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微型计算机原理与接口技术(第二版)

中国水利水电出版社
    【作 者】主编 王向慧 【I S B N 】978-7-5170-3719-4 【责任编辑】李炎 【适用读者群】本专通用 【出版时间】2015-11-07 【开 本】16开 【装帧信息】平装(光膜) 【版 次】第2版第1次印刷 【页 数】320 【千字数】490 【印 张】20 【定 价】38 【丛 书】普通高等应用型院校“十二五”规划教材 【备注信息】
图书详情

    本书以Intel系列微处理器为背景,全面系统地介绍了微型计算机原理、接口技术及应用。全书共11章,分别介绍了计算机基础、Intel微处理器、半导体存储器、并行接口技术、串行通信技术、定时/计数技术、中断技术、DMA技术、总线技术和人机接口技术。

    本书内容丰富、通俗易懂、理论结合实际,力求反映微型计算机技术的最新发展;结构清晰、图表结合,注重对基本理论的理解和实践技能的培养,各章配有丰富的实例分析、习题与思考。

    本书可作为高等院校计算机及相关专业的本、专科教材或教学参考书,也可作为从事微型计算机工作的工程技术人员、计算机爱好者的参考书。

    本书配有电子教案,读者可以到中国水利水电出版社网站和万水书苑上免费下载,网址为http://www.waterpub.com.cn/softdown/和http://www.wsbookshow.com。

    本书内容丰富、通俗易懂、理论结合实际,力求反映微型计算机技术的最新发展;结构清晰,图表结合,注重对基本理论的理解和实践技能的培养;各章配有一定数量的应用实例和解析,以及具有启发性、利于知识巩固和延伸的习题与思考。

    在内容编排上注重系统性、先进性和实用性,在编写过程中力求内容丰富、脉络分明、图表结合,在知识结构上注意分解难点、循序渐进、突出应用,既注重对基本理论的理解,又注重对实践技能和分析解决问题能力的培养。

    再版前言

    随着微型计算机的普及应用,掌握和应用计算机技术的能力已经成为衡量人们业务素质的标准之一,学习和运用微型计算机成为高校学生和科技人员必需的训练课程。本书是作者通过多年的教学实践和教学改革,对课程体系结构和内容进行了深入研究,力求反映微机计算机技术的最新成果,在第一版的基础上精心编写而成。

    本书以Intel系列微处理器为背景,全面系统地介绍了微型计算机原理、接口技术及应用,全书力求语言通俗易懂,理论结合实际,努力追踪微型计算机快速发展的历程,目的是让读者获得微型计算机硬件组织的基本理论,掌握微型计算机工作原理和接口技术,建立微型计算机系统的整体概念,具备微型计算机应用的基本技能。

    全书共11章。第1章概述微型计算机的发展、特点、组成,介绍计算机中数制和数据表示方法;第2章介绍8086/8088微处理器的内部结构、寄存器组成、工作模式和内存管理,在此基础上介绍80386、80486、Pentium、Core系列高档微处理器的内部结构和技术特点;第3章概述存储器的功能、分类、Cache和虚拟存储器技术,介绍半导体存储器的基本结构及容量扩展方法;第4~9章介绍微型计算机的输入/输出控制方式、并行接口技术、定时/计数技术、串行通信技术、中断技术和DMA技术,分别讲述典型接口芯片8255A、8253、8251A、8259A和8237A的内部结构、工作方式、编程方法及其应用;第10章介绍在总线发展历程中的典型总线ISA、PCI、USB和PCI-Express;第11章介绍键盘、鼠标、显示器、打印机、外存储器、扫描仪等常用人机接口设备。

    全书在内容编排上注重系统性、先进性和实用性,在编写过程中力求内容丰富、脉络分明、图表结合,在知识结构上注意分解难点、循序渐进、突出应用,注重对基本理论的理解、对实践技能的培养、对分析问题和解决问题能力的培养。各章配有一定数量的应用实例和解析,以及具有启发性、利于知识巩固和延伸的习题与思考。读者不必局限于本教材各章的次序,可以根据具体情况有选择地学习。

