清华大学计算机系列教材：微型计算机技术及应用（第4版）

图书标准信息

• 作者 戴梅萼、史嘉权 编著
• 出版社 清华大学出版社
• 出版时间 2008-02
• 版次 4
• ISBN 9787302165774
• 定价 36.00元
• 装帧 平装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 422页
• 字数 668千字
• 正文语种 简体中文
• 丛书 清华大学计算机系列教材

【内容简介】

　　本书一直作为清华大学计算机系和电子类本科生必修课《微型机原理》的专用教材，并长年被国内400多所高等院校选用，发行70余万册，是一本广受任课教师和学生好评的高水平教材。
　　第4版以Pentium为核心，系统讲述了当前最先进的微型机技术。首先分析了CPU的原理结构、总线周期、中断机制、寻址方式和指令系统；然后阐述了存储器管理技术和高速缓存技术；接着讲解了微型机和外设之间的各种数据传输方式，其中，着重分析了中断方式和DMA方式的工作原理和传输特点，并用较多篇幅讲述微型机的接口技术，逐一讲解了各关键接口部件以及多功能接口部件的原理和应用；此后，讲述了键盘和鼠标技术、显示技术、打印机技术、软盘硬盘和光盘技术以及总线技术，特别对PCI总线技术进行了重点讲解；最后介绍了Pentium主机系统的整体结构，对系统控制芯片组和BIOS作了透彻讲述，由此使学生对微型机系统建立整体观念。
　　在各章中，对重点技术都结合实例予以说明，并进行归纳和总结，以利于读者对微型机技术中最重要最关键的部分深入理解、牢固掌握和灵活应用，同时，对关键技术尽量阐述其设计思想和创新点，以启发和培养学生的创新能力。
　　作者基于深厚的教学和科研功底，以一贯精益求精的科学作风，对各章内容的选择、组织和表述进行了精心考虑，特别注重符合初学者的认知规律，对所有技术都讲得条理清晰、深入浅出、通俗易懂。
　　本书可作为高等院校计算机系本科生和电子类本科生的教材；由于注意了尽量减少对其他专业课的依托性，所以，也完全可以作为非计算机专业教材；对于从事微型机技术研究和应用的科研人员，本书也是一本内容翔实、可读性非常好的自学教材和参考书。如同清华大学有学生所评价，这是一本“价值大大高于价格的书”

【作者简介】

　　戴梅萼1946年出生，上海市人，1964年由上海中学人清华大学自动控制系，1970年毕业，1981年获清华大学工学硕士学位，现任清华大学计算机系教授。自研究生毕业后，长年从事微型计算机技术的教学和科研。曾作为主要完成人或项目负责人，由于出色完成”六五”、”七五”、”八五”、”九五”国家重点科研攻关项目而获得电子部科技进步一等奖、国家级科技进步三等奖、电子部科技进步二等奖、教育部科技进步二等奖等多次重要奖励。作为第一作者或唯一作者编著了《微型计算机技术及应用》、《JAVA问答式教程》和《汁算机应用基础》等多种教材，其中，配套专业教材《微型计算机技术及应用》、《微型计算机技术及应用——习题与实验题集》、《微型机软件硬件开发指南》第1版于1996年获第三届全国工科电子类优秀教材一等奖，并被台湾儒林图书公司出版台湾版发行于中国港澳台地区和新加坡，第2版于2001年获北京市教育教学成果一等奖，并获国家级教学成果二等奖；第3版于2004年获全国优秀畅销书金奖，2005年评为北京市高等教育精品教材。本书长年作为清华大学计算机系本科生必修课教材和全校双学位教材，并被国内超过400所学校使用。以第一作者在国内外会议和期刊发表科研论文50余篇。
　　史嘉权1940年出生，河北秦皇岛市人，1965年毕业于清华大学自动控制系，毕业后留校，开设多门专业课，任清华大学计算机系教授。一直从事程序设计、微型机技术、网络技术和数据库技术的科研和教学，在国内率先编写了微型机汇编语言程序设计方面的教材并剖析了国外流行的微型机操作系统，率先研制了以太网络实时通信系统和分布式异型机以太网络语音、图形、图像实时传输系统。作为负责人完成了多个重要科研项目包括国家重点科技攻关项目，因作出突出贡献而获得国家科技攻关荣誉证书，并作为第一获奖人获得机电部科技进步三等奖、北京市科技进步三等奖、北京地区网络系统评比一等奖等奖励，作为第一完成人获国家发明专利。作为唯一作者或第一、二作者编写了《Z80汇编语言程序设计》、《数据库系统概论》、《微型计算机技术及应用》、《计算机硬件基础教程——原理、技术及应用》等教材，并翻译了《微型计算机程序设计》（日译中）、《数据库系统基础教程》（英译中）等教材，其中，《微型计算机技术及应用》第1版获第三届全国工科电子类优秀教材一等奖，第2版获北京市教育教学成果一等奖、国家级教学成果二等奖，第3版获全国优秀畅销书金奖并评为北京市高等教育精品教材。在国际会议和国内杂志报刊共发表论文40多篇。

