計算機原理

前言

　　本課程是中等職業(yè)學(xué)校計算機及應(yīng)用專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程。其任務(wù)是使學(xué)生掌握必要的計算機硬件和軟件知識，掌握微型計算機組成結(jié)構(gòu)和各部件的工作原理，了解指令系統(tǒng)，了解計算機系統(tǒng)常見的外圍設(shè)備的功能和使用方法，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識和提高技能， 適應(yīng)職業(yè)變化及繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！　≡趯W(xué)習(xí)本課程前應(yīng)當掌握一種面向用戶的高級程序設(shè)計語言及學(xué)習(xí)過數(shù)字電路?！　”菊n程的教學(xué)目標是使學(xué)生掌握計算機硬件和軟件的基本知識，初步學(xué)會運用時序概念分析問題和解決問題的方法，理解計算機系統(tǒng)的工作過程，為本專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。　　為了適應(yīng)當前中職教學(xué)所面臨的實際狀況，本教材十分重視內(nèi)容的取舍。對于重點內(nèi)容必須講透，可講可不講的堅決舍棄；應(yīng)該了解的內(nèi)容，以講清楚為度?！　”窘滩目晒?5～75學(xué)時的課堂教學(xué)使用，有些章節(jié)的內(nèi)容可根據(jù)不同的教學(xué)要求進行適當?shù)娜∩??！　”緯男抻喒ぷ饔赏跆ǖ?、2章）、羅慧欣（第3章）、蔣從根（第4、5章）、王書增（第6章）、劉潔（第7章）共同承擔(dān)。天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院王書增擔(dān)任主編，負責(zé)統(tǒng)籌全書內(nèi)容，并對第1、2章進行了修改?！　”緯诰帉戇^程中得到了各參編院校的大力支持，在此表示由衷的感謝。

內(nèi)容概要

本書為中等職業(yè)學(xué)校計算機技術(shù)類各專業(yè)國家規(guī)劃教材，以教育部新頒布的《計算機原理》課程教學(xué)大綱為依據(jù)編寫。本書以講解馮·諾依曼結(jié)構(gòu)為主線，以計算機基本原理為重點。其主要內(nèi)容是：數(shù)字設(shè)備中數(shù)與字符的表示方法，微型計算機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，指令及Intel 8088指令系統(tǒng)，存儲器組織，中斷系統(tǒng)及輸入／輸出接口技術(shù)和常見外部設(shè)備。    本書是由長期從事一線教學(xué)的中、高職教師編寫的，具有簡單易懂，適應(yīng)性強的特點。本書既可作為中職教材，也可供初學(xué)者使用。    為方便教學(xué)，本書還配有電子教學(xué)參考資料包(包括教學(xué)指南、電子教案和習(xí)題答案)，詳見前言。

