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第1章 数据在计算机中的运算及表示形式1

1.1 进位记数制2

1.1.1 进位记数制及其基数和权2

1.1.2 几种常用的进位记数制2

1.2 不同进位制数之间的转换4

1.2.1 二进制数转换为十进制数4

1.2.2 十进制数转换为二进制数5

1.3 二进制数的算术运算和逻辑运算6

1.3.1 二进制数的算术运算6

1.3.2 二进制数的逻辑运算8

1.3.3 移位运算9

1.4 数据在计算机中的表示形式10

1.4.1 机器数与真值10

1.4.2 常见的机器数表示形式11

1.4.3 数的定点表示与浮点表示16

1.4.4 二-十进制编码20

1.5 二进制信息的计量单位21

习题122

第2章 计算机的基本结构与工作过程23

2.1 计算机的基本结构24

2.1.1 冯·诺依曼计算机基本结构24

2.1.2 计算机的基本组成框图及功能部件简介25

2.2 计算机的工作流程28

2.2.1 指令与程序28

2.2.2 计算机的基本工作流程29

2.3 计算机系统的组成32

2.3.1 硬件与软件32

2.3.2 计算机系统的基本组成33

2.4 微型计算机的分类及主要技术指标33

2.4.1 微型计算机的分类33

2.4.2 微型计算机的主要技术指标34

2.5 微型计算机的基本结构及系统组成35

2.5.1 微型计算机基本结构36

2.5.2 微型计算机的系统组成37

习题238

第3章 计算机的核心部件——微处理器39

3.1 微处理器的工作模式40

3.1.1 实模式40

3.1.2 保护模式41

3.1.3 虚拟8086模式41

3.2 微处理器的编程结构41

3.2.1 程序可见寄存器41

3.2.2 80×86/Pentium处理器的寄存器模型42

3.3 微处理器的寻址机制47

3.3.1 存储器分段技术47

3.3.2 实模式下的存储器寻址48

3.3.3 堆栈52

3.4 微处理器的内部组成结构及相关技术53

3.4.1 总线接口单元BIU54

3.4.2 指令Cache与数据Cache54

3.4.3 超标量流水线结构54

3.4.4 动态转移预测及转移目标缓冲器BTB56

3.4.5 指令预取器和预取缓冲器58

3.4.6 指令译码器58

3.4.7 执行单元EU59

3.4.8 浮点处理单元FPU59

3.4.9 控制单元CU60

3.5 微处理器的外部功能特性60

3.5.1 微处理器的外部引脚信号60

3.5.2 微处理器的总线时序66

习题370

第4章 寻址方式与指令系统72

4.1 寻址方式73

4.1.1 数据寻址方式73

4.1.2 转移地址寻址方式80

4.2 指令编码81

4.2.1 指令编码格式82

4.2.2 指令编码举例85

4.3 8086指令系统86

4.3.1 数据传送指令86

4.3.2 算术运算指令92

4.3.3 逻辑运算与移位指令102

4.3.4 串操作指令106

4.3.5 转移指令110

4.3.6 处理器控制指令117

4.4 80286～Pentium指令系统118

习题4118

第5章 汇编语言的基本语法120

5.1 汇编语言的特点121

5.2 汇编语言程序结构和基本语法122

5.2.1 示例程序122

5.2.2 基本概念123

5.2.3 指令语句130

5.2.4 伪指令语句132

5.2.5 宏指令140

5.2.6 简化段定义143

5.3 ROM BIOS中断调用和DOS系统功能调用144

5.3.1 ROM BIOS中断调用144

5.3.2 DOS系统功能调用145

5.4 汇编语言程序的上机调试146

5.4.1 建立源文件146

5.4.2 汇编146

5.4.3 连接149

5.4.4 运行150

5.4.5 调试150

习题5154

第6章 汇编语言程序设计及应用157

6.1 汇编语言程序设计的基本方法158

6.1.1 程序设计的基本步骤158

6.1.2 程序的基本结构形式159

6.1.3 子程序设计161

6.2 汇编语言的编程应用164

6.2.1 I/O与通信164

6.2.2 声音与时钟165

6.2.3 乐曲程序166

6.2.4 键盘I/O169

6.2.5 鼠标器编程171

6.2.6 图形显示174

6.3 Windows环境下汇编语言程序设计178

6.3.1 Windows API函数178

6.3.2 动态链接库179

6.3.3 指令集选择179

6.3.4 工作模式选择179

6.3.5 函数的原型定义180

6.3.6 Windows应用程序的基本结构框架180

6.3.7 Win32汇编语言应用程序实例181

6.3.8 MASM 32汇编与连接命令182

6.4 汇编语言与高级语言的混合编程182

6.4.1 内嵌汇编183

6.4.2 在C程序中直接调用汇编子程序184

6.4.3 汇编语言程序调用C函数187

习题6188

第7章 存储器及其接口190

7.1 概述191

7.1.1 存储系统的层次结构191

7.1.2 内存储器的基本结构及其数据存储格式193

7.2 半导体存储器的结构及工作原理195

7.2.1 可读写存储器RAM195

7.2.2 只读存储器 ROM205

7.3 存储器接口213

7.3.1 存储器接口中的片选控制213

7.3.2 存储器接口分析与设计举例214

7.3.3 双端口存储器216

7.4 高速缓存（Cache）218

7.4.1 Cache基本原理218

7.4.2 Cache的组织方式220

7.4.3 Cache的更新方式及替换算法222

7.5 虚拟存储器224

