微机原理、汇编语言与接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国水利水电出版社

作者:唐瑞庭

出品人:

页数:436

译者:

出版时间:2006-5

价格:39.00元

装帧:平装

isbn号码:9787508437057

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 汇编语言
• 接口技术
• 计算机组成原理
• 8086
• 汇编
• 微处理器
• 计算机硬件
• 电子技术
• 编程基础

《微机原理、汇编语言与接口技术》图书简介 一、 核心内容概述 本书深入浅出地探讨了微型计算机系统的核心原理、底层的汇编语言编程以及硬件接口技术。它不仅仅是一本理论书籍，更是一本实践导向的指南，旨在帮助读者构建对微机系统从硬件到软件的全面认知。全书紧密围绕微处理器的工作机制、指令系统、内存管理、输入输出以及中断处理等关键概念展开，并通过大量的实例，将抽象的理论转化为具体的编程实践。 二、 详细内容展开 第一部分：微机系统基础与微处理器的工作原理 本部分是整本书的基石，重点在于揭示微型计算机为何能够运行，以及其最核心的“大脑”——微处理器是如何工作的。 1. 微机系统构成要素： 微处理器 (CPU)： 介绍CPU的定义、功能以及其在微机系统中的核心地位。详细讲解CPU的内部结构，包括算术逻辑单元（ALU）、控制器（CU）、寄存器组（通用寄存器、段寄存器、指令指针寄存器、标志寄存器等）以及它们各自的作用。强调CPU如何通过指令周期（取指令、译码、执行、写回）来完成程序运行。 存储器： 阐述存储器在微机系统中的作用，区分RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）的特性与用途。重点介绍半导体存储器的组织方式，如存储单元、地址线、数据线以及控制线的关系。讲解存储器与CPU之间如何通过总线进行数据交互，包括地址总线、数据总线和控制总线的各自功能。 输入/输出（I/O）设备： 介绍各种常见的I/O设备，如键盘、显示器、打印机、磁盘驱动器等，以及它们作为微机系统与外界信息交互的桥梁。讲解I/O端口的概念，以及CPU如何通过I/O指令与I/O设备进行通信。 总线系统： 详细介绍总线作为CPU、存储器和I/O设备之间信息传输通道的重要性。深入分析地址总线、数据总线和控制总线的工作原理，以及它们如何协同工作实现数据传输和设备控制。 2. 二进制与逻辑运算基础： 数制转换： 讲解二进制、十进制、十六进制之间的相互转换，以及它们在计算机内部表示数据的重要性。 计算机中的数据表示： 介绍整数（原码、补码、反码）、浮点数等表示方法，为理解CPU如何处理数值运算打下基础。 逻辑门与布尔代数： 介绍与门、或门、非门、异或门等基本逻辑门电路，以及布尔代数的基本运算规则。阐述这些逻辑门如何构成更复杂的数字电路，实现CPU的控制逻辑和运算功能。 第二部分：汇编语言编程入门与进阶 本部分将读者带入微机系统的编程世界，通过汇编语言这种与硬件指令直接对应的语言，让读者能够深入理解程序在CPU上是如何一步步执行的。 1. 汇编语言基础： 指令集体系结构 (ISA)： 介绍不同微处理器的指令集特点，以及汇编语言与特定ISA的紧密关联。 指令格式与寻址方式： 详细讲解汇编指令的组成，包括操作码（Opcode）和操作数（Operand）。深入分析各种寻址方式，如立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址、基址寻址、变址寻址、基址变址寻址等，理解CPU如何获取指令操作的数据。 数据传输指令： 介绍MOV、PUSH、POP等数据传输指令，以及它们在寄存器之间、寄存器与存储器之间进行数据移动的作用。 算术运算指令： 讲解ADD、SUB、INC、DEC、MUL、DIV等算术指令，以及它们如何实现加减乘除等基本数学运算。 逻辑运算指令： 介绍AND、OR、XOR、NOT、TEST等逻辑指令，以及它们在位操作、条件判断等方面的应用。 控制转移指令： 重点讲解JMP（无条件跳转）、JE（等于跳转）、JNE（不等于跳转）、JG（大于跳转）、JL（小于跳转）等条件跳转指令，以及CALL（调用）、RET（返回）等子程序调用指令，理解程序流程控制的实现。 串操作指令： 介绍MOVS、CMPS、SCAS、LODS、STOS等指令，以及它们在处理大量连续数据时的效率优势。 2. 程序结构与组织： 段的概念与段的划分： 深入讲解代码段、数据段、堆栈段等概念，理解在内存中如何组织程序的不同部分。 子程序设计与调用： 讲解如何设计和调用子程序，理解栈在子程序调用中的作用，以及参数传递和返回值处理。 宏指令： 介绍宏指令的概念，以及它在简化重复代码、提高编程效率方面的应用。 伪指令： 讲解DB、DW、DD、EQU、ORG等伪指令的作用，以及它们在定义数据、分配空间、设定起始地址等方面的功能。 3. 典型应用实例： 通过一系列具体的汇编语言编程实例，将理论知识转化为实践。例如： 字符串处理（拷贝、查找、替换）。 数值计算（大数运算、矩阵运算）。 简单的图形绘制。 文件操作（读写）。 中断服务程序的编写。 这些实例将帮助读者理解汇编语言在实际问题解决中的应用，并培养调试汇编程序的技能。 第三部分：微机接口技术与外设扩展 本部分将微机系统从一个封闭的计算单元扩展到能够与外部世界进行复杂交互的平台。 1. 中断系统： 中断的概念与原理： 详细讲解中断的定义、分类（内中断、外中断）、中断过程（保存现场、中断响应、执行中断服务程序、恢复现场）。 中断控制器： 介绍中断控制器的作用，如中断请求的优先级管理、中断屏蔽等。 中断服务程序 (ISR)： 讲解如何编写高效可靠的中断服务程序，以及中断向量表的概念。 可编程中断控制器 (PIC)： 介绍8259A等典型中断控制器的结构和工作模式。 2. I/O接口技术： I/O端口映射方式： 讲解存储器映射I/O和I/O端口映射I/O的区别与优缺点。 可编程并行接口： 介绍8255A等并行接口芯片的结构、工作模式（模式0、模式1、模式2）以及如何通过编程控制其输入输出功能，实现与并行设备的连接。 可编程定时/计数器： 介绍8253/8254等定时/计数器芯片的功能，包括其工作模式（模式0-5）以及在定时、计数、脉冲发生等方面的应用。 可编程串行接口： 介绍8250/UART等串行接口芯片，讲解串行通信的基本原理（同步/异步通信、波特率、数据位、停止位、校验位），以及其在RS-232等标准通信中的应用。 3. DMA (直接内存访问)： DMA控制器： 介绍DMA控制器的作用，以及它如何允许I/O设备直接与内存进行数据传输，从而减轻CPU的负担，提高系统效率。 DMA传输方式： 讲解块传输、周期传输、链式传输等DMA传输模式。 4. 键盘与显示接口： 键盘接口： 讲解键盘的工作原理，以及如何通过编程实现对键盘输入的读取和处理。 显示接口： 介绍显示器的基本工作原理，以及如何通过编程控制显存，实现字符显示和简单的图形显示。 四、 学习目标与适用读者 本书旨在帮助读者： 深刻理解微机系统的工作原理： 从硬件层面把握CPU、存储器、I/O设备之间的交互关系。 掌握汇编语言编程： 能够运用汇编语言编写程序，实现对硬件的直接控制。 熟悉常见的接口芯片： 了解8255A、8253/8254、8259A等接口芯片的功能和编程方法。 理解硬件与软件的协同作用： 认识到汇编语言编程是连接硬件与应用软件的关键环节。 为深入学习嵌入式系统、操作系统、计算机体系结构等课程打下坚实基础。 本书适合于计算机科学、电子工程、自动化等专业的本科生、研究生，以及对微机原理和底层编程感兴趣的工程师和技术爱好者。 五、 学习方法建议 本书的学习需要理论与实践相结合。建议读者在阅读理论知识的同时，积极动手实践，利用模拟器或实际硬件平台，编写、调试汇编程序，并对接口芯片进行编程控制。理解每一个指令、每一个寄存器、每一个端口的作用，将是掌握微机原理的关键。通过解决实际问题，读者将能够更深刻地体会到微机系统设计的精妙之处。

