本书以32位微处理器Pentium为平台，在介绍微型计算机基本知识的基础上，系统地阐述Pentium系列微型计算机的体系结构、原理以及接口技术，同时介绍Pentium Ⅱ微处理器的新技术。主要内容包括微型计算机系统基础知识、80x86微处理器结构、Pentium系统原理、Pentium存储管理、高速缓冲存储器、超标量流水线、浮点部件、中断、总线、I/O接口与可编程芯片、模/数转换及数/模转换、汇编语言程序设计。
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第1章 微型计算机系统基础知识 1
1.1 概述 1
1.2 微型计算机的硬件结构和基本工作原理 2
1.2.1 微型计算机的基本结构 2
1.2.2 中央处理器 3
1.2.3 存储器 8
1.2.4 I/O设备 13
1.2.5 总线 16
1.3 计算机中信息的表示 16
1.3.1 进位计数制 16
1.3.2 数值信息在计算机中的表示 19
1.3.3 非数值信息在计算机中的表示 25
1.4 微型计算机的软件系统 30
1.4.1 软件的分类 31
1.4.2 操作系统的概念 31
1.4.3 计算机语言和语言处理程序 32
1.5 微型计算机系统及性能指标 34
1.5.1 计算机系统的组成 34
1.5.2 系统的基本配置 35
1.5.3 微型计算机的主要性能指标 36
习题1 37
第2章 80x86微处理器结构 39
2.1 微型计算机的发展概况 39
2.1.1 由8086到Pentium 39
2.1.2 由Pentium Pro到PentiumⅡ/Ⅲ 43
2.2 8086/8088微处理器的结构 49
2.2.1 8086的功能结构 49
2.2.2 8086/8088的寄存器结构 50
2.3 8086的引脚功能和工作模式 54
2.4 存储器组织和I/O组织 60
习题2 62
第3章 Pentium系统原理 63
3.1 概述 63
3.2 Pentium微处理器体系结构 64
3.2.1 Pentium微处理器的外形和封装 64
3.2.2 Pentium微处理器的功能结构 67
3.3 Pentium微处理器的寄存器 72
3.3.1 基本寄存器 73
3.3.2 系统级寄存器 83
3.3.3 调试寄存器 89
3.4 CISC和RISC 91
3.4.1 复杂指令集计算机—CISC 92
3.4.2 精简指令集计算机—RISC 92
3.5 Pentium指令格式与寻址方式 93
3.5.1 指令格式 93
3.5.2 寻址方式 95
3.6 数据类型 98
3.6.1 基本的数据类型 98
3.6.2 Pentium的操作数类型 99
3.6.3 Pentium FPU的数据类型 100
3.7 PentiumⅡ微处理器 103
习题3 103
第4章 Pentium存储管理 105
4.1 概述 105
4.2 存储器组织 106
4.2.1 实模式下的存储器组织 106
4.2.2 保护模式下的存储器组织 107
4.2.3 虚拟8086模式下的存储器组织 108
4.3 保护模式的分段模型 109
4.3.1 平面模型 109
4.3.2 带保护的平面模型 110
4.3.3 多段模型 111
4.4 Pentium段的转换 112
4.4.1 段寄存器及段描述符高速缓存 113
4.4.2 段描述符表 120
4.5 保护模式的页转换 122
4.5.1 分页功能 123
4.5.2 控制寄存器的页属性 130
4.5.3 Pentium微处理器后系列的分页功能增强 131
4.5.4 物理地址扩展特性 132
4.5.5 物理地址扩展与页面尺寸扩展 134
4.6 保护模式的段和页转换的组合 136
习题4 138
第5章 高速缓冲存储器 139
5.1 高速缓冲存储器的工作原理 139
5.2 高速缓冲存储器的基本结构 141
5.2.1 全相联Cache 142
5.2.2 直接映射Cache 144
5.2.3 组相联Cache 146
5.3 高速缓冲存储器的性能分析 148
5.4 高速缓冲存储器的操作方式 151
5.4.1 替换策略 151
5.4.2 Cache与主存的一致性问题 152
5.5 MESI一致性协议 153
5.5.1 MESI一致性协议概述 153
5.5.2 MESI协议状态转换规则 154
5.6 PentiumⅡ处理器的Cache技术 154
习题5 157
第6章 超标量流水线 158
6.1 概述 158
6.2 整型流水线 159
6.2.1 Pentium的流水线 160
6.2.2 指令配对 162
6.3 浮点流水线 165
6.4 动态执行技术 167
6.4.1 PentiumⅡ的流水线结构 167
6.4.2 动态执行过程 168
6.5 分支预测 171
习题6 173
第7章 浮点部件 174
7.1 概述 174
7.2 浮点部件体系结构 175