【目录】

第1章 微型计算机概述1
1.1 微型计算机的特点和发展1
1.2 微型计算机的分类2
1.3 微处理器、微型计算机和微型计算机系统3
1.3.1 微处理器3
1.3.2 微型计算机5
1.3.3 微型计算机系统6
1.4 微型计算机的应用7
1.5 微型计算机的性能指标8

第2章 16位和32位微处理器9
2.1 16位微处理器80869
2.1.1 8086的编程结构9
2.1.2 8086的引脚信号和工作模式13
2.1.3 8086的操作和时序22
2.1.4 8086的存储器编址和I/O编址35
2.2 32位微处理器Pentium的先进技术38
2.3 Pentium的指令流水线技术41
2.4 Pentium的工作方式44
2.5 Pentium的原理结构45
2.6 Pentium的寄存器和相关机制48
2.6.1 基本寄存器组48
2.6.2 段寄存器和描述符以及保护方式的寻址机制49
2.6.3 系统寄存器组51
2.6.4 浮点寄存器组55
2.7 Pentium的主要信号57
2.8 Pentium的总线状态61
2.9 Pentium的总线周期62
2.10 Pentium的中断65
2.10.1 Pentium的中断机制65
2.10.2 中断描述符表68
2.11 Pentium的保护技术69
2.11.1 段页两级保护机制69
2.11.2 程序运行中的保护71
2.12 Pentium系列微处理器的技术发展72
2.13 Itanium微处理器概述74

第3章 Pentium的指令系统75
3.1 Pentium的寻址方式75
3.1.1 立即数寻址75
3.1.2 寄存器寻址76
3.1.3 输入/输出端口寻址76
3.1.4 存储器寻址77
3.2 Pentium的指令系统79
3.2.1 传送指令80
3.2.2 算术运算指令86
3.2.3 逻辑运算和移位指令98
3.2.4 串操作指令101
3.2.5 调用/转移/循环控制/中断指令105
3.2.6 标志操作和处理器控制指令115
3.2.7 条件测试和字节设置指令117
3.2.8 位处理指令118
3.2.9 系统管理指令120
3.2.10 支持高级语言的指令122
3.3 汇编语言中的标记、表达式和伪指令122
3.3.1 汇编语言概况122
3.3.2 标记124
3.3.3 表达式125
3.3.4 语句127
3.3.5 伪指令127

第4章 存储器、存储管理和高速缓存技术133
4.1 存储器和存储器件133
4.1.1 存储器的分类133
4.1.2 微型计算机内存的行列结构134
4.1.3 选择存储器件的考虑因素134
4.1.4 随机存取存储器RAM136
4.1.5 只读存储器ROM137
4.2 存储器的连接140
4.2.1 存储器和CPU的连接考虑140
4.2.2 片选信号的产生方法140
4.2.3 SRAM和DRAM的连接举例141
4.2.4 存储器的数据宽度扩充和字节数扩充144
4.3 微型计算机系统中存储器的体系结构144
4.3.1 层次化的存储器体系结构144
4.3.2 微型计算机系统的内存组织148
4.4 Pentium的虚拟存储机制和片内两级存储管理150
4.4.1 虚拟存储技术和三类地址150
4.4.2 分段管理152
4.4.3 段选择子、段描述符和段描述符表153
4.4.4 逻辑地址转换为线性地址157
4.4.5 分页管理158
4.4.6 线性地址转换为物理地址159
4.4.7 转换检测缓冲器TLB162
4.5 高档微机系统中的高速缓存技术164
4.5.1 Cache概述164
4.5.2 Cache的组织方式165
4.5.3 Cache的数据更新方法169
4.5.4 Cache控制器82385170
4.5.5 Pentium的两级Cache组织174
4.5.6 影响Cache性能的因素176