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这部关于微机原理、汇编语言与接口技术的书籍，简直是为我这类对计算机底层运作机制充满好奇的工程师量身定做的“探秘指南”。我刚翻开第一章时，就被作者深入浅出地讲解微处理器内部架构的方式深深吸引住了。他没有仅仅停留在教科书式的概念堆砌上，而是结合了大量鲜活的、贴近实际应用的案例，让我仿佛置身于一个小型微机系统中，亲手搭建和调试着每一个逻辑门。书中对指令集架构的剖析尤其到位，它不仅仅是罗列出一堆操作码和寄存器，而是清晰地阐述了每条指令背后的设计哲学和性能考量。特别是关于中断处理和异常机制的章节，作者的处理方式非常细致，将复杂的时序逻辑和软件中断流程，通过清晰的流程图和汇编代码片段，一步步拆解开来，即便是初学者也能迅速建立起对实时系统响应机制的直观理解。更值得称赞的是，书中对内存管理和I/O端口寻址的讲解，完全打破了我过去认为枯燥乏味的固有印象。通过对不同总线协议的比较分析，我得以更全面地理解现代计算机系统中硬件协同工作的复杂美感。这本书不仅是知识的传递，更像是一次深度的思维训练，让我学会了如何从最底层的硬件视角去审视和解决软件问题，这对于我后续进行嵌入式系统开发和性能优化至关重要。

