作 者： 高晓兴，焦明海 编

出 版 社： 清华大学出版社

ISBN： 9787302174547

出版时间： 2008-06-01

版　次： 1

页　数： 391

装　帧： 平装

开　本： 16开

所属分类： 图书>教材教辅>大学教材教辅

《高等学校计算机基础教育教材精选：计算机硬体技术基础》系统地介绍了微型计算机体系中的硬体组成知识和技术套用基础。主要内容包括计算机基础知识、数字电路基础知识、中央处理器、存储器、彙编语言指令及程式设计、I/O接口汇流排技术、中断系统、DMA控制器及套用、典型接口晶片、模数（A/D）和数模（D/A）转换器、单片机等。为了增强读者对基本概念和理论知识的理解，《高等学校计算机基础教育教材精选：计算机硬体技术基础》在内容上儘可能做到少而精，知识的安排由浅入深，并给出大量的图例和程式实例。　《高等学校计算机基础教育教材精选：计算机硬体技术基础》编写的主要目的是使读者获得计算机硬体技术方面的基础知识、基本方法和基本技能，培养学生利用硬体与软体相结合的方法和工具，分析解决本专业及相关专业领域问题的思维方法和初步能力。《高等学校计算机基础教育教材精选：计算机硬体技术基础》还提供了配套的《计算机硬体技术基础实验指导和习题》，帮助读者强化学习，加深知识的理解，　《高等学校计算机基础教育教材精选：计算机硬体技术基础》可作为高等学校非计算机本科、专科各专业的计算机硬体技术基础、计算机组成原理及套用、计算机接口教学用书，也可作为研究生的自学用书，还可以作为从事计算机套用开发的科技人员的参考用书。

第1章 计算机基础知识

1.1 计算机的发展概述

计算机（俗称 电脑）国际术语计算机,是20世纪最伟大的科学技术发明之一

它的发明者是约翰·阿塔那索夫教授。它是一种不需要人工直接干预，能够快速对各种数字信息进行算术和逻辑运算的电子设备，以微处理器为核心，配上大容量的半导体存储器及功能强大的可程式接口晶片，连上外设（包括键盘、显示器、扫瞄器、印表机和软碟机、光碟机等外部存储器）及电源所组成的计算机，称为微型计算机简称微型机或微机，有时又称为PC（Personal Computer）或MC（Micro computer）。微机加上系统软体，就构成了整个微型计算机系统（MSC，简称微机系统）。

计算机对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的套用领域从最初的军事科研套用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球範围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革。计算机已遍及学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。它是人类进入信息时代的重要标誌之一。

计算机按其规模和性能一般可分为超级计算机、工业控制计算机、网路计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类。运算速度在每秒几亿次以上的称为超级计算机，其生产难度大，成本高，因此它是衡量一个国家计算机技术水平的重要标誌。世界上只有几个国家具有研製巨型计算机的能力，我国就是其中之一。个人计算机是20世纪70年代出现的一种新机型，是微处理器（MPU）为核心组之为“电脑”。当今，计算机有朝着巨型化和微型化两个方向发展的趋势。

1.1.1 计算机的产生

1.1.2 计算机的发展

计算工具的演化经历了由简单到複杂、从低级到高级的不同阶段，例如从“结绳记事”中的绳结到算筹、算盘计算尺、机械计算机等。它们在不同的历史时期发挥了各自的历史作用，同时也孕育了电子计算机的雏形和设计思路。

1946年2月14日，由美国军方定製的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”（ENIAC Electronic Numerical And Calculator）在美国宾夕法尼亚大学问世了。

ENIAC是美国奥伯丁武器试验场为了满足计算弹道需要而研製成的。这台计算器使用了17840支电子管，大小为80英尺×8英尺，重达28t（吨），功耗为170kW，其运算速度为每秒5000次的加法运算，造价为487000美元。ENIAC的问世具有划时代的意义，表明电子计算机时代的到来。在以后60多年里，计算机技术以惊人的速度发展，没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级。