    本书由王向慧主编,统稿并编写了第1~3、5~7、11章,王俊、李新友、赵晶任副主编,并参与了全书的大纲策划工作,王俊、赵晶编写了第9~10章,李新友编写了第8章,第4章由于济凡、王向慧联合编写。参加本书资料搜集和整理、部分内容编写、课件制作工作的还有于济凡、张池弘、王瑞珺、张楷悦、王佳宁、孙灿、王祉翔、王雪洁、李熠、孙燕娜、赵瑞。

    雷广臻教授在百忙之中对本书进行了审阅,并提出许多宝贵意见,在此表示衷心的感谢。同时对所参考的国内外资料的原作者表示诚挚的谢意。还要感谢中国水利水电出版社对本书的精心组织、策划和编辑。

    由于编者水平有限,书中难免出现疏漏之处,敬请广大读者批评指正。

    书中程序已经过上机验证。为便于教师授课和学生学习,本书配备了CAI课件和习题答案,可到中国水利水电出版社网站或万水书苑免费下载。

    编 者

    2015年7月

    再版前言

    第1章 微型计算机基础 1
    学习目标 1
    1.1 微型计算机概述 1
    1.1.1 微型计算机的产生与发展 1
    1.1.2 微型计算机的特点 4
    1.1.3 微型计算机的分类 5
    1.1.4 微型计算机系统的主要性能指标 6
    1.1.5 微型计算机的应用 7
    1.2 微型计算机系统的组成 8
    1.2.1 冯•诺依曼体系结构 8
    1.2.2 微型计算机的硬件系统 9
    1.2.3 微型计算机的软件系统 12
    1.2.4 微处理器、微型计算机及微型计算机
    系统 14
    1.3 计算机中数和字符的表示 15
    1.3.1 进位计数制 15
    1.3.2 不同数制之间的转换 16
    1.3.3 计算机中数值信息的表示 19
    1.3.4 数的定点及浮点表示 23
    1.3.5 计算机中文字信息的表示 23
    1.4 二进制运算 27
    1.4.1 二进制算术运算规则 27
    1.4.2 二进制逻辑运算规则 28
    1.4.3 补码的加减法运算 29
    习题与思考 29
    第2章 Intel微处理器 31
    学习目标 31
    2.1 Intel 8086/8088微处理器 31
    2.1.1 8086/8088微处理器的主要特性 31
    2.1.2 8086/8088微处理器的内部结构 32
    2.1.3 8086/8088寄存器结构 34
    2.1.4 8086/8088总线的工作周期 38
    2.1.5 8086/8088的引脚及工作模式 39
    2.1.6 8086/8088的存储器组织及I/O组织 47
    2.1.7 8086/8088的总线操作及时序 49
    2.1.8 IBM PC/XT微型计算机简介 58
    2.2 Intel 80386微处理器 62
    2.2.1 80386的主要特点 62
    2.2.2 80386的工作模式 62
    2.2.3 80386的内部结构 63
    2.3 Intel 80486微处理器 65
    2.3.1 80486的主要特点 65
    2.3.2 80486的内部结构 66
    2.4 Pentium系列微处理器 68
    2.4.1 Pentium微处理器 68
    2.4.2 Intel P6系列微处理器 71
    2.4.3 Pentium 4微处理器 73
    2.4.4 Pentium M微处理器 77
    2.5 酷睿系列微处理器 78
    2.5.1 Core 2微处理器 78
    2.5.2 Core i7/i5/i3微处理器 81
    习题与思考 86
    第3章 半导体存储器及其接口 88
    学习目标 88
    3.1 存储器概述 88
    3.1.1 存储器的分类 88
    3.1.2 存储器的主要性能指标 90
    3.1.3 内存储器的基本结构 90
    3.1.4 半导体存储器 91
    3.2 随机存储器RAM 92
    3.2.1 静态RAM(SRAM) 92
    3.2.2 动态RAM(DRAM) 96
    3.3 只读存储器ROM 99
    3.3.1 掩膜只读存储器ROM 100
    3.3.2 可编程只读存储器PROM 100
    3.3.3 可擦除可编程只读存储器EPROM 101
