本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材和国家精品课程建设成果，力求做到“基础性、系统性、实用性和先进性”的统一。全书共8章，包括计算机基础、80x86/Pentium微处理器、80x86/Pentium指令系统、汇编语言程序设计、半导体存储器、输入/输出和中断、微型机接口技术和微型计算机系统的发展等。本书为任课老师提供电子课件和附录列表。本书适合作为高校工科各专业微机原理及应用（或微机原理与接口技术）课程教材，也可作为考研参考书和从业人员的参考手册。
吴宁，博士生导师，中国电子学会高级会员。 1982 年毕业于中国科学技术大学无线电系后继续在该校攻读硕士学位， 1985 年获通信与电子系统专业工学硕士学位。 1985 年 6 月至今在南京航空航天大学电子工程系任教。主要从事信号获取与处理，数字系统设计与自动测试，电子系统集成与专用集成电路设计技术领域的教学科研工作。先后承担了"921”国家重点工程、航空基金、江苏省自然科学基金、国防重点型号等科研课题数十项，获省部级科技进步奖4项。其中重大科研项目有：研究数字系统设计、验证与测试一体化的原理和方法（航空基金），并开发了相关的软件平台用于数字系统设计、验证与测试；设计并研制"神舟号”载人飞船热控系统地面模拟试验台（"921”国家重点工程），用于载人飞船热控系统地面模拟装置的原理性试验研究及系统部件的性能测试，为船用液体冷却回路主动热控系统提供试验数据；基于动态路径分配的低功耗高性能片上网络关键技术研究（江苏省自然科学基金）；高速数据采集与测控系统，用于国防重点型号燃油、液压系统的设计和性能测试研究；数字图像处理与目标识别（航空基金），主要研究小波变换在图像压缩处理中的应用及逆合成孔径雷达飞机图像的后处理、特征提取、分类与识别；雷达发射及接收组件故障测试方法研究与实现，当雷达发射或接收组件发生故障时，能够自动快速定位故障并隔离至元件级。
目 录
第1章 计算机基础 1
1.1 计算机及系统组成 1
1.1.1 微型计算机硬件系统组成 2
1.1.2 微型计算机软件系统 7
1.1.3 微型计算机中指令执行的基本过程 7
1.1.4 微型计算机性能的评估指标 10
1.2 计算机中数值数据信息的表示 12
1.2.1 机器数和真值 12
1.2.2 数的表示方法——原码、反码和补码 13
1.2.3 补码的运算 16
1.2.4 定点数与浮点数 17
1.2.5 BCD码及其十进制调整 20
1.3 计算机中非数值数据的信息表示 22
1.3.1 西文信息的表示 22
1.3.2 中文信息的表示 23
习题1 24
第2章 微处理器 25
2.1 微处理器概述 25
2.2 80x86/Pentium微处理器的内部结构 28
2.2.1 8086/8088 CPU基本结构 28
2.2.2 80386 CPU内部结构 34
2.2.3 80x87数学协处理器 48
2.2.4 Pentium CPU内部结构 51
2.2.5 Pentium系列其他微处理器 56
2.3 微处理器的主要引脚及功能 56
2.3.1 8086/8088 CPU引脚功能 56
2.3.2 80386 CPU主要引脚功能 61
2.3.3 Pentium CPU主要引脚功能 62
2.4 系统总线与典型时序 64
2.4.1 CPU系统总线及其操作 64
2.4.2 基本总线操作时序 65
2.4.3 特殊总线操作时序 67
2.5 典型CPU应用系统 69
2.5.1 8086/8088支持芯片 69
2.5.2 8086/8088单CPU（最小模式）系统 73
2.5.3 8086/8088多CPU（最大模式）系统 74
2.6 CPU的工作模式 77
2.6.1 实地址模式 77
2.6.2 保护模式 77
2.6.3 虚拟8086模式 78
2.6.4 系统管理模式 78
习题2 78
第3章 微处理器指令系统 81
3.1 指令格式 81
3.2 寻址方式 83
3.2.1 寻址方式与有效地址EA的概念 83
3.2.2 80x86/Pentium各种寻址方式 83
3.2.3 80x86/Pentium存储器寻址的段约定 86
3.2.4 几种处理器寻址方式比较 87
3.3 8086/8088 CPU指令系统 88
3.3.1 数据传送类指令 88
3.3.2 算术运算类指令 92
3.3.3 逻辑运算与移位指令 98
3.3.4 串操作指令 101
3.3.5 控制转移类指令 104
3.3.6 处理器控制类指令 111
3.4 80x86/Pentium CPU指令系统 112
3.4.1 80286 CPU的增强与增加指令 113
3.4.2 80386 CPU的增强与增加指令 115
3.4.3 80486 CPU增加的指令 117
3.4.4 Pentium系列CPU增加的指令 117
3.5 80x87浮点运算指令 120
3.5.1 80x87的数据类型与格式 120
3.5.2 浮点寄存器 121
3.5.3 80x87指令简介 121
习题3 122
第4章 汇编语言程序设计 127
4.1 程序设计语言概述 127
4.2 汇编语言的程序结构与语句格式 129
4.2.1 汇编语言源程序的框架结构 129
4.2.2 汇编语言的语句 130
4.3 汇编语言的伪指令 134
4.3.1 基本伪指令语句 134
4.3.2 80x86/Pentium CPU扩展伪指令 146
