《微机原理》（第七版）是“十二五”职业教育国家规划教材、普通高等教育“十一五”国家级规划教材、高职高专计算机教指委优秀教材，也是高等职业教育计算机应用技术专业系列规划教材之一。

　　微型计算机原理是计算机及相关专业的一门重要的专业技术课程。本教材作为高等职业教育的专业课程教材，全面贯彻落实党的二十大精神，落实“科技自立自强”和“数字中国”战略要求，充分考虑了职业技术专业教学特征和对学生知识能力培养的不同要求，从应用的角度出发,注重技术的先进性、实用性和应用实践性，致力于培养符合新时代需求的技能型人才。

　　编者通过多年的微型计算机原理课程教学实践深刻认识到：不论是在理论知识层次还是在教学实践等方面，该门课程都努力贯彻党的二十大报告中“推进产教融合、科教融汇”的指导思想，培养专业技术能力强的技能型人才，使学生学到的知识更加实用，这一直是我们努力和奋斗的目标。本教材在讲述微型计算机原理、汇编语言和接口技术的过程中，把微型计算机硬件、软件等方面的知识有机地结合在一起，并以“知行共振小课堂”方式融入我国在“自主可控”“核心技术攻关”等国家战略需求方面取得的成就。加之精选的实例，使学生了解和掌握微型计算机的工作原理和软件控制硬件的过程，同时增强对信息技术领域国家战略的认知。教材中设计了一定量的操作实验，使学生借助实战演练这一环节加深对微型计算机工作原理的感性认识，力求达到学以致用的目的，为工作过程中应用微型计算机打下坚实的基础。

　　本教材在编写时力求从实际教学角度出发，为便于学生学习和理解，以Intel 80x86为基础构建微型计算机的模型。教材中包含目前主流的32位、64位硬件系统的基本原理和应用等内容，较为完整、系统地介绍了微型计算机的发展轨迹和最新技术的应用，帮助学生适应数字化时代的技术变革。

　　本教材内容的编排严格遵循教育部高等职业技术教育教学的指导思想与原则要求，在内容的组织上本着由浅入深、循序渐进的原则，既注重基本知识和基本概念的介绍，又注意拓宽学生的知识面，了解微型计算机技术的演变和现状。结合实例重点介绍实用性较强的内容，使学生有的放矢，掌握所学内容，力求做到理论教学与实践教学的同步与融合。

　　在编写本教材的过程中，编者参考、引用和改编了国内外出版物中的相关资料以及网络资源，在此表示深深的谢意！相关著作权人看到本教材后，请与出版社联系，出版社将按照相关法律的规定支付稿酬。

