計算機原理

本書為中等職業教育國家規劃教材，以教育部頒布的《計算機原理》課程教學大綱為依據編寫。本書以講解馮·諾依曼結構為主線，以計算機基本原理為重點。其主要內容是：數字設備中數與字元的表示方法，微型計算機的基本結構和工作原理，指令及Intel 8088指令系統，存儲器組織，中斷系統及輸入/輸出介面技術和常見外部設備。

第1章 數字設備中數和字元的表示方法 1

1.1 微型計算機概述 1

1.1.1 微型計算機的特點和發展 1

1.1.2 微型計算機的分類 2

1.1.3 微型計算機的應用 3

1.2 數和數制 5

1.2.1 各種數制及其表示法 5

1.2.2 各種數制間數的相互轉換 7

1.2.3 二進位數的運算 10

1.2.4 邏輯運算 12

1.3 有符號二進位數的表示方法及溢出問題 14

1.3.1 有符號二進位數的表示方法 14

1.3.2 有符號數運算時的溢出問題 17

1.4 定點數和浮點數 18

1.4.1 定點法 18

1.4.2 浮點法 19

1.5 二進位編碼的十進位數 20

1.5.1 8421 BCD碼 20

1.5.2 BCD碼的運算 21

1.6 ASCII字元代碼 23

1.7 其他常用的編碼舉例 23

本章小結 24

習題1 24

第2章 計算機系統的組成 25

2.1 計算機系統的基本組成 25

2.1.1 計算機的硬體組成 25

2.1.2 微型計算機的組成 26

2.1.3 單片機的組成 27

2.2 微處理器MPU 28

2.2.1 MPU的結構 28

2.2.2 運算器 28

2.2.3 控制器 29

2.2.4 寄存器 29

2.2.5 指令系統 29

2.3 存儲器 34

2.3.1 存儲器的分類 34

2.3.2 存儲器的地址信息 35

2.3.3 存儲器的組織和管理 35

2.3.4 各種定址方式 36

2.4 常見I/O設備及I/O介面 44

本章小結 44

習題2 45

第3章 中央處理器 46

3.1 中央處理器的功能及組成 46

3.1.1 什麼是中央處理器 46

3.1.2 CPU的功能 46

3.1.3 CPU的組成 47

3.2 8088微處理器 49

3.2.1 8088的寄存器結構 49

3.2.2 8088的功能結構 52

3.2.3 8088 CPU引腳及其功能 52

3.2.4 8088的典型時序 57

3.2.5 綜合舉例 59

3.3 CPU的常用技術 60

3.3.1 與指令集有關的技術 60

3.3.1 與指令集有關的技術 60

3.3.2 與并行處理相關的技術 61

本章小結 62

習題3 63

第4章 存儲系統 64

4.1 半導體存儲器 64

4.1.1 半導體存儲器的分類 64

4.1.2 半導體存儲器的主要技術指標 74

4.2 存儲器與CPU的連接 75

4.2.1 存儲器與CPU連接時要考慮的問題 76

4.2.2 存儲器中的片選解碼 77

4.2.3 其他信號線的連接 79

4.3 8088系統的存儲器 80

4.3.1 8088系統存儲器的結構 80

4.3.2 8088系統存儲器的具體分配 83

4.4 存儲器的擴展技術 84

4.4.1 高速緩衝存儲器 84

4.4.2 虛擬存儲器 88

本章小結 89

習題4 89

第5章 匯流排系統 90

5.1 匯流排的基本概念 90

5.2 匯流排分類 90

5.3 信息傳送方式 92

5.4 匯流排的仲裁 92

5.4.1 串列匯流排仲裁方式 92

5.4.2 并行匯流排仲裁方式 93

5.4.3 計數器仲裁方式 94

5.5 匯流排通信協議 94

5.5.1 讀存儲器匯流排周期 95

5.5.2 寫存儲器匯流排周期 95

5.5.3 讀I/O口匯流排周期 96

5.5.4 寫I/O口匯流排周期 96

5.6 匯流排標準化 97

5.7 常用的匯流排標準 97

5.7.1 ISA匯流排 97

5.7.2 IEEE 488匯流排 101

5.7.3 EISA匯流排 102

5.7.4 PCI局部匯流排 102

5.7.5 MultiBus匯流排 103

5.7.6 AGP匯流排 105

本章小結 106

習題5 106

第6章 輸入/輸出系統 107

6.1 概述 107

6.1.1 I/O介面的基本功能和結構 108

6.1.2 I/O介面的埠地址及解碼 110

6.2 I/O控制方式 113

6.2.1 程序控制方式 113

6.2.2 中斷控制方式 115

6.2.3 直接存儲器存取方式 122

6.3 串列通信 123

6.3.1 串列通信基本概念 123

6.3.2 串列通信介面標準 127

6.3.3 通用串列匯流排（USB） 130

6.4 可編程串列通信介面電路 132

6.4.1 概述 132

6.4.2 8251A可編程串列通信介面 133

6.5 并行通信 141

6.5.1 簡單的并行輸入與輸出介面 142

6.5.2 并行通信介面8255A 143

本章小結 149

習題6 149

第7章 外部設備 151

7.1 常用輸入設備 151

7.1.1 鍵盤 151

7.1.2 滑鼠 158

7.2 常用輸出設備 159

7.2.1 顯示設備 160

7.2.2 LCD顯示設備 165

7.2.3 印表機 168

7.3 外部存儲設備 172

7.3.1 磁表面存儲原理 172

7.3.2 硬磁碟存儲器 175

7.3.3 光碟存儲器 177

7.3.4 固態盤存儲器 178

7.4 常用網路設備 179

7.4.1 串列通信介面與MODEM的連接 179

7.4.2 ADSL 180

本章小結 181

習題7 182

附錄A ASCII字元表 183

參考文獻 184