電腦硬件技術基礎——教學指導、習題詳解與綜合訓練（第4版）

目錄

第1部分教 學 指 導第1章電腦的基礎知識3

1.1電腦發展概述3

1.1.1電腦的發展簡史3

1.1.2電腦的主要應用4

1.2微型電腦概述5

1.2.1微型電腦的發展階段6

1.2.2微處理器的發展7

1.2.3影響電腦性能設計的因素8

1.3微型電腦系統的組成9

1.4微機硬件系統結構基礎11

1.4.1總線結構簡介11

1.4.2微處理器模型的組成12

1.4.3存儲器概述13

1.4.4輸入輸出(I/O)接口簡介14

1.5微機的工作原理與程序執行過程14

1.6電腦的運算基礎15

1.6.1二進制數的運算15

1.6.2數制轉換綜合表示法17

1.6.3二進制編碼17

1.6.4數的定點與浮點表示18

1.6.5帶符號數的表示法19

1.6.6補碼的加減法運算20

1.6.7溢出及其判斷方法21

本章小結22

第2章微處理器系統結構與技術23

2.1CISC與RISC技術24

2.1.1CISC與RISC簡介24

2.1.2CISC與RISC技術的交替發展與融合24

2.1.3ARM引領的移動計算時代25

2.1.4x86與ARM發展中的市場新格局25

2.28086/8088微處理器26

2.2.18086/8088 CPU的內部功能結構26

2.2.28086/8088的編程結構27

2.2.3總線周期的概念28

2.2.48086/8088微處理器的引腳信號與功能29

2.38086/8088系統的工作模式30

2.3.1最小模式操作30

2.3.2最大模式操作31

2.48086/8088的存儲器及I/O組織32

2.4.1存儲器組織32

2.4.2存儲器的分段33

2.4.3實際地址和邏輯地址34

2.4.4堆棧34

2.4.5“段加偏移”尋址機制允許重定位34

2.4.6I/O組織35

2.580x86微處理器35

2.5.180286微處理器35

2.5.280386微處理器36

2.5.380486微處理器37

2.6Pentium微處理器38

2.6.1Pentium的體系結構38

2.6.2Pentium體系結構的技術特點39

2.7Pentium系列微處理器及相關技術的發展40

2.7.1PentiumⅡ微處理器40

2.7.2Pentium Ⅲ微處理器41

2.7.3Pentium 4微處理器簡介41

2.7.4CPU的主要性能指標43

2.8嵌入式電腦系統的應用與發展45

2.8.1嵌入式電腦系統概述45

2.8.2嵌入式電腦體系結構的發展47

本章小結48

第3章微處理器的指令系統50

3.18086/8088的尋址方式50

3.1.1數據尋址方式50

3.1.2程序存儲器尋址方式53

3.1.3堆棧存儲器尋址方式53

3.1.4其他尋址方式54

3.2數據傳送類指令54

3.2.1通用數據傳送指令54

3.2.2目標地址傳送指令56

3.2.3標志位傳送指令57

3.2.4I/O數據傳送指令58

3.3算術運算類指令58

3.3.1加法指令59

3.3.2減法指令59

3.3.3乘法指令61

3.3.4除法指令62

3.3.5十進制調整指令63

3.4邏輯運算和移位循環類指令65

3.4.1邏輯運算指令65

3.4.2移位指令與循環移位指令65

3.5串操作類指令66

3.5.1MOVS目標串,源串67

3.5.2CMPS目標串,源串67

3.5.3SCAS目標串67

3.5.4LODS源串67

3.5.5STOS目標串67

3.6程序控制指令68

3.6.1無條件轉移指令68

3.6.2條件轉移指令71

3.6.3循環控制指令71

3.6.4中斷指令72

3.7處理器控制類指令72

3.7.1對標志位操作指令72

3.7.2同步控制指令73

3.7.3其他控制指令74

本章小結74

第4章匯編語言程序設計75

4.1程序設計語言概述75

4.28086/8088匯編語言源程序76

4.2.18086/8088匯編源程序實例76

4.2.2匯編語言語句的類型及格式76

4.38086/8088匯編語言的數據項與表達式77

4.3.1常量77

4.3.2變量78

4.3.3標號78

4.3.4表達式和運算符78

4.48086/8088匯編語言的偽指令81

4.4.1數據定義偽指令81

4.4.2符號定義偽指令81

4.4.3段定義偽指令82

4.4.4過程定義偽指令83

4.58086/8088匯編語言程序設計基本方法83