硬体方面，逻辑元件採用真空电子管，主存储器採用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器採用磁带。软体方面採用机器语言、彙编语言。套用领域以军事和科学计算为主。特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

硬体方面，逻辑元件採用电晶体，主存储器採用磁芯，外存储器採用磁碟。软体方面出现了以批处理为主的作业系统、高级语言及其编译程式。套用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。

硬体方面，逻辑元件採用中、小规模积体电路（MSI、SSI），主存储器仍採用磁芯。软体方面出现了分时作业系统以及结构化、规模化程式设计方法。特点是速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显着提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标準化。套用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

硬体方面，逻辑元件採用大规模和超大规模积体电路（LSI和VLSI）。软体方面出现了资料库管理系统、网路管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。套用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

1.2 微处理器发展概述

1.2.1 第一代微处理器（1971-1972）

1.2.2 第二代微处理器（1973-1977）

1.2.3 第三代微处理器（1978-1983）

1.2.4 第四代微处理器（1983-1993）

1.2.5 第五代微处理器（1993-1995）

1.2.6 第六代微处理器（1995年至今）

1.3 微型计算机系统

1.3.1 微型计算机的硬体组成

1.3.2 微型计算机的软体组成

1.4 微型计算机系统的主要性能指标

1.4.1 字长

1.4.2 运算速度

运算速度：运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令/ 秒”来描述。微机一般採用主频来描述运算速度，主频越高，运算速度就越快。

运算速度：运算速度是衡量计算机性能的一项重要指标。通常所说的计算机运算速度（平均运算速度），是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令/秒”来描述。微机一般採用主频来描述运算速度，主频越

高，运算速度就越快。

1.4.4 存取周期

……

第2章 数字电路基础

第3章 中央处理器

中央处理器（英文Central ProcessingUnit，CPU）是一台计算机的运算核心和控制核心。CPU、内部存储器和输入/输出设备是电子计算机三大核心部件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软体中的数据。CPU由运算器、控制器和暂存器及实现它们之间联繫的数据、控制及状态的汇流排构成。差不多所有的CPU的运作原理可分为四个阶段：提取（Fetch）、解码（Decode）、执行（Execute）和写回（Writeback）。 CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令暂存器，并对指令解码，并执行指令。所谓的计算机的可程式性主要是指对CPU的编程。

在现今的中央处理器出现之前，如同ENIAC之类的计算机在执行不同程式时，必须经过一番线路调整才能启动。由于它们的线路必须被重设才能执行不同的程式，这些机器通常称为“固定程式计算机”（fixed-program computer）。而由于中央处理器这个词指称为执行软体（电脑程式）的装置，那些最早与储存程式型计算机一同登场的装置也可以被称为中央处理器。

第4章 存储器

存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程式和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、电脑程式、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。按用途存储器可分为主存储器（记忆体）和辅助存储器（外存）,也有分为外部存储器和内部存储器的分类方法。外存通常是磁性介质或光碟等，能长期保存信息。记忆体指主机板上的存储部件，用来存放当前正在执行的数据和程式，但仅用于暂时存放程式和数据，关闭电源或断电，数据会丢失。

构成存储器的存储介质，目前主要採用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS电晶体或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。一个存储器包含许多存储单元，每个存储单元可存放一个位元组（按位元组编址）。每个存储单元的位置都有一个编号，即地址，一般用十六进制表示。一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。假设一个存储器的地址码由20位二进制数（即5位十六进制数）组成，则可表示2的20次方，即1M个存储单元地址。每个存储单元存放一个位元组，则该存储器的存储容量为1MB。

第5章 8086彙编语言指令系统

第6章 彙编语言程式设计

第7章 I/O接口和汇流排

第8章 中断系统

第9章 DMA控制器及其套用

第10章 典型接口晶片

……