書籍目錄

第1章  數(shù)字設(shè)備中數(shù)和字符的表示方法  1.1 微型計算機概述    1.1.1 微型計算機的特點和發(fā)展    1.1.2 微型計算機的分類    1.1.3 微型計算機的應(yīng)用  1.2 數(shù)和數(shù)制    1.2.1 各種數(shù)制及其表示法    1.2.2 各種數(shù)制問數(shù)的相互轉(zhuǎn)換    1.2.3 二進制數(shù)的運算    1.2.4 邏輯運算  1.3 有符號二進制數(shù)的表示方法及溢出問題    1.3.1 有符號二進制數(shù)的表示方法    1.3.2 有符號數(shù)運算時的溢出問題  1.4 定點數(shù)和浮點數(shù)    1.4.1 定點法    1.4.2 浮點法  1.5 二進制編碼的十進制數(shù)    1.5.1 8421：BCD碼    1.5.2 BCD碼的運算  1.6 ASCⅡ字符代碼  1.7 其他常用的編碼舉例  本章小結(jié)  習(xí)題1第2章  計算機系統(tǒng)的組成  2.1 計算機系統(tǒng)的基本組成    2.1.1 計算機的硬件組成    2.1.2 微型計算機的組成    2.1.3 單片機的組成  2.2 微處理器MPU    2.2.1 MPU的結(jié)構(gòu)-    2.2.2 運算器    2.2.3 控制器    2.2.4 寄存器    2.2.5 指令系統(tǒng)  2.3 存儲器    2.3.1 存儲器的分類    2.3.2 存儲器的地址信息    2.3.3 存儲器的組織和管理    2.3.4 各種尋址方式  2.4 常見I／O設(shè)備及I／O接口  本章小結(jié)  習(xí)題2第3章  中央處理器  3.1 中央處理器的功能及組成    3.1.1 什么是中央處理器    3.1.2 CPU的功能    3.1.3 CPU的組成  3.2 8088微處理器    3.2.1 8088的寄存器結(jié)構(gòu)    3.2.2 8088的功能結(jié)構(gòu)    3.2.3 8088 CPu引腳及其功能    3.2.4 8088的典型時序    3.2.5 綜合舉例  3.3 CPU的常用技術(shù)    3.3.1 與指令集有關(guān)的技術(shù)    3.3.2 與并行處理相關(guān)的技術(shù)  本章小結(jié)  習(xí)題3第4章  存儲系統(tǒng)  4.1 半導(dǎo)體存儲器    4.1.1 半導(dǎo)體存儲器的分類    4.1.2 半導(dǎo)體存儲器的主要技術(shù)指標  4.2 存儲器與CPU的連接    4.2.1 存儲器與CPU連接時要考慮的問題    4.2.2 存儲器中的片選譯碼    4.2.3 其他信號線的連接  4.3 8088系統(tǒng)的存儲器    4.3.1 8088系統(tǒng)存儲器的結(jié)構(gòu)    4.3.2 8088系統(tǒng)存儲器的具體分配  4.4 存儲器的擴展技術(shù)    4.4.1 高速緩沖存儲器    4.4.2 虛擬存儲器  本章小結(jié)  習(xí)題4第5章  總線系統(tǒng)  5.1 總線的基本概念  5.2 總線分類  5.3 信息傳送方式  5.4 總線的仲裁    5.4.1 串行總線仲裁方式    5.4.2 并行總線仲裁方式    5.4.3 計數(shù)器仲裁方式  5.5 總線通信協(xié)議    5.5.1 讀存儲器總線周期    5.5.2 寫存儲器總線周期    5.5.3 讀I／O口總線周期    5.5.4 寫I／O口總線周期  5.6 總線標準化  5.7 常用的總線標準    5.7.1 ISA總線    5.7.2 IEEE 488總線    5.7.3 EISA總線    5.7.4 PCI局部總線    5.7.5 MultiBus總線    5.7.6 AGP總線  本章小結(jié)  習(xí)題5第6章  輸入／輸出系統(tǒng)  6.1 概述    6.1.1 I／O接口的基本功能和結(jié)構(gòu)    6.1.2 I／O接口的端口地址及譯碼  6.2 I／O控制方式    6.2.1 程序控制方式    6.2.2 中斷控制方式    6.2.3 直接存儲器存取方式  6.3 串行通信    6.3.1 串行通信基本概念    6.3.2 串行通信接口標準    6.3.3 通用串行總線(USB)  6.4 可編程串行通信接口電路    6.4.1 概述    6.4.2 825lA可編程串行通信接口  6.5 并行通信    6.5.1 簡單的并行輸入與輸出接口    6.5.2 并行通信接口8255A  本章小結(jié)  習(xí)題6第7章  外部設(shè)備  7.1 常用輸入設(shè)備    7.1.1 鍵盤    7.1.2 鼠標  7.2 常用輸出設(shè)備    7.2.1 顯示設(shè)備    7.2.2 LCD顯示設(shè)備    7.2.3 打印機  7.3 外部存儲設(shè)備    7.3.1 磁表面存儲原理    7.3.2 硬磁盤存儲器    7.3.3 光盤存儲器    7.3.4 固態(tài)盤存儲器  7.4 常用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備    7.4.1 串行通信接口與MODEM的連接    7.4.2 ADSL  本章小結(jié)  習(xí)題7附錄A ASCⅡ字符表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　除了國防及尖端科學(xué)技術(shù)以外，計算機在其他學(xué)科和工程設(shè)計方面，諸如數(shù)學(xué)、力學(xué)、晶體結(jié)構(gòu)分析、石油勘探、橋梁設(shè)計、建筑及土木工程設(shè)計等領(lǐng)域，也得到廣泛的應(yīng)用，促進了各門科學(xué)技術(shù)的發(fā)展?！　