D/A转换器的主要技术指标 280
10.2.3 D/A转换芯片DAC0832 280
10.2.4 D/A转换芯片DAC1210 283
10.3 模/数（A/D）转换器 286
10.3.1 A/D转换器的工作原理 286
10.3.2 A/D转换器的主要技术指标 287
10.3.3 A/D转换芯片ADC0809 288
10.3.4 A/D转换芯片AD574 292
小结 296
习题与思考题 296
第11章 总线技术 297
11.1 总线概述 297
11.1.1 总线的5个特性 297
11.1.2 总线的分类 298
11.1.3 总线传输的操作过程 298
11.2 局部总线ISA和EISA 300
11.2.1 局部总线ISA 300
11.2.2 局部总线EISA 302
11.3 局部总线VESA和PCI 303
11.3.1 VESA总线 303
11.3.2 PCI总线 304
11.4 高速图形加速接口AGP 310
11.5 PCI-Ex总线 311
11.5.1 PCI-Ex技术 311
11.5.2 PCI-Ex的应用 312
11.6 外部总线IDE 313
11.6.1 IDE简介 313
11.6.2 IDE接口的引脚 313
11.6.3 IDE接口的传输模式 314
11.6.4 串行ATA接口 316
小结 317
思考题与习题 318
第12章 提高微处理器性能的技术 319
12.1 CISC与RISC技术 319
12.1.1 CISC技术 319
12.1.2 RISC技术 320
12.2 微处理器中的超标量流水线技术 321
12.2.1 指令流水线技术 321
12.2.2 超标量流水线技术 321
12.2.3 指令流水线技术中的相关问题 323
12.2.4 动态分支预测技术 325
12.3 动态执行技术 327
12.3.1 Pentium Ⅱ微处理器的指令流水线技术 328
12.3.2 Pentium 4微处理器的微结构及主要技术特征 332
12.4 微处理器中的多核技术 336
12.4.1 多核微处理器及多线程概述 336
12.4.2 Intel Core i7 920 340
12.5 Intel 64位微处理器的两种体系结构 342
12.5.1 Intel 64体系结构 343
12.5.2 安腾体系结构 344
小结 345
思考题与习题 346
参考文献 348
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