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第1章 绪论1

本章导读1

1.1 冯·诺依曼计算机的基本概念和结构1

1.2 IA-32计算机的技术概况4

1.2.1 计算机发展简史4

1.2.2 IA-32 CPU的技术概况4

1.3 系列化的IA-32计算机10

习题一11

第2章 IA-32计算机总体结构13

本章导读13

2.1 IA-32计算机概述13

2.2 IA-32计算机中的互连技术14

2.2.1 计算机模块的功能及其所使用的信号14

2.2.2 总线与芯片组技术17

2.3 多级总线、芯片组与IA-32计算机的总体结构19

2.4 芯片组及其主要技术特征23

习题二27

第3章 MASM 6.1x汇编语言基础30

本章导读30

3.1 MASM 6.1x汇编语言概述30

3.2 汇编语言源程序的结构及编程实例31

3.3 伪指令及编程实例33

习题三40

第4章 IA-32 CPU结构42

本章导读42

4.1 IA-32 CPU的工作模式42

4.1.1 实地址模式42

4.1.2 保护模式43

4.1.3 系统管理模式43

4.2 IA-32 CPU的程序设计模型及其操作实例43

4.2.1 IA-32 CPU的程序设计模型概述43

4.2.2 通用寄存器44

4.2.3 指令指针寄存器47

4.2.4 标志寄存器48

4.2.5 段寄存器50

4.3 实地址模式存储器寻址51

4.3.1 实地址模式存储器寻址概述51

4.3.2 实地址模式存储器组织51

4.3.3 内存的分段管理技术52

4.3.4 逻辑地址与物理地址53

4.3.5 段加偏移寻址机制支持重定位功能的实现55

4.3.6 段和偏移寄存器之间的隐含关系55

4.4 堆栈及其操作实例57

4.4.1 堆栈概述57

4.4.2 硬件堆栈58

4.4.3 软件堆栈59

4.5 I/O接口的组织63

4.5.1 I/O接口概述63

4.5.2 IA-32计算机中的I/O地址空间63

习题四64

第5章 指令系统67

本章导读67

5.1 指令系统的基本概念67

5.1.1 指令系统概述67

5.1.2 指令格式68

5.1.3 指令的操作码字段69

5.1.4 指令的地址码字段70

5.1.5 指令长度71

5.2 指令中的数据表示71

5.2.1 数据类型71

5.2.2 补码72

5.2.3 字节数据73

5.2.4 字数据73

5.2.5 双字数据74

5.2.6 实数75

5.2.7 字符数据77

5.2.8 BCD数据78

5.3 IA-32 CPU的操作数寻址方式79

5.3.1 操作数寻址方式概述79

5.3.2 立即数寻址80

5.3.3 寄存器寻址80

5.3.4 存储器寻址81

5.4 IA-32 CPU指令系统86

5.4.1 IA-32 CPU指令系统概述86

5.4.2 数据传送类指令及其编程实例87

5.4.3 跨段前缀96

5.4.4 算术与逻辑运算类指令及其编程实例96

5.4.5 处理机控制类指令116

习题五116

第6章 IA-32 CPU的控制器功能123

本章导读123

6.1 IA-32 CPU组织层次上的控制器功能123

6.1.1 指令周期与三级时序系统123

6.1.2 IA-32 CPU的指令执行模型126

6.1.3 典型机器周期的执行过程127

6.1.4 典型指令周期所包含的机器周期129

6.2 指令的执行控制130

6.2.1 指令的寻址方式130

6.2.2 指令的顺序执行及其控制实例131

6.2.3 指令的分支执行及其控制实例133

6.2.4 指令的循环执行及其控制实例139

6.2.5 过程调用及其控制实例143

习题六154

第7章 IA-32 CPU微结构158

本章导读158

7.1 RISC技术与CISC技术158

7.1.1 RISC技术与CISC技术概述158

7.1.2 RISC的特点159

7.2 流水线技术160

7.2.1 产生流水线技术的背景160

7.2.2 指令流水线的工作原理161

