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微机原理及接口技术（第五版）

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雷印胜

978-7-5685-1738-6

大连理工大学出版社

2018-10-01

49.80元

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备注：“十二五”职业教育国家规划教材 配有微课 《微机原理及接口技术》（第五版）是“十二五”职业教育国家规划教材，也是新世纪高职高专教材编审委员会组编的计算机应用技术专业系列规划教材之一。 本教材包含一个有特色的教学案例——基于汇编语言指令编写的音乐演奏源程序；微型计算机系统的组成和发展历程，微型计算机的系统结构，存储器的扩展，高速缓冲存储器的工作原理、地址映射方式等，目前最常用的系统标准总线的基本概念、发展历程、串/并行总线的物理结构等， 8086/8088 CPU的寻址方式，微型计算机接口技术及应用；GPU图形处理器工作原理及应用。
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　　《微机原理及接口技术》（第五版）是“十二五”职业教育国家规划教材，也是新世纪高职高专教材编审委员会组编的计算机应用技术专业系列规划教材之一。 
　　随着信息科学、微电子技术及计算机技术的飞速进步，计算机应用发展到了一个崭新的领域，已经由前几年发展如火如荼的新信息技术、三网融合技术和物联网时代，逐步进入人工智能、大数据、神经网络和机器深度学习阶段。任何新技术的发展都需要计算机技术平台的支持，因此学好《微机原理及接口技术》是非常重要的。微型计算机的发展异常迅速，它体积小、重量轻、功耗低，并且结构灵活、价格便宜、可靠性高。目前，微型计算机的应用不仅深入到科学计算、信息处理、事务管理、仪器仪表制造、民用产品和家用电器等方面，而且在工业生产方面，有越来越多的微机检测、控制系统正为提高生产能力和产品质量做出不可估量的贡献。未来在能够感知和理解的计算机、机器人和自动驾驶汽车中发挥重大作用。接口技术是从事计算机系统开发、嵌入式技术应用等相关人员必须掌握的关键技术之一。对自有知识产权的产品研发，自有品牌的制造，提高自身产品的质量和产量，由中国制造向中国创造发展起着不可替代的作用。这就急需造就一大批从事设计、开发和使用各种微型计算机应用系统的高级专门人才，这正是我们编写本书的主要目的。
　　本版教材仍然保留了上一版的基本风格和基本框架，结合近年来对该课程的教学和应用开发的经验体会，在第四版的基础上进行增减、修改和完善，并在本书的开篇部分增加了引例“一个有特色的教学案例——基于汇编语言指令编写的音乐演奏源程序”，新增GPU图形处理器工作原理及应用，并依据教学特点进行精心编排，从而进一步方便教和学。本教材内容新颖、实用性强，不仅适合高职学生，也可以作为应用型本科学生和非计算机专业的研究生教材，对工程技术人员有参考价值。
　　本教材主要讲述微型计算机原理、指令系统及接口技术，并对GPU图形处理器工作原理及应用做了讲述，具体内容如下：
　　第1章讲述了微型计算机系统的组成和发展历程，重点讲解微型计算机的系统组成和工作过程，计算机指令的演变过程，CISC和RISC指令的差异和应用平台。
　　第2章详细介绍了微型计算机的系统结构，着重介绍8086/8088微处理器的系统结构、工作模式、工作过程，重点讲解8086/8088 CPU内部寄存器和通用寄存器的隐含和替代使用方法，标志寄存器中各标志位所表示的具体意义和产生的条件。将80286 CPU的讲解内容删除，为便于学生更好地理解微型计算机的工作过程，增加了部分时序电路的内容。
　　第3章重点描述了存储器的基本概念、性能指标、分级结构、分类方法，存储器的扩展，高速缓冲存储器的工作原理、地址映射方式等。在保持原有体系不变的情况下，增删了部分内容，例如删除了CDROM的存储容量计算等。
　　第4章重点讨论了目前最常用的系统标准总线的基本概念、发展历程、串/并行总线的物理结构、工作原理、电器特性、传输特点及适用范围，主要性能指标和新技术发展动态。重点讲解不同结构类型总线宽度、时钟频率、定时协定、传输率和频带宽度的定义和计算方法，以及它们之间的相互对应关系。对PC系列微机系统总线中常用的PC/XT、ISA、MCA、EISA、PCI、PCIE、AGP、USB等总线的各自性能特点和具体使用方法进行了详细阐述。删除了SCSI总线的相关内容。
　　第5章重点讲解8086/8088 CPU的寻址方式、8086/8088 CPU指令系统及基本程序设计知识，同时给出了DOS中断调用的使用方法，它们是掌握汇编语言程序设计的基础，同时给出了某些指令的经典用法和案例等。
　　第6章重点讲解微型计算机接口技术及应用。通过对可编程LSI智能外围器件8259A、8251A、82535、8255A、8237的系统讲解，使读者能够重点掌握中断控制器技术、串行通信技术、定时器/计数器技术、并行接口技术和DMA控制技术的使用。并用一定的篇幅重点介绍了D/A和A/D的基本概念、工作原理和主要技术指标。着重讲解8位数/模DAC0832、12位数/模AD567转换芯片和8位模/数ADC0809、12位模/数AD574A转换芯片的引脚功能、内部结构和在微机系统的具体应用。书中给出了多种实际具体应用实例。
　　第7章为本书新增加的内容，讲述了GPU图形处理器工作原理及应用。GPU具有非常强大的并行计算和图像处理能力，机器深度学习为现代人工智能（AI）这个新的计算时代带来了新动力，将在高档游戏开发和设计领域中绽放异彩。人工智能、大数据、神经网络和机器深度学习是未来的主要研究方向，GPU在能够感知和理解的计算机、机器人和自动驾驶汽车等领域将发挥着大脑的作用，应用前景广阔。
　　本教材由雷印胜教授（工学博士，曾访学美国哥伦比亚大学，在浪潮集团从事计算机系统研发10余年，从事教学工作19余年）提出编写思路和拟订编写大纲，并得到山东大学控制科学与工程学院博士生导师孙同景教授的大力支持和指导。
　　由于作者水平有限，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。
　
引例　一个有特色的教学案例——基于汇编语言指令编写的音乐演奏源程序　1