　　由于编者水平有限，书中难免存在不当之处，敬请广大读者批评指正，并将意见和建议反馈给我们，以便修订时改进。

　　编  者

　　2026年1月

第1章  微型计算机 / 1

  1.1  微型计算机系统概述 / 1

    1.1.1  微型计算机的体系结构和系统构成 / 2

    1.1.2  微机系统的主要性能指标 / 6

    1.1.3  微型计算机的基本工作过程 / 7

    1.1.4  微型计算机的应用及发展 / 7

  1.2  PC系列微机的基本结构 / 9

    1.2.1  PC系列微机的发展简史和结构演化 / 9

    1.2.2  IBM PC/AT的基本结构 / 10

    1.2.3  Intel 80386/80486微机的基本结构 / 11

    1.2.4  现代微机的基本结构 / 11

  1.3  主板芯片组简述 / 12

    1.3.1  主板芯片组的功能 / 12

    1.3.2  主板芯片组支持的CPU / 13

  1.4  平板电脑 / 14

    1.4.1  平板电脑的特点 / 14

    1.4.2  平板电脑的生产厂商 / 15

    1.4.3  平板电脑的典型代表 / 15

  本章小结 / 17

  习  题 / 17

第2章  微处理器 / 18

  2.1  微处理器概述 / 18

    2.1.1  Intel处理器的起源和发展 / 18

    2.1.2  Intel处理器简介 / 24

    2.1.3  其他主流的微处理器简介 / 25

  2.2  微处理器的硬件结构 / 34

    2.2.1  中央处理单元（CPU）的构成 / 34

    2.2.2  微处理器的基本功能部件 / 35

    2.2.3  微处理器的基本寄存器  / 37

  2.3  微处理器的总线 / 41

    2.3.1  总线的结构 / 41

    2.3.2  总线的操作 / 42

  2.4  微处理器的基本操作流程 / 44

    2.4.1  指令执行的基本过程 / 44

    2.4.2  微处理器的时序 / 44

  2.5  Intel处理器的结构和原理 / 47

    2.5.1  Intel 80x86处理器的结构 / 47

    2.5.2  Pentium 4处理器的结构 / 55

    2.5.3  Intel Core 2处理器的结构 / 57

    2.5.4  Intel第十代处理器结构 / 60

    2.5.5  微处理器的主要性能指标 / 60

  2.6  IA-32微处理器相关技术术语 / 61

  2.7  IA-32微处理器的工作方式 / 64

  2.8  ARM微处理器的体系结构 / 66

    2.8.1  ARM微处理器概述 / 66

    2.8.2  ARM微处理器的工作状态和模式 / 67

    2.8.3  ARM微处理器系列 / 69

    2.8.4  典型ARM微处理器 / 70

  本章小结 / 72

  习  题 / 72

第3章  微处理器指令系统 / 74

  3.1  微处理器指令系统概述 / 74

    3.1.1  指令系统分类 / 74

    3.1.2  指令格式 / 76

    3.1.3  寻址方式 / 76

  3.2  IA-32指令系统简介 / 81

    3.2.1  基本通用指令 / 81

    3.2.2  Intel 80x87 FPU指令 / 91

  3.3  微处理器指令系统的发展 / 92

    3.3.1  IA-32架构 / 92

    3.3.2  x86-64架构 / 93

  3.4  汇编语言程序的基本结构 / 93

    3.4.1  汇编语言的语句成分 / 93

    3.4.2  汇编语言的语句类型 / 95

    3.4.3  汇编语言的语句结构 / 95

    3.4.4  汇编语言源程序的基本结构 / 96

  本章小结 / 100

  习  题 / 100

  实战演练1  汇编程序设计基础 / 102

第4章  存储器及其管理 / 110

  4.1  存储器概述 / 110

    4.1.1  存储器在计算机中的应用 / 110

    4.1.2  存储体系与分级结构 / 111

    4.1.3  存储器的分类 / 111

    4.1.4  存储器的基本技术参数 / 112

  4.2  主存储器的组成结构 / 113

    4.2.1  存储体 / 113

    4.2.2  地址接口电路 / 113

    4.2.3  数据接口电路 / 115

    4.2.4  读写控制接口电路 / 115

  4.3  随机存取存储器（RAM） / 115

    4.3.1  静态随机存取存储器 / 116

    4.3.2  动态随机存取存储器 / 116

    4.3.3  DRAM的快速操作方式 / 118

  4.4  Intel 80x86下的内存（DRAM） / 119

    4.4.1  内存条的特征及结构 / 119

    4.4.2  30 pin/72 pin单列直插内存条（SIMM） / 120

    4.4.3  168 pin双列直插内存条（DIMM） / 120

    4.4.4  184 pin DDR SDRAM 内存条 / 121

    4.4.5  DDR 2 SDRAM、DDR 3 SDRAM、DDR4 SDRAM和DDR5 SDRAM / 121

    4.4.6  GDDR / 123

    4.4.7  双通道内存技术 / 124

  4.5  只读存储器（ROM） / 124

    4.5.1  只读存储器的特点和分类 / 124

    4.5.2  掩膜型只读存储器（ROM） / 125

    4.5.3  可编程只读存储器（PROM） / 125

    4.5.4  可擦除可编程只读存储器（EPROM） / 126

    4.5.5  电可擦除可编程只读存储器（EEPROM） / 127

    4.5.6  Flash存储器 / 128

    4.5.7  FRAM铁电存储器 / 128

  4.6  高速缓冲存储器 Cache / 129

    4.6.1  Cache的意义及作用 / 129

    4.6.2  Cache的工作原理及过程 / 130

  4.7  存储器的组织与管理 / 132

