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第1章 数在计算机中的运算及表示形式1

1.1 进位记数制1

1.1.1 进位记数制及其基数和权1

1.1.2 几种常用的进位记数制1

1.2 不同进位制数之间的转换3

1.2.1 二进制数转换为十进制数3

1.2.2 十进制数转换为二进制数3

1.2.3 任意两种进位制数之间的转换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7

1.3.3 移位运算8

1.4 数在计算机中的表示形式9

1.4.1 机器数与真值9

1.4.2 常见的机器数表示形式10

1.4.3 数的定点表示与浮点表示14

1.4.4 二-十进制编码18

1.5 二进制信息的计量单位19

习题119

第2章 计算机的基本结构与工作过程21

2.1 计算机的基本结构21

2.1.1 冯·诺依曼计算机基本结构21

2.1.2 计算机的基本组成框图及功能部件简介22

2.2 计算机的工作流程25

2.2.1 指令与程序25

2.2.2 计算机的基本工作流程26

2.3 计算机系统的组成28

2.3.1 硬件与软件28

2.3.2 计算机系统的基本组成29

2.4 微型计算机的分类及主要技术指标29

2.4.1 微型计算机的分类29

2.4.2 微型计算机的主要技术指标30

2.5 微型计算机的基本结构及系统组成31

2.5.1 微型计算机基本结构31

2.5.2 微型计算机的系统组成33

习题233

第3章 微处理器的工作模式与编程结构34

3.1 微处理器的工作模式34

3.1.1 实模式34

3.1.2 保护模式34

3.1.3 虚拟8086模式35

3.2 微处理器的编程结构35

3.2.1 程序可见寄存器35

3.2.2 80x86/Pentium处理器的寄存器模型35

3.3 微处理器的寻址机制40

3.3.1 存储器分段技术40

3.3.2 实模式下的存储器寻址41

3.3.3 堆栈45

习题346

第4章 寻址方式与指令系统47

4.1 寻址方式47

4.1.1 数据寻址方式47

4.1.2 转移地址寻址方式52

4.2 指令编码54

4.2.1 指令编码格式54

4.2.2 指令编码举例57

4.3 8086指令系统58

4.3.1 数据传送指令58

4.3.2 算术运算指令64

4.3.3 逻辑运算与移位指令73

4.3.4 串操作指令77

4.3.5 转移指令80

4.3.6 处理器控制指令87

4.4 80286～Pentium指令系统88

习题488

第5章 汇编语言的基本语法90

5.1 汇编语言的特点90

5.2 汇编语言程序结构和基本语法91

5.2.1 示例程序91

5.2.2 基本概念92

5.2.3 指令语句98

5.2.4 伪指令语句101

5.2.5 宏指令107

5.2.6 简化段定义110

5.3 ROM BIOS中断调用和DOS系统功能调用111

5.3.1 ROM BIOS中断调用111

5.3.2 DOS系统功能调用112

5.4 汇编语言程序的上机调试112

5.4.1 建立源文件113

5.4.2 汇编113

5.4.3 连接116

5.4.4 运行117

5.4.5 调试117

习题5120

第6章 汇编语言程序设计及应用123

6.1 汇编语言程序设计的基本方法123

6.1.1 程序设计的基本步骤123

6.1.2 程序的基本结构形式123

6.1.3 子程序设计126

6.2 汇编语言的编程应用128

6.2.1 I/O与通信128

6.2.2 声音与时钟129

6.2.3 乐曲程序130

6.2.4 键盘I/O133

6.2.5 鼠标器编程135

6.2.6 图形显示138

6.3 Windows环境下汇编语言程序设计142

6.3.1 Windows API函数142

6.3.2 动态链接库142

6.3.3 指令集选择143

6.3.4 工作模式选择143

6.3.5 函数的原型定义143

6.3.6 Windows应用程序的基本结构框架144

6.3.7 Win32汇编语言应用程序实例144

6.3.8 MASM 32汇编与连接命令145

6.4 汇编语言与高级语言的混合编程146

6.4.1 内嵌汇编146

6.4.2 在C程序中直接调用汇编子程序148

6.4.3 汇编语言程序调用C函数151

习题6151

第7章 微处理器的内部结构及外部功能特性153

7.1 微处理器的内部结构及相关技术153

7.1.1 总线接口单元BIU153

7.1.2 指令Cache与数据Cache154

7.1.3 超标量流水线结构154

7.1.4 动态转移预测及转移目标缓冲器BTB155

7.1.5 指令预取器和预取缓冲器157

7.1.6 指令译码器158

7.1.7 执行单元EU158

7.1.8 浮点处理单元FPU158

7.1.9 控制单元CU159

7.2 微处理器的外部功能特性159

7.2.1 微处理器的外部引脚信号159

7.2.2 微处理器的总线时序165

习题7168

第8章 存储器及其接口170

8.1 概述170

8.1.1 存储器的分类170

8.1.2 存储器的性能指标171

8.1.3 存储系统的层次结构171

8.1.4 内存储器的基本结构及其数据存储格式173

8.2 半导体存储器的结构及工作原理175

8.2.1 可读写存储器RAM175

8.2.2 只读存储器ROM184

8.3 存储器接口190

8.3.1 存储器与CPU连接时应考虑的问题190

8.3.2 存储器接口中的片选控制191

8.3.3 存储器扩展192

8.3.4 存储器接口分析与设计举例194

8.3.5 双端口存储器196

8.4 高速缓存196

8.4.1 Cache基本原理196

8.4.2 Cache的组织方式198

8.4.3 Cache的更新方式及替换算法200

8.5 虚拟存储器202

8.5.1 虚拟存储器的工作原理202

8.5.2 80x86的虚拟存储技术203

习题8204

第9章 I/O接口技术206

