計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)

前言

　　計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)是大學(xué)計算機(jī)公共課中的一門重要課程，與計算機(jī)軟件技術(shù)基礎(chǔ)同屬于計算機(jī)基礎(chǔ)課程中的第二層次。本書介紹微型計算機(jī)（簡稱微型機(jī)或微機(jī)）的硬件技術(shù)基礎(chǔ)?！　∪珪灿?章，第1章闡述了計算機(jī)的基本知識；第2章描述了微機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，微處理器的構(gòu)造，半導(dǎo)體存儲器組成與系統(tǒng)的連接，輸入/輸出接口與總線，中斷系統(tǒng)；第3章介紹了微機(jī)的常用外部設(shè)備；第4章對微機(jī)的選購、組裝及常見故障的處理進(jìn)行了全面的敘述；第5章介紹了指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計；第6章對微機(jī)中常用的芯片做了詳細(xì)說明?！　”緯亲髡吒鶕?jù)從事計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)的教學(xué)實踐經(jīng)驗編寫而成的。為配合計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)新一輪的“1+X”課程體系的改革，在編寫過程中，按照高等學(xué)校非計算機(jī)專業(yè)教材的特點，力求概述清楚，突出重點，講清難點，循序漸進(jìn)，既注重實用性，又兼顧先進(jìn)性。全書內(nèi)容豐富，示例較多，每章后均附有習(xí)題。并根據(jù)教材，安排了6個較有特色的實驗?！　”窘滩膹倪x材到編寫，都是集體討論的結(jié)果，凝結(jié)了集體的智慧。具體分工如下：本書的第1章由李夢暉編寫，第2章由曹岳輝編寫，第3章由曹岳輝、唐和章共同編寫，第4章由李夢暉編寫，第5章由曹岳輝編寫，第6章由李力編寫。實驗部分由陳彥玲、劉愛心、馮勤共同編寫，附錄由陳彥玲、張葆青共同整理。全書由曹岳輝整理統(tǒng)稿并任主編。蔣外文教授任主審?！　”緯木庉嫵霭娴玫搅嗽S多同行專家、教師的支持，在此表示感謝。由于編者的水平有限和時間緊迫，因此錯誤和問題在所難免，真誠懇請批評指正。

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校教材·計算機(jī)應(yīng)用：計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》是計算機(jī)入門課程“計算機(jī)文化基礎(chǔ)”的后續(xù)課程?！陡叩葘W(xué)校教材·計算機(jī)應(yīng)用：計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》包含微型計算機(jī)和匯編程序設(shè)計兩大部分，分別介紹了微型計算機(jī)基礎(chǔ)知識、微計算機(jī)、微型計算機(jī)外設(shè)、微型計算機(jī)的選購與維護(hù)、匯編語言程序設(shè)計、微機(jī)芯片與接口等內(nèi)容，各章均附有習(xí)題，并提供了實踐環(huán)節(jié)的建議?！陡叩葘W(xué)校教材·計算機(jī)應(yīng)用：計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》強調(diào)公共基礎(chǔ)，重在應(yīng)用，在保留傳統(tǒng)硬件課程內(nèi)容的同時，加大了硬件的選購與使用知識，因而更適應(yīng)于廣大讀者的需要?！　　陡叩葘W(xué)校教材·計算機(jī)應(yīng)用：計算機(jī)硬件技術(shù)基礎(chǔ)》可供大學(xué)非計算機(jī)專業(yè)學(xué)生作為公共教材，也可供具有高中以上文化程度的計算機(jī)愛好者自學(xué)。

書籍目錄

第1章 微型計算機(jī)概述 11.1 微型計算機(jī)的發(fā)展 11.1.1 計算機(jī)的發(fā)展歷程 11.1.2 微型計算機(jī)的發(fā)展歷程 21.2 微型計算機(jī)的分類和應(yīng)用 41.2.1 微型計算機(jī)的分類 41.2.2 微型計算機(jī)的應(yīng)用 41.3 微型計算機(jī)中信息的表示與運算 51.3.1 計算機(jī)中數(shù)的表示方法 51.3.2 計算機(jī)的運算 10習(xí)題 13第2章 微計算機(jī) 152.1 微處理機(jī) 152.1.1 微處理機(jī)概述 152.1.2 Intel系列微處理機(jī) 192.2 內(nèi)存儲器 292.2.1 存儲器的基本概念 292.2.2 內(nèi)存儲器的構(gòu)成與設(shè)計 332.2.3 Cache原理 392.2.4 虛擬存儲器工作原理 432.3 輸入/輸出接口及其中斷處理 452.3.1 I/O接口概述 452.3.2 I/O端口的編址方式 462.3.3 I/O同步控制方式 472.3.4 中斷技術(shù)簡介 502.4 總線 522.4.1 總線的基本概念 522.4.2 總線的類型 542.4.3 總線的標(biāo)準(zhǔn) 54習(xí)題 60第3章 微型計算機(jī)外設(shè) 623.1 概述 623.1.1 外部設(shè)備接口 623.1.2 通用串行總線（USB） 643.2 常用外設(shè) 643.2.1 輸入設(shè)備 643.2.2 輸出設(shè)備 693.3 外存儲器 753.4 過程控制設(shè)備 80習(xí)題 81第4章 微型計算機(jī)的選購、安裝與維護(hù) 834.1 微型計算機(jī)的選購 834.1.1 常用計算機(jī)配件的選購 834.1.2 微型計算機(jī)的整機(jī)選購 994.2 微型計算機(jī)系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置 1044.2.1 CMOS參數(shù)設(shè)置 1044.2.2 BIOS設(shè)置的主要方法 1054.3 微型計算機(jī)的維護(hù) 1074.3.1 微型計算機(jī)性能的測試 1074.3.2 微型計算機(jī)系統(tǒng)的維護(hù) 111習(xí)題 115第5章 匯編語言程序設(shè)計入門 1165.1 指令系統(tǒng) 1165.1.1 指令格式 1165.1.2 尋址方式 1175.2 80486指令系統(tǒng) 1205.3 匯編語言程序格式 1365.3.1 語句格式 1365.3.2 數(shù)據(jù)定義偽指令 1405.3.3 匯編語言程序格式 1465.4 匯編語言程序基本結(jié)構(gòu)與設(shè)計方法 1475.4.1 匯編語言程序設(shè)計 1475.4.2 程序設(shè)計基本方法 1475.5 宏匯編 1615.6 DOS系統(tǒng)功能調(diào)用 168習(xí)題 171第6章 微機(jī)芯片與接口 1736.1 通用可編程并行接口芯片Intel8255A 1736.2 通用可編程串行接口芯片16550 1806.3 可編程中斷控制器8259A 1906.4 DMA控制器8237A 1976.5 通用計數(shù)器/定時器8254 2036.6 模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片與數(shù)/模轉(zhuǎn)換芯片 2086.7 芯片組（CHIPSET） 209習(xí)題 218實驗1 計算機(jī)組裝及測試 219實驗2 調(diào)試程序DEBUG 224實驗3 內(nèi)存操作數(shù)及尋址方法 227實驗4 匯編綜合程序 230實驗5 8255A并行接口應(yīng)用實驗 236實驗6 A/D轉(zhuǎn)換（ADC0809）實驗 238附錄1 MASM 5.0軟件的使用方法 240附錄2 DEBUG主要命令 243附錄3 匯編程序出錯信息 248參考文獻(xiàn) 254