    4.7.1  存储器在系统中的连接逻辑 / 132

    4.7.2  PC的存储管理 / 136

  本章小结 / 140

  习  题 / 140

第5章  微机系统总线技术 / 142

  5.1  微机系统总线技术概述 / 142

    5.1.1  总线技术简介 / 142

    5.1.2  总线的分类 / 143

    5.1.3  总线的主要参数 / 145

    5.1.4  总线操作与通信协议 / 145

    5.1.5  总线的标准化 / 147

  5.2  微机系统内部总线及接口标准 / 148

    5.2.1  ISA总线 / 148

    5.2.2  EISA总线 / 149

    5.2.3  PCI总线 / 150

    5.2.4  AGP总线 / 154

    5.2.5  PCI Express（PCI-E）总线 / 155

  5.3  微机系统外部总线及接口标准 / 159

    5.3.1  RS-232 / 159

    5.3.2  通用串行总线USB / 163

    5.3.3  高性能串行总线IEEE 1394 / 169

    5.3.4  HDMI / 174

  本章小结 / 176

  习  题 / 176

  实战演练2  RS-232通信实验 / 177

第6章  Intel 8086/8088微机系统的功能组件 / 179

  6.1  Intel 8086/8088微机系统概述 / 179

  6.2  可编程定时/计数器Intel 8253/8254 / 180

    6.2.1  Intel 8253/8254概述 / 180

    6.2.2  Intel 8253的功能 / 181

    6.2.3  Intel 8253的外部引脚与内部结构 / 181

    6.2.4  Intel 8253芯片的工作方式 / 183

    6.2.5  Intel 8253的控制逻辑 / 184

    6.2.6  Intel 8253在IBM PC/XT中的应用 / 186

  6.3  中断控制器Intel 8259A / 187

    6.3.1  Intel 8259A概述 / 187

    6.3.2  Intel 8259A的功能 / 188

    6.3.3  Intel 8259A的外部引脚与内部结构 / 188

    6.3.4  Intel 8259A芯片的工作方式 / 190

    6.3.5  Intel 8259A在IBM PC/XT外部中断系统中的应用 / 193

  6.4  可编程DMA控制器Intel 8237A / 194

    6.4.1  Intel 8237A概述 / 194

    6.4.2  Intel 8237A的功能 / 196

    6.4.3  Intel 8237A的内部结构与外部引脚 / 196

    6.4.4  Intel 8237A芯片的工作方式 / 199

    6.4.5  Intel 8237A数据的传送类型 / 200

    6.4.6  Intel 8237A DMA控制器在IBM PC中的应用 / 200

  6.5  功能组件在高档微机中的演变 / 203

    6.5.1  芯片组概述 / 203

    6.5.2  芯片组的体系结构 / 204

    6.5.3  芯片组支持的新技术 / 206

  本章小结 / 210

  习  题 / 210

  实战演练3  I/O接口实验 / 212

第7章  输入/输出系统 / 220

  7.1  微型计算机中的中断机制 / 220

    7.1.1  中断的基本概念 / 221

    7.1.2  微型计算机中的中断系统及功能 / 223

    7.1.3  微机系统中的中断调用机制 / 225

    7.1.4  IBM PC微型计算机中断系统的结构 / 227

  7.2  输入/输出接口 / 231

    7.2.1  输入/输出接口概述 / 231

    7.2.2  输入/输出接口的构成与功能 / 232

    7.2.3  输入/输出接口信息的种类 / 234

    7.2.4  输入/输出端口的编址方式 / 235

    7.2.5  输入/输出指令 / 237

    7.2.6  输入/输出控制方式 / 239

  7.3  声  卡 / 242

    7.3.1  声卡简介 / 242

    7.3.2  声卡的构成与功能 / 242

    7.3.3  声卡的工作原理 / 244

    7.3.4  声卡标准AC’97介绍 / 245

  7.4  网  卡 / 246

    7.4.1  网卡简介 / 246

    7.4.2  网卡的构成、分类与功能 / 246

    7.4.3  网卡的工作原理 / 250

  本章小结 / 251

  习  题 / 251

第8章  人机交互设备及人机I/O接口 / 253

  8.1  人机交互设备在微型计算机系统中的作用 / 254

  8.2  微型计算机系统提供的外设接口 / 254

    8.2.1  微型计算机人机交互设备接口的配置形式 / 255

    8.2.2  现代微型计算机接口的层次化配置模式 / 256

  8.3  微型计算机系统常用外设及接口简介 / 256

    8.3.1  键盘的工作原理及接口 / 256

    8.3.2  鼠标及接口 / 262

    8.3.3  视频显示的原理及接口 / 268

  8.4  打印机及接口 / 277

    8.4.1  打印机概述 / 277

    8.4.2  主流打印设备简介 / 277

    8.4.3  微型计算机系统与打印机的接口 / 280

  8.5  触摸屏 / 282

    8.5.1  触摸屏概述 / 282

    8.5.2  触摸屏的分类 / 283

    8.5.3  触摸屏的基本原理 / 283

  8.6  扫描仪 / 287

    8.6.1  扫描仪概述 / 287

    8.6.2  扫描仪的工作原理 / 288

    8.6.3  扫描仪的接口类型 / 289

  8.7  虚拟现实显示设备 / 289

    8.7.1  虚拟现实显示设备概述 / 289

    8.7.2  虚拟现实显示设备的工作原理 / 290

  本章小结 / 291

  习  题 / 292

参考文献 / 294