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目录1

第一章 微型计算机基础1

1.1 概述1

1.1.1 计算机中的数值与编码系统1

1.1.2 基本数据类型5

1.1.3 计算机的基本结构6

1.1.4 指令程序与指令系统7

1.2 初级计算机模型9

1.2.1 初级计算机组成9

1.2.2 微型计算机简单程序执行过程举例11

1.3 微型计算机的产生与发展15

1.4 微型计算机的组成17

1.4.1 微型计算机系统结构18

1.4.2 微处理器结构19

1.5 微型计算机的基本功能与新技术23

1.5.1 顺序执行技术23

1.5.2 中断执行技术24

1.5.3 流水线与并行执行技术25

1.5.4 推测执行技术28

1.5.5 超顺序执行技术31

1.5.6 精简指令集计算机技术34

1.5.7 多媒体MMX与3D NOW！技术36

1.5.8 存储管理技术41

1.6.1 现代微型计算机模型的引入48

1.6 现代微型计算机模型48

1.6.2 复杂微型计算机模型结构50

1.7 现代微型计算机系统组成结构举例55

1.7.1 现代微型计算机系统组成结构55

1.7.2 微型计算机的硬件系统60

第二章 CPU物理结构特性61

2.1 微处理器内部结构61

2.1.1 X86系列微处理器内部结构发展61

2.1.2 8086/8088微处理器62

2.1.3 80286微处理器63

2.1.4 80386微处理器64

2.1.5 80486微处理器65

2.1.6 第五代微处理器70

2.1.7 第六代微处理器73

2.2 微处理器接口信号81

2.2.1 X86系列微处理器接口信号综述81

2.2.2 时钟、初始化信号85

2.2.3 地址及其校验信号87

2.2.4 数据及其校验信号89

2.2.5 错误检测信号90

2.2.6 总线的定义、控制、仲裁信号91

2.2.7 浮点错误处理信号FERR#（输出）、IGNNE#（输入）100

2.2.8 高速缓存Cache控制、窥探、清除信号101

2.2.9 中断控制信号112

2.2.10 系统管理中断SMI#（输入）、SMIACT#（输出）114

2.2.11 芯片测试信号116

2.2.12 多CPU支持信号117

2.2.13 断点／性能监视信号PM0/BP0、PM1/BP1、BP3-2117

2.2.14 电源、电压控制信号117

2.3 微处理器工作状态119

2.3.1 暂停状态（Halt State）120

2.3.2 停止允许状态（Stop Grant State）121

2.3.3 停止允许窥探状态（Stop Grant Snoop State）122

2.3.4 睡眠状态（Sleep State）122

2.3.5 停止时钟状态（Stop Clock State）122

2.4.1 物理存储器与I/O接口123

2.4 微处理器总线周期123

2.4.2 数据传输机制……………………………………………v126

2.4.3 总线周期状态定义与状态转换127

2.4.4 总线周期定义与分类129

2.4.5 8086/8088的总线操作与时序130

2.4.6 存储器读写周期132

2.4.7 I/O读写周期138

2.4.8 查询与总线仲裁周期139

2.4.9 特殊总线周期146

2.4.10 内部窥探150

第三章 CPU系统应用结构151

3.1 系统结构151

3.1.1 综述151

3.1.2 操作模式154

3.1.3 系统标志与标志寄存器…………………………v155

3.1.4 存储器管理寄存器156

3.1.5 控制寄存器158

3.1.6 系统级指令简述161

3.2 存储器系统级管理163

3.2.1 综述163

3.2.2 分段管理165

3.2.3 物理地址空间167

3.2.4 逻辑与线性地址167

3.2.5 系统描述符类型172

3.2.6 分页管理174

3.2.7 转换旁视缓冲器组TLB179

3.2.8 物理地址空间的扩展180

3.2.9 从段到页的映射183

3.3 保护模式下的操作184

3.3.1 段页保护的允许与禁止184

3.3.2 段级与页级保护时所采用的控制位与标志185

3.3.3 段界限检查186

3.3.4 类型检查186

3.3.5 特权级188

3.3.6 访问数据段时的特权级检查189

3.3.7 在两个代码段之间控制程序转换时对特权级的检查190

3.3.8 用于特权级的操作指令197

3.3.9 指针的有效性197

3.3.10 页面级的保护200

3.3.11 分页与分段保护的综合考虑202

