计算机硬件技术基础——教学指导、习题详解与综合训练(第4版)

目录 第1部分教 学 指 导 第1章计算机的基础知识3 1.1计算机发展概述3 1.1.1计算机的发展简史3 1.1.2计算机的主要应用4 1.2微型计算机概述5 1.2.1微型计算机的发展阶段6 1.2.2微处理器的发展7 1.2.3影响计算机性能设计的因素8 1.3微型计算机系统的组成9 1.4微机硬件系统结构基础11 1.4.1总线结构简介11 1.4.2微处理器模型的组成12 1.4.3存储器概述13 1.4.4输入输出(I/O)接口简介14 1.5微机的工作原理与程序执行过程14 1.6计算机的运算基础15 1.6.1二进制数的运算15 1.6.2数制转换综合表示法17 1.6.3二进制编码17 1.6.4数的定点与浮点表示18 1.6.5带符号数的表示法19 1.6.6补码的加减法运算20 1.6.7溢出及其判断方法21 本章小结22 第2章微处理器系统结构与技术23 2.1CISC与RISC技术24 2.1.1CISC与RISC简介24 2.1.2CISC与RISC技术的交替发展与融合24 2.1.3ARM引领的移动计算时代25 2.1.4x86与ARM发展中的市场新格局25 2.28086/8088微处理器26 2.2.18086/8088 CPU的内部功能结构26 2.2.28086/8088的编程结构27 2.2.3总线周期的概念28 2.2.48086/8088微处理器的引脚信号与功能29 2.38086/8088系统的工作模式30 2.3.1*小模式操作30 2.3.2*大模式操作31 2.48086/8088的存储器及I/O组织32 2.4.1存储器组织32 2.4.2存储器的分段33 2.4.3实际地址和逻辑地址34 2.4.4堆栈34 2.4.5“段加偏移”寻址机制允许重定位34 2.4.6I/O组织35 2.580x86微处理器35 2.5.180286微处理器35 2.5.280386微处理器36 2.5.380486微处理器37 2.6Pentium微处理器38 2.6.1Pentium的体系结构38 2.6.2Pentium体系结构的技术特点39 2.7Pentium系列微处理器及相关技术的发展40 2.7.1PentiumⅡ微处理器40 2.7.2Pentium Ⅲ微处理器41 2.7.3Pentium 4微处理器简介41 2.7.4CPU的主要性能指标43 2.8嵌入式计算机系统的应用与发展45 2.8.1嵌入式计算机系统概述45 2.8.2嵌入式计算机体系结构的发展47 本章小结48 第3章微处理器的指令系统50 3.18086/8088的寻址方式50 3.1.1数据寻址方式50 3.1.2程序存储器寻址方式53 3.1.3堆栈存储器寻址方式53 3.1.4其他寻址方式54 3.2数据传送类指令54 3.2.1通用数据传送指令54 3.2.2目标地址传送指令56 3.2.3标志位传送指令57 3.2.4I/O数据传送指令58 3.3算术运算类指令58 3.3.1加法指令59 3.3.2减法指令59 3.3.3乘法指令61 3.3.4除法指令62 3.3.5十进制调整指令63 3.4逻辑运算和移位循环类指令65 3.4.1逻辑运算指令65 3.4.2移位指令与循环移位指令65 3.5串操作类指令66 3.5.1MOVS目标串,源串67 3.5.2CMPS目标串,源串67 3.5.3SCAS目标串67 3.5.4LODS源串67 3.5.5STOS目标串67 3.6程序控制指令68 3.6.1无条件转移指令68 3.6.2条件转移指令71 3.6.3循环控制指令71 3.6.4中断指令72 3.7处理器控制类指令72 3.7.1对标志位操作指令72 3.7.2同步控制指令73 3.7.3其他控制指令74 本章小结74 第4章汇编语言程序设计75 4.1程序设计语言概述75 4.28086/8088汇编语言源程序76 4.2.18086/8088汇编源程序实例76 4.2.2汇编语言语句的类型及格式76 4.38086/8088汇编语言的数据项与表达式77 4.3.1常量77 4.3.2变量78 4.3.3标号78 4.3.4表达式和运算符78 4.48086/8088汇编语言的伪指令81 4.4.1数据定义伪指令81 4.4.2符号定义伪指令81 4.4.3段定义伪指令82 4.4.4过程定义伪指令83 