∮行┫到y(tǒng)，要求計算機處理所得的結(jié)果立即反過來作用或影響正在被處理的事物本身。例如，在控制導(dǎo)彈飛行的系統(tǒng)中，通過不斷測量導(dǎo)彈飛行的參數(shù)（包括飛行環(huán)境），并及時做出反應(yīng)，以不斷地修正導(dǎo)彈飛行的姿態(tài)與軌道，這樣的系統(tǒng)稱為實時處理系統(tǒng)。　　科學(xué)計算的特點是計算量大和數(shù)值變化范圍大。　　2.信息處理和事務(wù)管理　　在短時間內(nèi)完成對大量信息的處理是進入信息時代的必然要求。微型計算機配上數(shù)據(jù)庫管理軟件以后，可以很靈活地對各種信息按不同的要求進行分類、檢索、轉(zhuǎn)換、存儲和打印，加上一些專用部件（如傳感器）以后，還可以處理光、熱、力和聲音等物理信號?！　?.過程控制　　過程控制是微型計算機應(yīng)用最多，也是最有效的方面之一?，F(xiàn)在，制造工業(yè)和日用品生產(chǎn)廠家中都可見到微型計算機控制的自動化生產(chǎn)線。微型計算機在這些部門的應(yīng)用為生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量的迅速提高開辟了廣闊的前景?！?.儀器、儀表控制　在許多儀器、儀表中，已經(jīng)用微處理器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械部件或分立的電子部件，這使產(chǎn)品降低了價格，而可靠性和功能卻得到了提高。此外，微處理器的應(yīng)用還導(dǎo)致了一些原來沒有的新儀器的誕生。在實驗室里，出現(xiàn)了用微處理器控制的示波器——邏輯分析儀，它使電子工程技術(shù)人員能夠用以前不可能采用的辦法同時觀察許多信號的波形和相互之間的時序關(guān)系。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，出現(xiàn)了用微處理器作為核心控制部件的CT掃描儀和超聲波掃描儀，增加了疾病的診斷手段?！　?.家用電器和民用產(chǎn)品控制　　由微處理器控制的洗衣機、電冰箱，現(xiàn)在已經(jīng)是很普通的民用電器了。此外，微處理器控制的自動報時、自動調(diào)溫及自動報警系統(tǒng)也已經(jīng)進入發(fā)達國家的家庭。還有，裝有微處理器的娛樂產(chǎn)品往往將智能功能融于娛樂中；以微處理器為核心的盲人閱讀器則能自動掃描文本，并讀出文本的內(nèi)容，從而為盲人帶來福音。確切地講，微處理器在人們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用所受到的主要限制不是技術(shù)問題，而是創(chuàng)造力和技巧上的問題?！　‘斍?，微型計算機技術(shù)正往兩個方向發(fā)展：一個是高性能、高價格的方向，從這方面不斷取得的成就可能使微型計算機代替價格昂貴、功能優(yōu)越的巨型機；另一個是價格低廉、功能專一的方向，這方面的發(fā)展使微型計算機在生產(chǎn)領(lǐng)域、服務(wù)部門和日常生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

編輯推薦

　　本課程是中等職業(yè)學(xué)校計算機及應(yīng)用專業(yè)的一門主干專業(yè)基礎(chǔ)課程。其任務(wù)是使學(xué)生掌握必要的計算機硬件和軟件知識，掌握微型計算機組成結(jié)構(gòu)和各部件的工作原理，了解指令系統(tǒng)，了解計算機系統(tǒng)常見的外圍設(shè)備的功能和使用方法，為學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識和提高技能，適應(yīng)職業(yè)變化及繼續(xù)學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。　　在學(xué)習(xí)本課程前應(yīng)當掌握一種面向用戶的高級程序設(shè)計語言及學(xué)習(xí)過數(shù)字電路?！　”菊n程的教學(xué)目標是使學(xué)生掌握計算機硬件和軟件的基本知識，初步學(xué)會運用時序概念分析問題和解決問題的方法，理解計算機系統(tǒng)的工作過程，為本專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)?！　榱诉m應(yīng)當前中職教學(xué)所面臨的實際狀況，本教材十分重視內(nèi)容的取舍。對于重點內(nèi)容必須講透，可講可不講的堅決舍棄；應(yīng)該了解的內(nèi)容，以講清楚為度。

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