3.4 实模式与虚拟8086模式下的操作202

3.4.1 实地址模式综述202

3.4.2 实模式下的地址转换204

3.4.3 实模式下支持的寄存器204

3.4.4 实模式下支持的指令204

3.4.5 虚拟8086模式205

3.4.6 虚拟8086模式下的进入与退出207

3.4.7 虚拟8086模式下的输入输出I/O209

3.5 中断与异常处理210

3.5.1 综述210

3.5.2 异常与中断矢量212

3.5.3 异常分类213

3.5.4 程序与任务的重新启动214

3.5.5 中断的允许与禁止214

3.5.6 中断与异常的优先级215

3.5.7 中断描述符表IDT216

3.5.8 异常与中断的处理218

3.5.9 错误代码221

3.5.10 实模式下中断与异常的处理221

3.5.11 虚拟8086模式下中断与异常的处理224

3.5.12 保护模式下的虚拟中断231

3.6 任务管理232

3.6.1 综述232

3.6.2 任务管理的数据结构234

3.6.3 任务转换238

3.6.4 任务连接240

3.6.5 任务地址空间242

3.6.6 16位任务状态段TSS243

第四章 半导体存储器244

4.1 半导体存储器简介244

4.1.1 存储器子系统分级组成244

4.1.2 半导体存储器分类与发展246

4.2 只读存储器ROM248

4.2.1 掩膜ROM249

4.2.2 EPROM单元存储电路249

4.2.4 新一代可编程只读存储器FLASH251

4.2.3 电擦除可编程型只读存储器E2PROM251

4.3 静态存储器SRAM261

4.3.1 单元存储电路261

4.3.2 SRAM内部结构262

4.3.3 同步突发静态随机存储器SB SRAM265

4.3.4 高速缓冲存储器Cache应用269

4.3.5 多端口静态随机存储器Mutil-SRAM275

4.3.6 先进先出存储器FIFO278

4.3.7 非挥发静态随机存储器NV SRAM279

4.4 简单的存储器应用设计279

4.4.1 进行存储器应用设计时应注意的问题280

4.4.2 典型CPU与存储器的连接280

4.5.1 基本单元存储电路285

4.5 动态存储器DRAM285

4.5.2 简单动态随机访问存储器DRAM芯片举例286

4.5.3 扩展数据输出动态随机访问存储器EDO DRAM288

4.5.4 同步动态随机访问存储器SDRAM289

4.5.5 突发存取的高速动态随机存储器Rambus DRAM299

第五章 总线技术307

5.1 总线技术的概述307

5.1.1 总线的基本概念307

5.1.2 总线的基本功能309

5.2 总线的基本结构310

5.3 总线的基本操作312

5.3.1 总线的仲裁312

5.3.2 总线的联络317

5.3.3 总线上数据传输的类型320

5.4 总线标准的分类321

5.4.1 总线标准简介321

5.4.2 XT、ISA与EISA总线322

5.5 PCI局部总线328

5.5.1 PCI总线概述328

5.5.2 PCI总线接口信号332

5.5.3 PCI总线基本操作336

5.5.4 PCI总线配置空间361

5.5.5 高速图形接口AGP373

6.1.1 PC/XT总线的微型计算机系统结构386

6.1 微型计算机结构的发展386

第六章 微型计算机系统结构386

6.1.2 PC AT/ISA总线的微型计算机系统结构387

6.1.3 EISA总线的微型计算机系统结构388

6.1.4 IBM MCA总线的微型计算机系统结构388

6.1.5 典型PCI/ISA总线的微型计算机系统结构389

6.1.6 PCI/ISA总线的微型计算机系统结构实例391

6.1.7 AGP/PCI总线的微型计算机系统结构392

6.2 现代微型计算机体系结构393

6.2.1 现代微型计算机体系结构简介393

6.2.2 系统控制逻辑功能与结构394

6.2.3 系统控制逻辑工作方式395

6.2.4 系统控制逻辑典型功能402

6.2.5 系统时钟与系统复位控制414

第七章 微型计算机系统接口416

7.1 计算机基本功能控制416

7.1.1 定时与计数控制416

7.1.2 中断过程控制426

7.1.3 直接存储器访问DMA控制443

7.1.4 智能驱动电路IDE接口460

7.1.5 通用串行总线（USB）463

7.2 系统接口控制逻辑（SICL）474

7.2.1 系统接口控制逻辑典型功能474

7.2.2 系统接口控制逻辑的功能配置476

7.2.3 PCI/ISA转换控制479