4.58086/8088汇编语言程序设计基本方法83 4.5.1顺序结构程序83 4.5.2分支结构程序83 4.5.3循环结构程序83 本章小结84 第5章存储器系统85 5.1存储器的分类与组成85 5.1.1半导体存储器的分类85 5.1.2半导体存储器的组成86 5.2随机存取存储器86 5.2.1静态随机存取存储器87 5.2.2动态随机存取存储器88 5.3只读存储器89 5.3.1只读存储器存储信息的原理和组成89 5.3.2只读存储器的分类89 5.3.3常用ROM芯片举例90 5.4存储器的扩充及其与CPU的连接90 5.4.1存储器芯片的扩充技术90 5.4.2存储器与CPU的连接91 5.5内存的技术发展92 5.6外部存储器94 5.6.1硬盘95 5.6.2硬盘的接口95 5.6.3硬盘的主要参数96 5.7光盘驱动器96 5.8存储器系统的分层结构98 本章小结99 第6章浮点部件101 6.180x86微处理器的浮点部件概述101 6.1.1iAPX86/88系统中的协处理器101 6.1.280386/80486系统中的浮点部件102 6.2Pentium微处理器的浮点部件103 本章小结104 第7章输入输出与中断技术105 7.1输入输出接口概述105 7.1.1CPU与外设间的连接105 7.1.2接口电路的基本结构105 7.2CPU与外设数据传送的方式106 7.2.1程序传送106 7.2.2中断传送108 7.2.3直接存储器存取传送108 7.3中断技术108 7.3.1中断概述108 7.3.2中断源的中断过程109 7.48086/8088的中断系统和中断处理111 7.4.18086/8088的中断系统111 7.4.28086/8088的中断处理过程112 7.4.3中断响应时序114 7.5中断控制器8259A115 7.5.18259A的引脚与功能结构115 7.5.28259A内部结构框图和中断工作过程116 7.5.38259A的工作方式117 7.5.48259A的控制字格式119 7.5.58259A应用举例120 本章小结120 第8章可编程接口芯片123 8.1接口的分类及功能123 8.2可编程计数器/定时器82535124 8.2.182535的引脚与功能结构124 8.2.282535的内部结构和寻址方式125 8.2.382535的工作方式及时序关系125 8.2.482535应用举例127 8.3可编程并行通信接口芯片8255A127 8.3.18255A芯片引脚定义与功能127 8.3.28255A寻址方式128 8.3.38255A的控制字128 8.3.48255A的工作方式128 8.3.58255A的时序关系130 8.3.68255A的应用举例130 8.4可编程串行异步通信接口芯片8250130 8.4.1串行异步通信规程130 8.4.28250芯片引脚定义与功能130 8.4.38250芯片的内部结构和寻址方式130 8.4.48250内部控制状态寄存器的功能131 8.4.58250通信编程131 8.5数/模与模/数转换接口芯片131 8.5.1DAC 0832数/模转换器131 8.5.2ADC 0809模/数转换器133 本章小结135 第9章微机硬件新技术136 9.1CPU新技术概述136 9.1.1超线程技术136 9.1.264位技术137 9.1.3“整合”技术137 9.1.4双核及多核技术138 9.1.5CPU指令集及其扩展139 9.2主板140 9.2.1主板芯片组概述141 9.2.2主板芯片组举例141 9.2.3主板上的I/O接口143 9.3扩展总线应用技术146 9.4计算机硬件新技术的重要发展及未来趋势148 9.4.1全球计算机硬件新技术的重要发展148 9.4.2全球计算机硬件新技术的未来趋势148 9.4.3中国计算机硬件新技术的重要发展149 9.4.4中国计算机硬件新技术的未来趋势149 本章小结150 第2部分习 题 详 解 第1章习题1153 第2章习题2158 第3章习题3166 第4章习题4176 第5章习题5187 第6章习题6191 第7章习题7193 第8章习题8199 第9章习题9206 第3部分综 合 训 练 综合练习1209 综合练习2212 综合练习3214 综合练习4215 综合练习5217 综合练习6219 综合练习7221 综合练习8224 综合练习9228 综合练习10231