    3.3.4 电可擦除可编程只读存储器
    EEPROM 102
    3.3.5 闪速存储器Flash Memory 102
    3.4 半导体存储器接口 103
    3.4.1 存储器的选址 103
    3.4.2 存储器的容量扩展 103
    3.4.3 典型CPU与内存储器的连接 109
    3.5 存储体系结构 112
    3.5.1 存储系统的层次结构 112
    3.5.2 多体存储结构 113
    3.5.3 高速缓冲存储器 115
    3.5.4 虚拟存储器 117
    习题与思考 119
    第4章 微型计算机输入/输出系统概述 122
    学习目标 122
    4.1 微型计算机接口技术概述 122
    4.1.1 接口及接口的功能 122
    4.1.2 接口的类型 125
    4.1.3 CPU与外设之间交换的信息类型 126
    4.1.4 I/O接口的基本结构 126
    4.1.5 I/O端口的编址方法 127
    4.1.6 接口技术的现状及发展 129
    4.2 输入/输出控制方式 129
    4.2.1 无条件传送方式 130
    4.2.2 查询方式 130
    4.2.3 中断方式 133
    4.2.4 DMA方式 134
    4.2.5 I/O通道方式 136
    习题与思考 136
    第5章 并行接口技术 137
    学习目标 137
    5.1 并行通信及并行接口 137
    5.2 可编程并行接口8255A 138
    5.2.1 8255A的内部结构 138
    5.2.2 8255A的引脚功能 139
    5.2.3 8255A的控制字 140
    5.2.4 8255A的工作方式 141
    5.2.5 8255A的编程 146
    5.3 8255A的应用 147
    5.3.1 8255A控制LED显示 148
    5.3.2 8255A用于键盘接口 148
    5.3.3 8255A实现双机并行通信 150
    习题与思考 152
    第6章 定时/计数技术及其接口 155
    学习目标 155
    6.1 定时/计数技术概述 155
    6.1.1 定时系统 155
    6.1.2 定时方法 156
    6.1.3 可编程定时/计数器的工作原理 156
    6.2 可编程定时/计数器8253 158
    6.2.1 8253的主要特性 158
    6.2.2 8253的内部结构 158
    6.2.3 8253的引脚功能 160
    6.2.4 8253的工作方式 161
    6.2.5 8253的控制字 168
    6.2.6 8253的编程 169
    6.3 8253的应用 172
    6.3.1 IBM PC/XT机上8253的时钟中断 173
    6.3.2 IBM PC/XT机上8253的动态存储
    器刷新定时 173
    6.3.3 8253用于扬声器发声控制 174
    习题与思考 176
    第7章 串行通信及串行接口技术 178
    学习目标 178
    7.1 串行通信概述 178
    7.1.1 串行通信与并行通信 178
    7.1.2 串行通信中的基本技术 179
    7.1.3 串行通信的分类 184
    7.1.4 RS-232C串行接口标准 186
    7.1.5 串行接口的基本结构与功能 188
    7.2 可编程串行接口8251A 191
    7.2.1 8251A的主要特性 191
    7.2.2 8251A的内部结构 192
    7.2.3 8251A的引脚功能 193
    7.2.4 8251A的控制字及状态字 195
    7.2.5 8251A的编程 198
    7.3 8251A的应用 199
    7.3.1 利用8251A实现与终端的串行通信 200
    7.3.2 利用8251A实现双机串行通信 201
    习题与思考 203
    第8章 中断技术及中断控制器 205
    学习目标 205
    8.1 中断技术概述 205
    8.1.1 中断技术中的概念 205
    8.1.2 中断的基本原理 206
    8.1.3 中断技术的特点 210
    8.2 8086中断系统 211