章節(jié)摘錄

　　1.1.2 微型計算機(jī)的發(fā)展歷程　　作為第四代計算機(jī)的一個重要分支，微型計算機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代初。微型計算機(jī)與其他大、中、小型計算機(jī)的區(qū)別，主要在于其中央處理器（Central Processing Unit，CPU）采用了大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)，其他類型計算機(jī)的CPU則是由相當(dāng)多的分離元件電路或集成電路所組成。為了將這兩種CPU相區(qū)別，把微型計算機(jī)的CPU芯片稱為微處理器（Micro Processing Unit，MPU或Microprocessor）?！　∥⑿陀嬎銠C(jī)具有體積小、功耗低、質(zhì)量小、價格低、可靠性高以及使用方便等一系列優(yōu)點，因此獲得了廣泛的應(yīng)用和迅速的發(fā)展。微型計算機(jī)的發(fā)展從1971年Intel公司首先研制成功的4位Intel 4004微處理器算起，已經(jīng)走過了30多年的歷史，經(jīng)歷了如下幾個階段的演變?！　?．第一階段　　這一階段（1971—1973年）為4位或低檔8位微處理器和微型計算機(jī)時代。典型產(chǎn)品是Intel 4004和Intel 8008微處理器以及由它們分別組成的MCS-4和MCS-8微型計算機(jī)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)均比較簡單，主要用于家用電器和簡單的控制場合。其主要技術(shù)特點如下：　?。?）處理器為4位或低檔8位?！　。?）采用PMOS工藝，集成度低?！　。?）運算功能較差，速度較慢。　?。?）語言主要以機(jī)器語言或簡單的匯編語言為主。　　2．第二階段　　這一階段（1974—1978年）為中高檔8位微處理器和微型計算機(jī)時代。典型產(chǎn)品是Intel公司的8080/8085、Motorola公司的MC 6800和Zilog公司的Z80等微處理器以及各種8位的單片機(jī)。其主要技術(shù)特點如下：　?。?）處理器為中高檔8位?！　。?）采用NMOS工藝，集成度比第一代提高4倍左右?！　。?）運算速度提高10~15倍。　?。?）采用機(jī)器語言、匯編語言或高級語言，后期配有操作系統(tǒng)?！　?．第三階段　　這一階段（1978—1981年）為16位微處理器和微型計算機(jī)時代。典型產(chǎn)品是Intel公司的8086/8088、Motorola公司的MC 68000和Zilog公司的Z8000等微處理器。其指令系統(tǒng)更加豐富、完善，采用多級中斷系統(tǒng)、多種尋址方式、段式存儲器結(jié)構(gòu)、硬件乘除部件等，并配有強有力的軟件系統(tǒng)，時鐘頻率為5~10MHz，平均指令執(zhí)行時間為1？s。其主要技術(shù)特點如下：　?。?）處理器為16位。　?。?）采用HMOS工藝，集成度比第二代提高一個數(shù)量級（一個數(shù)量級就是10的1次方）?！　。?）運算速度比第二代提高一個數(shù)量級。　?。?）采用匯編語言、高級語言并配有軟件系統(tǒng)?！　?．第4階段　　這一階段（1981年以后）為高性能的16位和32位微處理器和微型計算機(jī)時代。典型產(chǎn)品是Intel公司的80386/80486、Motorola公司的MC 68030/68040和Zilog公司的 Z80000等微處理器。它們具有32位數(shù)據(jù)總線和32位地址總線，平均指令執(zhí)行時間為0.125 ？s。其主要技術(shù)特點如下：　?。?）處理器為高性能的16位或32位處理器。　?。?）采用HMOS或CMOS工藝，集成度在100萬晶體管/片以上。　?。?）運算速度再次提高。　?。?）部分軟件硬化。　　各階段微處理器的主要特點可概括如表1-1所示。

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