第5章 微型计算机和外设的数据传输177
5.1 为什么要用接口177
5.2 CPU和输入/输出设备之间的信号178
5.2.1 数据信息178
5.2.2 状态信息178
5.2.3 控制信息179
5.3 接口部件的I/O端口179
5.4 接口的功能以及在系统中的连接180
5.4.1 接口的功能180
5.4.2 接口与系统的连接181
5.5 CPU和外设之间的数据传送方式182
5.5.1 程序方式182
5.5.2 中断方式188
5.5.3 DMA方式191
5.5.4 输入/输出过程中涉及的几个问题196
5.5.5 接口部件和多字节数据总线的连接197
5.5.6 接口部件和地址总线的错位连接197

第6章 串并行通信和接口技术199
6.1 串行接口和串行通信199
6.1.1 串行通信涉及的几个问题199
6.1.2 串行接口201
6.2 可编程串行通信接口8251A202
6.2.1 8251A的基本性能202
6.2.2 8251A的基本工作原理203
6.2.3 8251A的对外信号206
6.2.4 8251A的编程210
6.2.5 8251A编程举例213
6.2.6 8251A的使用实例216
6.3 并行通信和并行接口217
6.4 可编程并行通信接口8255A218
6.4.1 8255A的内部结构219
6.4.2 8255A的芯片引脚信号220
6.4.3 8255A的控制字220
6.4.4 8255A的工作方式224
6.4.5 8255A的应用举例233

第7章 中断控制器236
7.1 8259A的引脚信号、编程结构和工作原理236
7.1.1 8259A的外部信号和含义236
7.1.2 8259A的编程结构和工作原理237
7.2 8259A的工作方式238
7.3 8259A的初始化命令字和初始化流程243
7.3.1 8259A的初始化命令字243
7.3.2 8259A的初始化流程245
7.4 8259A的操作命令字247
7.5 8259A使用举例250
7.6 多片8259A组成的主从式中断系统255

第8章 DMA控制器258
8.1 DMA控制器概要258
8.2 DMA控制器8237A的编程结构和外部信号258
8.2.1 8237A的编程结构259
8.2.2 8237A的对外连接信号260
8.2.3 8237A工作时各信号的配合261
8.3 8237A的工作模式和模式寄存器262
8.3.1 8237A的工作模式262
8.3.2 8237A的模式寄存器262
8.4 8237A的工作时序263
8.5 8237A的控制寄存器和状态寄存器264
8.6 8237A各寄存器对应的端口地址268
8.7 8237A的编程和使用269

第9章 计数器/定时器和多功能接口芯片272
9.1 可编程计数器/定时器的工作原理272
9.2 8253/8254的编程结构和外部信号274
9.2.1 8253/8254的编程结构274
9.2.2 8253/8254的外部信号275
9.3 8253/8254的控制字和状态字275
9.3.1 8253/8254控制寄存器和控制字275
9.3.2 8254的状态寄存器和状态字277
9.4 8253/8254的编程命令277
9.5 8253/8254的工作模式278
9.6 8253/8254应用举例282
9.7 32位微型计算机系统中的多功能接口芯片82380284
9.7.1 多功能接口芯片82380的组成和信号284
9.7.2 82380和CPU的连接288

第10章 模/数和数/模转换290
10.1 概述290
10.2 数/模(D/A)转换器290
10.2.1 D/A转换的原理290
10.2.2 D/A转换器的指标293
10.2.3 D/A转换器DAC0832的工作方式和应用294
10.3 模/数(A/D)转换器297
10.3.1 A/D转换涉及的参数297
10.3.2 A/D转换的方法和原理298
10.3.3 A/D转换器和系统连接时要考虑的问题303
10.3.4 A/D转换器ADC0809以及用中断方式读取转换结果304
10.3.5 A/D转换器AD570以及用查询或等待方式读取转换结果306
10.3.6 12位A/D转换器ADC1210和系统的连接308