    8.2.1 中断类型 211
    8.2.2 中断向量表 213
    8.2.3 中断管理 215
    8.3 8259A中断控制器 218
    8.3.1 8259A的主要特性 219
    8.3.2 8259A的内部结构 219
    8.3.3 8259A的引脚功能 221
    8.3.4 8259A的中断管理方式 223
    8.3.5 8259A的中断响应过程 225
    8.3.6 8259A的控制字 226
    8.3.7 8259A的编程 230
    8.4 8259A在微型计算机系统中的应用 236
    习题与思考 240
    第9章 DMA技术及DMA控制器 242
    学习目标 242
    9.1 直接存储器存取(DMA)技术概述 242
    9.1.1 DMA控制器的基本功能 242
    9.1.2 DMA控制器的一般结构 243
    9.1.3 DMA控制器的工作方式 244
    9.1.4 DMA操作过程 245
    9.2 可编程DMA控制器8237A 245
    9.2.1 8237A的主要特性 245
    9.2.2 8237A的内部结构 246
    9.2.3 8237A的引脚功能 247
    9.2.4 8237A的操作方式 249
    9.2.5 8237A的编程 250
    9.3 DMA技术在微型计算机系统中的应用 257
    习题与思考 262
    第10章 总线技术 264
    学习目标 264
    10.1 总线技术概述 264
    10.1.1 总线的基本概念 264
    10.1.2 总线的规范 265
    10.1.3 总线的主要参数 265
    10.1.4 总线的分类 266
    10.2 ISA总线 266
    10.2.1 ISA总线的主要性能和特点 266
    10.2.2 ISA总线信号定义 267
    10.3 PCI总线 269
    10.3.1 PCI总线的主要性能和特点 270
    10.3.2 PCI总线的系统结构 270
    10.3.3 PCI总线信号定义 271
    10.4 USB总线 275
    10.4.1 USB总线的主要性能和特点 275
    10.4.2 USB系统的组成及原理 276
    10.5 PCI Express总线 279
    10.5.1 PCI Express总线的主要性能和
    特点 279
    10.5.2 PCI Express总线的层次结构 281
    10.5.3 PCI Express总线信号定义 282
    习题与思考 284
    第11章 人机接口技术 285
    学习目标 285
    11.1 键盘及其接口技术 285
    11.1.1 键盘的基本工作原理 285
    11.1.2 键盘的分类 287
    11.1.3 非编码键盘的按键识别方法 287
    11.1.4 PC机键盘 288
    11.1.5 PC机键盘接口技术 288
    11.2 鼠标及其接口技术 290
    11.2.1 鼠标的分类及工作原理 290
    11.2.2 鼠标的主要性能指标 291
    11.2.3 鼠标与主机的接口 291
    11.3 显示器及其接口技术 292
    11.3.1 显示器的分类 292
    11.3.2 显示器的工作原理 292
    11.3.3 显示器的主要性能指标 295
    11.3.4 显卡的工作原理 296
    11.4 打印机及其接口技术 298
    11.4.1 打印机的分类及工作原理 298
    11.4.2 打印机的主要性能指标 302
    11.4.3 打印机与主机的接口 302
    11.5 外存储器及其接口 303
    11.5.1 硬盘存储器 303
    11.5.2 光盘存储器 305
    11.5.3 移动硬盘 306
    11.5.4 U盘 307
    11.6 扫描仪 307
    11.6.1 扫描仪的分类 307
    11.6.2 扫描仪的工作原理 308
    11.6.3 扫描仪的主要性能指标 308
    习题与思考 309
    参考文献 311
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