4.5.1順序結構程序83

4.5.2分支結構程序83

4.5.3循環結構程序83

本章小結84

第5章存儲器系統85

5.1存儲器的分類與組成85

5.1.1半導體存儲器的分類85

5.1.2半導體存儲器的組成86

5.2隨機存取存儲器86

5.2.1靜態隨機存取存儲器87

5.2.2動態隨機存取存儲器88

5.3只讀存儲器89

5.3.1只讀存儲器存儲信息的原理和組成89

5.3.2只讀存儲器的分類89

5.3.3常用ROM芯片舉例90

5.4存儲器的擴充及其與CPU的連接90

5.4.1存儲器芯片的擴充技術90

5.4.2存儲器與CPU的連接91

5.5內存的技術發展92

5.6外部存儲器94

5.6.1硬盤95

5.6.2硬盤的接口95

5.6.3硬盤的主要參數96

5.7光盤驅動器96

5.8存儲器系統的分層結構98

本章小結99

第6章浮點部件101

6.180x86微處理器的浮點部件概述101

6.1.1iAPX86/88系統中的協處理器101

6.1.280386/80486系統中的浮點部件102

6.2Pentium微處理器的浮點部件103

本章小結104

第7章輸入輸出與中斷技術105

7.1輸入輸出接口概述105

7.1.1CPU與外設間的連接105

7.1.2接口電路的基本結構105

7.2CPU與外設數據傳送的方式106

7.2.1程序傳送106

7.2.2中斷傳送108

7.2.3直接存儲器存取傳送108

7.3中斷技術108

7.3.1中斷概述108

7.3.2中斷源的中斷過程109

7.48086/8088的中斷系統和中斷處理111

7.4.18086/8088的中斷系統111

7.4.28086/8088的中斷處理過程112

7.4.3中斷響應時序114

7.5中斷控制器8259A115

7.5.18259A的引腳與功能結構115

7.5.28259A內部結構框圖和中斷工作過程116

7.5.38259A的工作方式117

7.5.48259A的控制字格式119

7.5.58259A應用舉例120

本章小結120

第8章可編程接口芯片123

8.1接口的分類及功能123

8.2可編程計數器/定時器82535124

8.2.182535的引腳與功能結構124

8.2.282535的內部結構和尋址方式125

8.2.382535的工作方式及時序關系125

8.2.482535應用舉例127

8.3可編程並行通信接口芯片8255A127

8.3.18255A芯片引腳定義與功能127

8.3.28255A尋址方式128

8.3.38255A的控制字128

8.3.48255A的工作方式128

8.3.58255A的時序關系130

8.3.68255A的應用舉例130

8.4可編程串行異步通信接口芯片8250130

8.4.1串行異步通信規程130

8.4.28250芯片引腳定義與功能130

8.4.38250芯片的內部結構和尋址方式130

8.4.48250內部控制狀態寄存器的功能131

8.4.58250通信編程131

8.5數/模與模/數轉換接口芯片131

8.5.1DAC 0832數/模轉換器131

8.5.2ADC 0809模/數轉換器133

本章小結135

第9章微機硬件新技術136

9.1CPU新技術概述136

9.1.1超線程技術136

9.1.264位技術137

9.1.3“整合”技術137

9.1.4雙核及多核技術138

9.1.5CPU指令集及其擴展139

9.2主板140

9.2.1主板芯片組概述141

9.2.2主板芯片組舉例141

9.2.3主板上的I/O接口143

9.3擴展總線應用技術146

9.4電腦硬件新技術的重要發展及未來趨勢148

9.4.1全球電腦硬件新技術的重要發展148

9.4.2全球電腦硬件新技術的未來趨勢148

9.4.3中國電腦硬件新技術的重要發展149

9.4.4中國電腦硬件新技術的未來趨勢149

本章小結150

第2部分習 題 詳 解

第1章習題1153

第2章習題2158

第3章習題3166

第4章習題4176

第5章習題5187

第6章習題6191

第7章習題7193

第8章習題8199

第9章習題9206

第3部分綜 合 訓 練

綜合練習1209

綜合練習2212

綜合練習3214

綜合練習4215

綜合練習5217

綜合練習6219

綜合練習7221

綜合練習8224

綜合練習9228

綜合練習10231