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说实话，市面上关于底层技术的书籍往往陷入两个极端：要么过于理论化，晦涩难懂，让人望而却步；要么过于侧重某个特定平台的应用，缺乏普适性。然而，这本书在保持技术深度的同时，却展现出令人惊讶的易读性。它的语言风格非常沉稳且富有条理，仿佛一位经验丰富的导师在耳边循循善诱。特别是在介绍接口技术的部分，作者的处理方式非常具有前瞻性。他没有局限于上个世纪的并行接口标准，而是将重点放在了现代系统设计中更核心的串行通信协议，如SPI、I2C以及更高速的PCIe总线的工作原理上。书中对这些协议的电气特性、时序要求以及驱动程序的编写逻辑讲解得极其透彻，让我对如何实现可靠、高速的数据传输有了全新的认识。我印象最深的是关于DMA（直接内存访问）的讲解，作者不仅详细描述了DMA控制器的寄存器配置，还巧妙地将其与总线仲裁机制联系起来，揭示了为什么DMA能显著提高系统吞吐量。这种将硬件功能与系统性能紧密结合的叙述方式，极大地提升了阅读体验，让我感觉自己不仅仅是在学习技术规范，而是在理解一整套高效的系统工程思想。

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阅读这本书的过程，更像是一次充满挑战的智力探险。它要求读者具备高度的专注力和逻辑推理能力，因为它毫不回避那些最底层、最“硬核”的技术细节。我尤其喜欢作者在讨论多处理器系统和并行化编程时的那种严谨态度。书中对缓存一致性、内存屏障（Memory Barriers）的讲解，精确地触及了现代多核处理器编程中最容易出错的环节。作者通过具体的代码示例，清晰地展示了在缺乏适当同步机制时，数据竞争是如何悄无声息地破坏程序逻辑的。这种对并发控制难点的深刻剖析，让我对编写高性能、多线程应用程序时的注意事项有了更深刻的敬畏之心。这本书的价值在于，它强迫你思考那些被高级语言编译器和操作系统默默隐藏起来的底层博弈。它不是提供一个现成的解决方案，而是提供一套思考问题和解决问题的思维框架——如何将复杂问题分解为可被硬件高效执行的原子操作序列。对于任何想要深入理解计算机系统瓶颈，并致力于挖掘极致性能的开发者而言，这本书提供的是一种不可替代的洞察力。

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从学术的角度来看，这本书的结构安排堪称典范。它遵循了从宏观到微观，从硬件到软件的逻辑递进关系，构建了一个完整的知识体系框架。首先是微机系统概述，接着是CPU核心结构的深入剖析，然后是指令系统与汇编编程，最后才扩展到外部设备接口与通信。这种层层递进的组织方式，确保了读者在接触到复杂概念（比如分页管理或总线仲裁）时，已经具备了足够的背景知识去理解其工作原理。尤其欣赏的是，作者在阐述理论时，总会引用具体的工业标准和规范，这使得书中的内容具有极强的生命力和可验证性。例如，在讨论中断向量表时，作者不仅给出了标准的实现方式，还对比了不同微处理器家族在中断优先级和响应时间上的差异。这使得这本书不仅适用于教学，更适合作为参考手册。它不像是一本“保质期”固定的教材，而更像是一部关于计算机基础架构的“经典著作”，其核心思想在技术迭代中依然稳固。对于希望构建扎实计算机科学基础的研究生或资深技术人员来说，这本书的理论深度和广度绝对是值得信赖的。

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我购买这本书的初衷是希望系统性地梳理一下自己那些零散的汇编知识点，结果这本书带来的收获远远超出了我的预期。它在讲解汇编语言时，并没有像其他教材那样仅仅停留在助记符的层面，而是深入到了机器码的编码规则和CPU流水线对指令执行顺序的影响。作者对不同寻址模式的细致区分和在实际场景中的应用分析，让我明白了为什么某些操作需要用特定的寻址方式才能最高效地完成。例如，书中对循环和子程序调用的优化，直接展示了如何通过精妙的跳转指令来避免不必要的堆栈操作，从而榨取每一丝执行效率。这种强调“如何写出更高效的汇编代码”的视角，是很多理论教材所缺乏的。此外，书中对调试工具的使用指南也十分实用，它教导我们如何利用硬件仿真器和调试器来观察寄存器的实时变化和内存映像，真正做到“眼见为实”。这种实践导向的教学方法，极大地增强了我的动手能力。读完相关章节后，我立刻尝试着去分析一些现有固件的底层逻辑，发现以前看不懂的那些“魔术数字”，现在都有了清晰的解释。这本书无疑是工程实践者手中一把利器。

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