7.2.3 影响指令流水线执行效率的若干问题161

7.2.4 动态执行技术163

7.3 P6和NetBurst微结构中的指令流水线结构164

7.4 超标量技术166

7.5 超线程技术166

7.6 多核技术168

习题七169

第8章 存储器技术171

本章导读171

8.1 存储系统结构171

8.2 常用的主存储器性能指标172

8.3 非易失性存储器173

8.3.1 非易失性存储器概述173

8.3.2 闪速存储器的基本概念174

8.3.3 FWH的功能及应用174

8.3.4 FWH的接口技术175

8.4 DRAM存储器175

8.4.1 DRAM存储器的基本概念175

8.4.2 DDR/DDR2 SDRAM存储器件176

8.4.3 DDR/DDR2 SDRAM存储模块180

8.4.4 DDR/DDR2 SDRAM存储模块与存储器控制器之间的接口183

8.5 Cache183

8.5.1 Cache的基本概念183

8.5.2 IA-32 CPU中的Cache结构184

8.5.3 Cache的地址映像184

8.5.4 相联存储器及其在Cache中的应用186

8.5.5 Cache的读／写操作186

习题八187

第9章 总线技术189

本章导读189

9.1 ISA总线189

9.1.1 8位ISA总线189

9.1.2 16位ISA总线191

9.1.3 16位ISA总线上的保留功能191

9.2 PCI总线193

9.2.1 PCI总线概述193

9.2.2 PCI总线的中断功能195

9.2.3 PCI总线的DMA功能195

9.2.4 PCI总线的配置地址空间196

9.2.5 PCI总线的BIOS及其应用实例198

9.3 PCI Express总线202

9.3.1 PCI Express总线概述202

9.3.2 PCI Express总线结构203

习题九205

第10章 I/O技术206

本章导读206

10.1 I/O技术概述206

10.1.1 I/O模块的基本概念206

10.1.2 I/O模块的内部电路结构207

10.1.3 程序查询、程序中断、DMA三种I/O技术的比较208

10.2 程序中断I/O技术208

10.2.1 中断的基本概念208

10.2.2 中断的分类209

10.2.3 向量中断211

10.2.4 软件中断指令215

10.2.5 BIOS功能调用和DOS功能调用及其应用实例215

10.2.6 可编程中断控制器8259A及其应用实例217

10.2.7 ISA总线和PCI总线上的中断223

10.3 DMA I/O技术224

10.3.1 DMA的基本概念224

10.3.2 ISA总线和PCI总线上的DMA功能225

习题十225

第11章 VGA/SVGA显示系统227

本章导读227

11.1 应用实例——汇编语言控制VGA/SVGA显示系统工作227

11.1.1 视频BIOS功能服务227

11.1.2 字符工作方式228

11.1.3 图形工作方式230

11.2 VGA/SVGA显示系统概述234

11.3 VGA/SVGA显示系统结构235

11.4 监视器236

11.4.1 监视器的成像原理236

11.4.2 CRT监视器的性能指标238

11.4.3 LCD监视器的性能指标239

11.4.4 监视器的接口形式240

11.4.5 DDC1/DDC2B功能240

11.5 显示控制器的结构241

11.5.1 图形媒体加速器的结构241

11.5.2 显示BIOS242

11.5.3 局部存储器242

11.5.4 显示控制器与监视器之间的接口242

11.6 存储器、MCH/GMCH、显示总线243

11.6.1 存储器与MCH/GMCH对显示控制器的支持功能243

11.6.2 显示总线243

习题十一245

第12章 硬磁盘、CD-ROM及其接口技术247

本章导读247

12.1 硬磁盘247

12.1.1 硬磁盘概述247

12.1.2 硬磁盘驱动器的组成与分类248

12.1.3 硬磁盘驱动器的工作原理249

12.1.4 硬磁盘驱动器的格式化250