7.5.1 虚拟存储器的工作原理224

7.5.2 80×86的虚拟存储技术225

习题7227

第8章 I/O接口技术229

8.1 I/O接口概述230

8.1.1 I/O接口的基本功能230

8.1.2 I/O接口的基本结构231

8.1.3 I/O端口的编址方式232

8.1.4 I/O接口的地址译码及片选信号的产生234

8.1.5 I/O指令235

8.2 I/O控制方式235

8.2.1 程序控制方式235

8.2.2 中断控制方式236

8.2.3 DMA方式238

8.3 DMA技术239

8.3.1 DMA控制器的基本功能239

8.3.2 DMA控制器的一般结构240

8.3.3 DMA控制器的工作方式241

8.3.4 DMA工作过程242

8.3.5 可编程DMA控制器8237244

8.4 中断系统244

8.4.1 基本概念244

8.4.2 80×86实模式的中断系统247

8.4.3 可编程中断控制器8259A254

8.4.4 中断服务程序设计254

习题8259

第9章 并行通信及其接口电路260

9.1 可编程并行接口的组成及工作过程261

9.1.1 可编程并行接口的组成及其与CPU和外设的连接261

9.1.2 可编程并行接口的数据输入输出过程262

9.2 可编程并行接口8255A262

9.2.1 8255A的性能概要262

9.2.2 8255A芯片引脚分配及引脚信号说明263

9.2.3 8255A内部结构框图264

9.2.4 8255A的控制字265

9.2.5 8255A的工作方式267

9.2.6 8255A的状态字272

9.2.7 8255A应用举例273

习题9275

第10章 串行通信及其接口电路276

10.1 串行通信277

10.1.1 串行通信的特点277

10.1.2 串行通信涉及的常用术语和基本概念277

10.2 串行通信接口标准283

10.2.1 RS-232C283

10.2.2 RS-485284

10.3 可编程串行通信接口8251 A284

10.3.1 USART284

10.3.2 8251A的基本功能和工作原理285

10.3.3 8251A对外接口信号288

10.3.4 8251A的编程290

10.3.5 8251A应用举例294

习题10297

第11章 计数／定时技术298

11.1 概述299

11.2 可编程计数器／定时器8253299

11.2.1 8253的主要功能299

11.2.2 8253的结构框图300

11.2.3 8253的引脚302

11.2.4 8253的工作方式303

11.2.5 8253的初始化编程308

11.2.6 8253的读出操作311

11.3 8253的应用312

习题11315

第12章 总线技术316

12.1 概述317

12.1.1 总线317

12.1.2 总线的分类317

12.1.3 总线标准319

12.1.4 总线仲裁320

12.2 PCI总线321

12.2.1 概述321

12.2.2 PCI总线的结构及特点322

12.3 USB总线323

12.3.1 USB概述323

12.3.2 USB的拓扑结构325

12.3.3 USB线缆及连接器325

12.4 高速总线接口IEEE 1394326

12.5 高速图形端口AGP327

习题12329

第13章 高性能微处理器的先进技术及典型结构330

13.1 高性能微处理器所采用的先进技术331

13.1.1 指令级并行331

13.1.2 超标量技术332

13.1.3 超长指令字结构333

13.1.4 超级流水线技术333

13.1.5 RISC技术334

13.2 高性能微处理器举例336

13.2.1 64位处理器Alpha 21064336

13.2.2 Itanium处理器——IA-64架构的开放硬件平台338

13.3 多核处理器简介341

13.3.1 复杂单处理器结构所遇到的挑战341

13.3.2 多核处理器的出现341

13.3.3 多核处理器结构的主要特点342

13.4 现代PC主板典型结构343

13.4.1 芯片组、桥芯片及接口插座343

13.4.2 Pentium PC主板结构344

13.4.3 Pentium 4 PC主板的I/O组织结构345

习题13346

第14章 嵌入式系统与嵌入式处理器347

14.1 嵌入式系统概述348

14.1.1 嵌入式系统简介348

14.1.2 嵌入式系统的组成348

14.1.3 嵌入式系统的分类352

14.2 嵌入式处理器353

14.2.1 ARM系列处理器353

14.2.2 Intel 8051系列微控制器357

14.3 ARM体系结构357

14.3.1 ARM处理器的工作状态357

14.3.2 ARM处理器的运行模式358

14.3.3 ARM处理器的内部寄存器358

14.3.4 ARM处理器的异常处理机制363

14.4 ARM指令系统365

14.4.1 ARM指令系统的主要特点365

14.4.2 ARM指令的基本格式365

14.4.3 ARM指令的寻址方式366

14.4.4 ARM指令简介369

14.4.5 ARM指令系统与Thumb指令系统的比较376

14.5 ARM汇编语言程序设计377

14.5.1 ARM伪操作377

14.5.2 ARM伪指令380

14.5.3 ARM汇编语言语句格式382

14.5.4 ARM汇编语言程序结构382

14.5.5 ARM汇编语言程序设计示例383

习题14384

附录A DOS功能调用（INT21 H）385

附录B BIOS中断调用391

附录C调试程序DEBUG的使用397

部分习题参考答案402

参考文献415