第1章　微型计算机系统概述　4
　1.1　微型计算机系统简介　5
　　1.1.1　微型计算机发展史　5
　　1.1.2　微处理器的性能特点　6
　　1.1.3　计算机的发展趋势　8
　　1.1.4　微型计算机应用领域　10
　1.2　微型计算机系统基本组成　11
　　1.2.1　微型计算机软硬件概念　12
　　1.2.2　微型计算机结构　14
　1.3　应用案例——Intel处理器及龙芯计算机的指令体系结构与特点　14
　习题与综合练习　15

第2章　微型计算机系统结构　17
　2.1　8086/8088微处理器　17
　　2.1.1　8086/8088的引脚介绍　17
　　2.1.2　CPU结构　21
　　2.1.3　寄存器结构　23
　2.2　工作模式　27
　　2.2.1　最小工作模式和系统总线周期时序　27
　　2.2.2　最大工作模式　30
　2.3　应用案例——CPU工作过程详解　32
　习题与综合练习　34

第3章　存储器技术及其应用　35
　3.1　存储器概述　35
　　3.1.1　基本概念和术语　35
　　3.1.2　存储器的分类　36
　　3.1.3　存储器的性能指标　38
　　3.1.4　存储器的分级结构　38
　3.2　随机读写存储器RAM　39
　　3.2.1　RAM简介　39
　　3.2.2　SRAM的内部结构及工作过程　40
　　3.2.3　DRAM存储器　42
　3.3　只读存储器ROM　44
　　3.3.1　ROM简介　44
　　3.3.2　只读存储器分类　44
　3.4　CPU与主存储器容量的扩展连接　45
　3.5　光盘存储设备　47
　3.6　应用案例——半导体存储器与CPU的实际连接　48
　习题与综合练习　51

第4章　系统总线技术　52
　4.1　概　述　52
　　4.1.1　总线上的信息传输方式　53
　　4.1.2　总线的分类　53
　　4.1.3　总线的标准化与总线规范　56
　　4.1.4　总线的性能指标　56
　4.2　总线判决和握手技术　57
　　4.2.1　总线的操作过程　57
　　4.2.2　总线使用权的分配　58
　　4.2.3　总线仲裁技术　59
　　4.2.4　总线传输握手技术　62
　4.3　PC系列微机的系统总线　65
　　4.3.1　PC/XT总线　66
　　4.3.2　ISA总线　67
　　4.3.3　MCA总线与EISA总线　68
　　4.3.4　PCI总线　70
　　4.3.5　PCI-E总线　77
　　4.3.6　AGP 总线　83
　　4.3.7　ViX总线　84
　4.4　USB总线接口技术　84
　　4.4.1　USB 基础　84
　　4.4.2　USB体系结构　86
　　4.4.3　USB物理接口　87
　　4.4.4　USB 3.0性能特点及工作原理　87
　4.5　应用案例——USB 3.0技术使用技巧　88
　习题与综合练习　88

第5章　8086/8088的指令系统　91
　5.1　寻址方式　91
　　5.1.1　操作数类型　92
　　5.1.2　寻址方式　92
　5.2　指令系统　98
　　5.2.1　数据传输指令　98
　　5.2.2　算术运算指令　104
　　5.2.3　逻辑运算指令　113
　　5.2.4　移位指令　116
　　5.2.5　转移指令　119
　　5.2.6　字符串操作指令　125
　　5.2.7　处理器控制指令　130
　　5.2.8　输入/输出指令　131
　　5.2.9　中断指令　132
　5.3　8086/8088指令系统　133
　　5.3.1　汇编语言语句类型　133
　　5.3.2　汇编语言伪指令　140
　　5.3.3　汇编语言程序设计　146
　　5.3.4　条件汇编与宏操作伪指令　149
　5.4　DOS系统功能调用及程序设计　154
　　5.4.1　概　述　154
　　5.4.2　DOS功能调用分组　155
　　5.4.3　常用的DOS  INT 21H功能调用　156
　　5.4.4　磁盘文件管理　160
　5.5　应用案例——某些汇编指令的经典用法 　162
　习题与综合练习　164

