前言

本书第1版自2014年1月由机械工业出版社出版以来，被全国许多高等院校理工科专业作为“计算机硬件技术基础（以PC原理及应用为主）”“微型计算机原理及应用”等类似课程的主要教材及主要参考教材。它是学生掌握微型计算机基本知识、应用微型计算机解决相关领域中实际问题的基础。

本书是编者通过20多年的教学实践及教学改革，在对教材的内容和课程体系进行深入研究的基础上，参考国内外大量文献和其他教材精心编写而成的。

本书以80X86系列微型计算机中具有一定代表性、典型性、上下兼容性较好的PC486为背景机，系统地介绍了微型计算机的硬件技术及相关知识。全书共8章，第1章除简述微型计算机系统的相关基本概念、计算机中数的运算方法及典型微型计算机的特点、类型和发展方向外，增加了“计算机的分类”这一小节。第2章介绍了Intel系列8086微处理器到64位微处理器的基本特点及80486微处理器的体系结构。第3章介绍了80486微处理器的指令系统，包括微处理器的寻址方式、指令系统及应用举例。第4章介绍了汇编语言程序设计，包括汇编语言指令、汇编语言程序设计方法。第5章介绍了存储系统，包括存储器的基本概念、微机硬件中内存储器的构成原理及设计方法、内存条、虚拟存储器和高速缓冲存储器的相关知识。第6章介绍了输入/输出方式及中断系统，包括输入/输出接口的基本概念、常用的输入/输出方法、中断的基本概念、中断控制器8259A及其应用。第7章重点介绍了可编程接口芯片8254、8255、8250的主要功能、接口技术、使用方法和应用举例。第8章简述了外设接口技术，包括显示器接口、键盘接口、数/模和模/数接口技术。

本书为帮助读者更好地掌握微型计算机原理及接口技术的整体概念，从第1章起便以提问的形式引出问题，启发读者在学习的过程中带着问题从书中寻找答案；为加深读者对微机原理、汇编语言及接口设计技术的理解和自学，书中给出了相应的设计例子及习题，使读者通过本书的学习，了解并掌握微型计算机原理及接口技术的相关应用常识，为今后利用微型计算机解决实际问题打下一定的基础。

本书由黄勤主编，负责编写第2、6章及7.1、7.2节，李楠任副主编，负责编写第3章；唐丹任副主编，负责编写第4、8章；胡青编写第5章；余嘉编写第1章，并完成第2章和第6章中的图形绘制；黄云峰编写7.3节和拓展阅读资料的整理。

由于编者水平有限，书中难免有疏漏之处，敬请读者批评指正。

编者 mPrcDdOIc9QU6ip7r1YUfmd7FY1SobfT9mddM9x4NSyxAkqv0SQg+hVBOVLX4PsI

第1章
微型计算机基础

【本章导学】

计算机是怎么分类的？微型计算机是怎样工作的？本章将围绕微型计算机的基本概念，介绍计算机的分类、微型计算机的组成、硬件结构以及运算基础，阐述微型计算机的基本工作过程，讨论典型微型计算机及其主要技术、应用及发展趋势。

20世纪40年代，计算机技术先驱们设计出了第一台计算机，当时的计算机仅能实现简单的计算，功能很弱；由于构成计算机内部基本电子元件的单元均由电子管实现，故计算机的体积庞大，占地面积也非常大。

随着科学技术的发展，计算机的发展经历了电子管、晶体管和中小规模集成电路时代，大规模集成电路（Large Scale Integrated Circuit，LSI）和超大规模集成电路（Very Large Scale Integrated Circuit，VLSI）的出现，使得计算机微型化成为可能。20世纪80年代，美国国际商务机器公司（IBM）推出以英特尔的X86为硬件架构及微软公司的MS-DOS为操作系统的第一台个人计算机——IBM PC，开创了计算机进入民用的新时代，为以后计算机技术的普及应用起到了非常重要的作用。 mPrcDdOIc9QU6ip7r1YUfmd7FY1SobfT9mddM9x4NSyxAkqv0SQg+hVBOVLX4PsI

1.1 计算机的分类

计算机及相关技术发展到今天，其类型也随之发生了不断的分化，形成了各种不同种类的计算机，就其性能指标和应用领域的不同，很难找到一个精确的标准对其进行分类。若从计算机综合性能指标来分，可将计算机分为超大型计算机、大型计算机、中型计算机、小型计算机和微型计算机；若以其所展现的外部形态来进行分类，则又可分为通用计算机和嵌入式计算机。

1.1.1 通用计算机

通用计算机具有一般计算机的基本标准形态，其典型产品为PC（个人计算机，即微型计算机），其核心部件是中央处理器（Central Processing Unit，CPU），它经总线与存储器、各种接口（连接外部设备）等相连构成计算机的标准形态，具有多种用途的重新配置能力。通过配置不同的应用软件构建的系统，广泛应用在社会的方方面面，是发展最快、应用最为普及的计算机。

常用的微型计算机有台式计算机（见图1-1）、笔记本计算机（见图1-2）、一体化微型计算机（见图1-3、图1-4）等。

1.1.2 嵌入式计算机

嵌入式计算机是指以嵌入式系统的形式隐藏在各种装置、产品和系统中，并对其进行智能化控制的专用计算机系统。该系统是特定于任务，以应用为中心，以计算机技术为基础，软件和硬件可增减，针对具体应用系统，对功能、可靠性、成本、体积和功耗都有严格要求的专用计算机系统。

与通用计算机相比，嵌入式计算机在应用数量上遥遥领先，如一台通用计算机的外设中，键盘、鼠标、硬盘、显卡、显示器、声卡、打印机、扫描仪等均是由嵌入式微处理器控制的；其应用领域也涵盖了工业制造、航天航空、军事装备、船舶、智能交通、网络及电子商务、家电产品等方方面面。 mPrcDdOIc9QU6ip7r1YUfmd7FY1SobfT9mddM9x4NSyxAkqv0SQg+hVBOVLX4PsI