9.1 I/O接口概述206

9.1.1 I/O接口的基本功能206

9.1.2 I/O接口的基本结构207

9.1.3 I/O端口的编址方式207

9.1.4 I/O接口的地址译码及片选信号的产生209

9.1.5 I/O指令210

9.2 I/O控制方式210

9.2.1 程序控制方式210

9.2.2 中断控制方式211

9.2.3 DMA方式212

9.3 DMA技术213

9.3.1 DMA控制器的基本功能213

9.3.2 DMA控制器的一般结构214

9.3.3 DMA控制器的工作方式215

9.3.4 DMA工作过程216

9.3.5 可编程DMA控制器8237217

9.4 中断系统217

9.4.1 基本概念218

9.4.2 80x86实模式的中断系统220

9.4.3 可编程中断控制器8259A226

9.4.4 中断服务程序设计226

习题9231

第10章 并行通信及其接口电路232

10.1 可编程并行接口的组成及工作过程232

10.1.1 可编程并行接口的组成及其与CPU和外设的连接232

10.1.2 可编程并行接口的数据输入输出过程233

10.2 可编程并行接口8255A233

10.2.1 8255A的性能概要233

10.2.2 8255A芯片引脚分配及引脚信号说明234

10.2.3 8255A内部结构框图235

10.2.4 8255A的控制字236

10.2.5 8255A的工作方式237

10.2.6 8255A的状态字242

10.2.7 8255A应用举例243

习题10244

第11章 串行通信及其接口电路246

11.1 串行通信246

11.1.1 串行通信的特点246

11.1.2 串行通信涉及的常用术语和基本概念246

11.2 串行通信接口标准251

11.2.1 RS-232C251

11.2.2 RS-485252

11.3 可编程串行通信接口8251A252

11.3.1 USART252

11.3.2 8251A的基本功能和工作原理253

11.3.3 8251A对外接口信号255

11.3.4 8251A的编程258

11.3.5 8251A应用举例261

习题11263

第12章 计数/定时技术265

12.1 概述265

12.2 可编程计数器/定时器8253265

12.2.1 8253的主要功能265

12.2.2 8253的结构框图266

12.2.3 8253的引脚267

12.2.4 8253的工作方式268

12.2.5 8253的初始化编程273

12.2.6 8253的读出操作276

12.3 8253的应用277

习题12279

第13章 模拟接口281

13.1 模拟接口概述281

13.2 D/A转换器282

13.2.1 D/A转换器的工作原理282

13.2.2 D/A转换器的主要技术指标285

13.2.3 D/A转换器芯片286

13.2.4 D/A转换器芯片与微处理器的接口288

13.2.5 D/A转换器的应用289

13.3 A/D转换器290

13.3.1 基本概念290

13.3.2 A/D转换器的工作原理292

13.3.3 A/D转换器的主要技术指标293

13.3.4 A/D转换器芯片293

13.3.5 A/D转换器芯片与微处理器的接口295

习题13297

第14章 总线技术299

14.1 概述299

14.1.1 总线299

14.1.2 总线的分类299

14.1.3 总线标准301

14.1.4 总线仲裁301

14.2 PCI总线303

14.2.1 概述303

14.2.2 PCI总线的结构及特点303

14.3 USB总线305

14.3.1 USB概述305

14.3.2 USB的拓扑结构306

14.3.3 USB线缆及连接器306

14.4 高速总线接口IEEE 1394307

14.5 CAN总线308

14.5.1 CAN总线概述308

14.5.2 CAN总线特性308

14.5.3 CAN总线的相关概念和技术309

14.5.4 CAN通信协议的帧结构310

14.5.5 CAN总线位的数值表示313

14.5.6 CAN总线传输距离与传输速率的关系313

14.5.7 CAN总线的应用环境314

习题14315

第15章 高性能微处理器的先进技术及典型结构316

15.1 高性能微处理器所采用的先进技术316

15.1.1 指令级并行316

15.1.2 超标量技术317

15.1.3 超长指令字结构318

15.1.4 超级流水线技术318

15.1.5 RISC技术319

15.2 高性能微处理器举例320

15.2.1 64位处理器Alpha 21064320

15.2.2 Itanium处理器—IA-64架构的开放硬件平台322

15.3 多核处理器简介325

15.3.1 复杂单处理器结构所遇到的挑战325

15.3.2 多核处理器的出现325

15.3.3 多核处理器结构的主要特点326

15.4 现代PC主板典型结构327

15.4.1 芯片组、桥芯片及接口插座327

15.4.2 Pentium PC主板结构328

15.4.3 Pentium 4 PC主板的I/O组织结构329

习题15330

第16章 嵌入式系统与嵌入式处理器331

16.1 嵌入式系统概述331

16.1.1 嵌入式系统简介331

16.1.2 嵌入式系统的组成331

16.1.3 嵌入式系统的分类334

16.2 嵌入式处理器335

16.2.1 ARM系列处理器335

16.2.2 Intel 8051系列微控制器338

16.3 ARM体系结构339

16.3.1 ARM处理器的工作状态339

16.3.2 ARM处理器的运行模式339

16.3.3 ARM处理器的异常处理机制340

16.4 ARM指令系统342

16.4.1 ARM指令系统的主要特点342

16.4.2 ARM指令的基本格式342

习题16342

附录A DOS功能调用（INT 21H）（节选）343

附录B BIOS中断调用（节选）344

附录C 调试程序DEBUG的使用345

部分习题参考答案350

参考文献363