12.1.5 硬磁盘驱动器的主要技术指标250

12.1.6 硬磁盘及其接口251

12.2 CD-ROM驱动器252

12.2.1 CD-ROM概述252

12.2.2 CD-ROM结构与工作原理253

12.2.3 CD-ROM接口254

12.3 IDE接口技术254

12.4 SCSI接口技术255

12.4.1 SCSI接口概述255

12.4.2 SCSI接口的分类256

12.4.3 SCSI接口与IDE接口的比较257

12.5 RAID与SAN技术257

12.5.1 RAID技术258

12.5.2 SAN技术258

12.6 SATA技术258

习题十二259

第13章 LPC总线、超级I/O与低速I/O设备261

本章导读261

13.1 LPC总线和超级I/O电路261

13.1.1 LPC总线261

13.1.2 超级I/O电路263

13.1.3 电源管理功能264

13.2 键盘及其接口技术264

13.2.1 应用实例——汇编语言程序控制键盘工作264

13.2.2 键盘概述268

13.2.3 键盘的工作原理268

13.2.4 键盘的接口技术269

13.3 鼠标及其接口技术270

13.3.1 应用实例——汇编语言程序控制鼠标工作270

13.3.2 鼠标概述271

13.3.3 鼠标的工作原理272

13.3.4 鼠标的接口技术272

13.4 打印机及其接口技术273

13.4.1 打印机概述273

13.4.2 打印机的结构与工作原理273

13.4.3 打印机的接口技术274

13.5 软磁盘驱动器及其接口技术275

13.5.1 软磁盘概述275

13.5.2 软磁盘驱动器的结构与工作原理275

13.5.3 软磁盘驱动器及其接口技术276

13.6 RS-232C串行接口276

13.6.1 RS-232C串行接口概述276

13.6.2 RS-232C串行接口中的数据帧和波特率277

13.6.3 RS-232C串行接口电路277

13.6.4 RS-232C接口的应用278

13.6.5 应用实例——汇编语言程序控制UART工作279

习题十三295

第14章 定时器及其控制操作297

本章导读297

14.1 应用实例——定时器模块中计数器2的应用297

14.2 定时器概述298

14.3 定时器模块的结构299

14.4 定时器模块的工作模式300

14.5 程序控制定时器模块工作302

14.5.1 定时器模块8254的程序设计模型302

14.5.2 应用实例——定时器模块中计数器0的应用306

习题十四307

第15章 实时钟模块及其访问操作308

本章导读308

15.1 应用实例——对CMOS RAM的访问操作308

15.2 RTC模块的结构311

15.3 硬件配置数据与CMOS RAM存储单元分配312

习题十五318

第16章 USB和IEEE 1394接口技术320

本章导读320

16.1 USB接口技术320

16.1.1 USB接口概述320

16.1.2 USB接口的系统结构321

16.1.3 USB接口的连接器323

16.1.4 USB主机324

16.1.5 USB设备326

16.2 IEEE 1394接口技术327

习题十六328

附录A 实验指导330

A.1 实验1——MASM 6.11的安装与设置330

A.2 实验2——熟悉MASM 6.11汇编语言环境333

A.3 实验3——认识IA-32 CPU结构338

A.4 实验4——认识IA-32 CPU指令系统340

A.5 实验5——认识汇编语言程序结构349

A.6 实验6——内存操作354

A.7 实验7——I/O控制技术操作357

A.8 实验8——AGP显示系统操作361

A.9 实验9——键盘、鼠标操作362

A.10 实验10——RS-232C接口操作367

附录B 标准ASCII码字符集377

附录C 80x86指令系统378

C.1 指令符号说明378

C.2 16位／32位80x86基本指令378

C.3 MMX指令385

附录D DOS功能调用386

附录E BIOS功能调用393

参考文献398