第6章　微型计算机接口技术及应用实例　167
　6.1　接口概述　167
　　6.1.1　接口的功能　168
　　6.1.2　CPU与外设之间的数据传输方式　169
　6.2　中断系统与8259A芯片　173
　　6.2.1　中断的引入　173
　　6.2.2　中断基础　174
　　6.2.3　中断的基本过程　174
　　6.2.4　中断源　176
　　6.2.5　中断类型　176
　　6.2.6　中断系统的功能　177
　　6.2.7　微机系统的中断处理过程　178
　　6.2.8　8259A中断控制器　180
　　6.2.9　8259A的工作原理　184
　　6.2.10　8259A的工作方式　185
　　6.2.11　8259A编程　190
　6.3　应用案例——8259A的几种经典用法　197
　6.4　串行通信技术　202
　　6.4.1　串行通信的特点　202
　　6.4.2　串行通信基础　203
　　6.4.3　串行通信协议　203
　　6.4.4　串行通信的物理标准　212
　　6.4.5　可编程串行通信控制器8251A　216
　6.5　应用案例——8251A芯片的巧妙使用　220
　　6.5.1　8251A芯片的控制字　220
　　6.5.2　8251A芯片的初始化约定　223
　　6.5.3　8251A的初始化举例　223
　　6.5.4　8251A串行接口应用——双机通信　224
　6.6　计数器／定时器　228
　　6.6.1　8253-5的结构　228
　　6.6.2　8253-5的工作方式与初始化　231
　6.7　应用案例——8253-5的几种综合用法　235
　　6.7.1　8253-5的编程　235
　　6.7.2　PC机上的8253-5　236
　　6.7.3　PC系列发声应用　239
　　6.7.4　8253-5的实际应用——监视生产流水线　242
　6.8　并行接口技术 　244
　　6.8.1　8255A的引脚信号　244
　　6.8.2　8255A的结构　245
　　6.8.3　8255A的控制字　246
　　6.8.4　8255A的工作方式详解　248
　6.9　应用案例——并行接口应用设计　254
　　6.9.1　8255A作为并行I/O的使用　254
　　6.9.2　8255A的编程举例——使PC机发声　257
　　6.9.3　8253-5、8255A及8259A的综合应用实例　259
　6.10　DMA技术　261
　　6.10.1　DMA基础　261
　　6.10.2　8237 DMA 控制器 　265
　6.11　应用案例——8237的编程　273
　　6.11.1　8237内部寄存器和编程地址　273
　　6.11.2　8237的编程步骤　275
　　6.11.3　编程举例　275
　6.12　数/模和模/数转换　278
　　6.12.1　数据采集系统　278
　　6.12.2　数/模(D/A)转换技术　280
　　6.12.3　12位AD567　287
　　6.12.4　模/数(A/D)转换技术　290
　　6.12.5　8位ADC0809　295
　　6.12.6　12位AD574A　297
　6.13　应用案例——数/模和模/数转换在数据采集系统中的使用　300
　　6.13.1　ADC0809——AD574A在嵌入式系统开发中的应用　300
　　6.13.2　12位AD574A的应用　303
　习题与综合练习　304

第7章　GPU图形处理器工作原理及应用　308
　7.1　GPU处理器发展历程　309
　　7.1.1　GPU技术的萌芽发展阶段　309
　　7.1.2　GPU技术的快速发展和普及应用　310
　　7.1.3　NVIDIA公司的GPU技术和产品简介　311
　7.2　GPU处理器的工作原理　314
　　7.2.1　GPU擅长图像处理计算的特点　315
　　7.2.2　GPU为可编程的图形处理器　318
　7.3　GPU处理器的应用领域　319

参考文献　322

  • 课件《微机原理及接口技术》（第五版）雷印胜

    所属课程： 微机原理与接口技术 类型：rar 大小：7.46 MB 上传时间： 2022-07-28 10:30:06
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  • 微课-“冯诺依曼”工作原理《微机原理及接口技术》（第五版）雷印胜

    所属课程： 微机原理与接口技术 类型：mp4 大小：13.04 MB 上传时间： 2022-07-28 10:31:31
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  • 微课-编译和运行引例-音乐程序《微机原理及接口技术》（第五版）雷印胜

    所属课程： 微机原理与接口技术 类型：mp4 大小：28.37 MB 上传时间： 2022-07-28 10:31:31
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