7.2.1 数值寄存器 175
7.2.2 FPU寄存器堆栈 176
7.2.3 状态字寄存器 177
7.2.4 控制字寄存器 180
7.2.5 标记字寄存器 181
7.2.6 最后的指令操作码字段 182
7.2.7 数值指令和数据指针 182
习题7 184
第8章 中断 185
8.1 概述 185
8.1.1 中断的概念 185
8.1.2 中断源分类 185
8.2 硬件中断与软件中断 186
8.2.1 硬件中断 187
8.2.2 异常中断 187
8.2.3 INT n指令中断 188
8.2.4 异常和中断向量 188
8.2.5 指令的重新启动 190
8.3 中断描述符表和中断描述符 190
8.3.1 中断描述符表 190
8.3.2 中断描述符 191
8.4 中断处理 192
8.4.1 实模式使用中断向量表 192
8.4.2 保护模式使用中断描述符表 192
8.5 出错代码 194
8.6 异常条件 194
习题8 204
第9章 总线 205
9.1 概述 205
9.1.1 总线的概念 205
9.1.2 总线的工作原理 205
9.1.3 总线的分类 205
9.1.4 总线操作 207
9.1.5 总线结构 207
9.1.6 总线的主要参数 210
9.2 总线系统的层次、信号类型及总线周期 211
9.2.1 总线系统的层次 211
9.2.2 总线系统的信号类型 211
9.2.3 总线周期 212
9.3 ISA总线 214
9.4 EISA总线 217
9.5 VESA总线 218
9.6 PCI总线 219
9.6.1 PCI总线的特点及接口信号 219
9.6.2 采用北桥/南桥体系结构的芯片组 225
9.6.3 PCI总线的应用 227
9.7 AGP接口 227
9.7.1 AGP的主要特点 228
9.7.2 AGP 的工作模式 228
习题9 229
第10章 I/O接口与可编程芯片 230
10.1 高性能可编程DMA控制器接口芯片82C37A-5 230
10.1.1 82C37A-5的内部结构 230
10.1.2 82C37A-5的内部寄存器 231
10.1.3 DMA编程和应用举例 239
10.2 可编程中断控制器芯片82C59A 240
10.2.1 82C59A的内部结构 241
10.2.2 82C59A的程序设计 242
10.2.3 82C59A在Pentium微处理器上的应用 248
10.3 CHMOS可编程时间间隔定时器芯片82C54 249
10.3.1 82C54的内部结构 249
10.3.2 82C54的内部寄存器 250
10.3.3 82C54编程和应用举例 253
10.4 可编程外围接口芯片82C55A 255
10.4.1 82C55A的内部结构 255
10.4.2 82C55A的控制字和3种工作方式 256
10.4.3 82C55A编程和应用举例 257
10.5 可编程串行通信接口芯片82C51A 260
10.5.1 串行通信 260
10.5.2 82C51A的内部结构 261
10.5.3 82C51A的寄存器 263
10.5.4 82C51A编程和应用举例 264
习题10 266
第11章 模/数转换及数/模转换 268
11.1 概述 268
11.2 D/A转换器 269
11.2.1 D/A转换器的基本原理 269
11.2.2 权电阻解码网络D/A转换器 269
11.2.3 T形电阻解码网络D/A转换器 271
11.2.4 D/A转换器的主要技术指标 272
11.3 A/D转换器 272
11.3.1 采样/保持器 273
11.3.2 A/D转换器的基本原理 274
11.3.3 A/D转换器的主要技术指标 278
11.4 D/A转换芯片介绍 278
11.4.1 AD7522的性能指标 278
11.4.2 AD7522的各功能部件与引脚功能 279
11.5 A/D转换芯片介绍 283
11.5.1 A/D芯片基本构成 283
11.5.2 A/D转换芯片ADC1143 284
11.5.3 ADC1143在微机系统中的应用 286
习题11 287
第12章 汇编语言程序设计 288
12.1 汇编语言概述 288
12.1.1 汇编语言和汇编程序的基本概念 288
12.1.2 汇编语言程序设计的基本步骤 289
12.2 汇编语言源程序结构 290
12.2.1 汇编语言语句格式 290
12.2.2 伪操作 293
12.2.3 宏操作 306
12.2.4 过程 308
12.2.5 宏操作和过程的比较 309
12.3 汇编程序设计 311
12.3.1 顺序结构程序设计 311
12.3.2 分支结构程序设计 312
12.3.3 循环结构程序设计 318
12.3.4 子程序 322
习题12 328
参考文献 330
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