4.4 汇编语言程序设计方法 149
4.4.1 程序设计的基本过程 149
4.4.2 顺序结构程序设计 150
4.4.3 分支结构程序设计 151
4.4.4 循环结构程序设计 155
4.4.5 子程序设计与调用技术 158
4.5 模块化程序设计技术 167
4.5.1 模块化程序设计的特点与规范 167
4.5.2 程序中模块间的关系 168
4.5.3 模块化程序设计举例 168
4.6 综合应用程序设计举例 170
4.6.1 16位实模式程序设计 170
4.6.2 基于32位指令的实模式程序设计 174
4.6.3 基于多媒体指令的实模式程序设计 175
4.6.4 保护模式程序设计 177
4.6.5 浮点指令程序设计 180
4.7 汇编语言与C/C++语言混合编程 181
4.7.1 内嵌模块方法 181
4.7.2 多模块混合编程 181
习题4 184
第5章 半导体存储器 188
5.1 半导体存储器概述 188
5.1.1 半导体存储器的分类 189
5.1.2 存储原理与地址译码 190
5.1.3 主要性能指标 192
5.2 随机存取存储器（RAM） 193
5.2.1 静态RAM（SRAM） 193
5.2.2 动态RAM（DRAM） 196
5.2.3 随机存取存储器RAM的应用 198
5.3 只读存储器（ROM） 201
5.3.1 掩膜ROM和PROM 201
5.3.2 EPROM（可擦除的PROM） 202
5.4 存储器连接与扩充应用 207
5.4.1 存储器芯片选择 207
5.4.2 存储器容量扩充 209
5.4.3 RAM存储模块 210
5.5 CPU与存储器的典型连接 212
5.5.1 8086/8088 CPU的典型存储器连接 212
5.5.2 80386/Pentium CPU的典型存储器连接 214
5.6 微机系统的内存结构 215
5.6.1 分级存储结构 216
5.6.2 高速缓存Cache 216
5.6.3 虚拟存储器与段页结构 218
习题5 219
第6章 输入/输出和中断 220
6.1 输入/输出及接口 220
6.1.1 I/O信息的组成 220
6.1.2 I/O接口概述 220
6.1.3 I/O端口的编址 221
6.1.4 简单的I/O接口 224
6.2 输入/输出的传送方式 225
6.2.1 程序控制的输入/输出 225
6.2.2 中断控制的输入/输出 228
6.2.3 直接数据通道传送 229
6.3 中断技术 230
6.3.1 中断的基本概念 230
6.3.2 中断优先权 232
6.4 80x86/Pentium中断系统 234
6.4.1 中断结构 234
6.4.2 中断向量表 236
6.4.3 中断响应过程 237
6.4.4 80386/80486/Pentium CPU中断系统 239
6.5 8259A可编程中断控制器 242
6.5.1 8259A芯片的内部结构与引脚 243
6.5.2 8259A芯片的工作过程及工作方式 244
6.5.3 8259A命令字 247
6.5.4 8259A芯片应用举例 252
6.6 中断程序设计 256
6.6.1 设计方法 256
6.6.2 中断程序设计举例 258
习题6 261
第7章 微型机接口技术 265
7.1 接口技术概述 265
7.2 可编程定时/计数器 266
7.2.1 可编程定时/计数器8253 267
7.2.2 可编程定时/计数器8254 273
7.3 可编程并行接口 274
7.3.1 可编程并行接口芯片8255A 274
7.3.2 并行打印机接口应用 281
7.3.3 键盘和显示器接口 285
7.4 串行接口与串行通信 289
7.4.1 串行通信的基本概念 289
7.4.2 可编程串行通信接口8251A 295
7.4.3 可编程异步通信接口INS8250 302
7.4.4 通用串行总线USB 302
7.4.5 I2C与SPI串行总线 305
7.5 DMA控制器接口 307
7.5.1 8237A芯片的基本功能和引脚特性 307
7.5.2 8237A芯片内部寄存器与编程 309
7.5.3 8237A应用与编程 312
7.6 模拟量输入/输出接口 314
7.6.1 概述 314
7.6.2 并行和串行D/A转换器 315
7.6.3 并行和串行A/D转换器 321
习题7 329
第8章 微型计算机系统的发展 332
8.1 微型计算机体系结构及系统总线 332
8.1.1 微型计算机体系结构 332
8.1.2 系统外部总线 335
8.2 工作站 338
8.2.1 配置和功能 338
8.2.2 分类 338
8.2.3 工作站的特点 339
8.3 服务器 340
8.3.1 分类 340
8.3.2 硬件特点 341
8.3.3 外形 342
8.3.4 计算机、工作站和服务器 343
8.4 SoC与嵌入式系统 343
8.4.1 SoC 343
8.4.2 嵌入式系统 345
8.5 多核处理器 347
8.5.1 发展历程 347
8.5.2 多核技术 348
8.5.3 多核处理器开发应用 349
8.6 并行计算与分布式计算 349
8.6.1 并行计算 349
8.6.2 分布式计算 351
8.6.3 云计算、集群计算及网格计算 353
参考文献 356
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