第11章 键盘和鼠标309
11.1 键盘的基本原理结构309
11.2 键的识别——行扫描法310
11.3 键的识别——行反转法312
11.4 抖动和重键问题的解决315
11.5 微型机的键盘子系统321
11.5.1 扩展键盘和键盘控制器322
11.5.2 主机的键盘接口电路324
11.6 键盘中断处理程序326
11.6.1 09H键盘中断处理程序326
11.6.2 16H键盘中断处理程序327
11.7 键盘缓冲区328
11.8 鼠标329
11.8.1 鼠标的工作原理、连接方式和数据格式329
11.8.2 鼠标的驱动程序及其功能调用331

第12章 显示器的工作原理和接口技术333
12.1 CRT显示器和光栅扫描333
12.2 液晶显示器LCD的工作原理335
12.2.1 液晶显示器的特点和性能指标335
12.2.2 液晶显示器的工作原理336
12.3 显示适配器338
12.3.1 显示适配器的性能338
12.3.2 显示适配器的种类339
12.3.3 彩色显示适配器的功能模块340
12.4 显示系统的字符模式和图形模式342
12.5 显示存储器的组织方式343
12.6 显示驱动程序345
12.7 高速图形适配器连接端口AGP346

第13章 打印机的工作原理和接口技术347
13.1 概述347
13.2 打印机的指标和性能347
13.3 针式打印机的工作原理348
13.4 喷墨打印机的工作原理349
13.5 激光打印机的工作原理350
13.6 关于打印机适配器353
13.7 打印机和主机的连接354
13.7.1 打印机采用并行方式连接主机354
13.7.2 打印机采用串行方式连接主机357

第14章 软盘、硬盘和光盘子系统358
14.1 软盘子系统358
14.2 硬盘子系统359
14.2.1 硬盘驱动器360
14.2.2 硬盘控制器362
14.2.3 硬盘驱动程序363
14.2.4 硬盘安全性和数据保护技术364
14.3 光盘子系统365
14.3.1 光盘的特点和类型365
14.3.2 光盘读/写原理366

第15章 总线368
15.1 总线的分类和性能指标368
15.2 PCI的特点和系统结构369
15.2.1 PCI的概况和特点369
15.2.2 PCI的层次化系统结构371
15.3 PCI的信号372
15.4 PCI的命令类型376
15.5 PCI的中断和中断响应377
15.6 PCI的编址379
15.7 PCI的数据传输380
15.7.1 PCI数据传输的相关要点380
15.7.2 PCI的单数据读/写操作381
15.7.3 PCI的突发传输383
15.8 PCI的64位扩展传输384
15.8.1 64位传输的相关信号和规则385
15.8.2 64位数据32位地址的传输——数据扩展385
15.8.3 32位数据64位寻址的双地址期传输——地址扩展386
15.8.4 主设备启动64位数据64位寻址的扩展传输387
15.9 PCI的配置机制388
15.9.1 配置空间的功能和结构388
15.9.2 基本配置空间的结构388
15.9.3 配置空间基址寄存器的特点和操作391
15.9.4 配置空间的访问393
15.10 PCI的仲裁394
15.11 PCI兼容的局部总线397
15.11.1 局部总线ISA397
15.11.2 局部总线EISA398
15.12 外部总线399
15.12.1 外部总线IDE和EIDE400
15.12.2 外部总线SCSI401
15.12.3 外部总线RS-232-C403
15.12.4 通用串行总线USB405

第16章 Pentium微型计算机系统的结构409
16.1 Pentium微型计算机系统的总体结构409
16.2 Pentium微型计算机系统中的BIOS411
16.3 Pentium微型计算机系统的控制芯片组412
16.3.1 北桥-南桥式控制芯片组及相关的微型计算机系统413
16.3.2 MCH-ICH集中式控制芯片组及相关的微型计算机系统415
16.4 Pentium的系统配置和主机板417
16.4.1 Pentium的系统配置417
16.4.2 Pentium主机板的结构418
16.4.3 Pentium主机板的部件420

参考文献422