計算機硬件基礎(chǔ)

內(nèi)容概要

本書是根據(jù)編者講授該課程的經(jīng)驗和聽取同行意見后寫成的。本書全面系統(tǒng)地介紹了計算機硬件的工作原理，包括組成計算機硬件的各部件的工作原理、結(jié)構(gòu)及采用的技術(shù)。全書分為9章，第1章總體介紹了計算機系統(tǒng)；第2章介紹了計算機中數(shù)據(jù)的表示；第3章介紹了計算機的基本數(shù)字邏輯電路；第4、5章介紹了中央處理器和指令系統(tǒng)；第6、7、8、9章介紹了存儲系統(tǒng)、外部存儲器、總線及主板、輸入輸出系統(tǒng)。每章后面有大量的練習(xí)題，以幫助理解和鞏固所學(xué)內(nèi)容。    本書充分考慮了實際教學(xué)需要和專科層次學(xué)生的實際水平，按照循序漸進、理論聯(lián)系實際、便于自學(xué)的原則編寫。教材內(nèi)容適量、適用，敘述清楚，通俗易懂。    本書適用于高等職業(yè)學(xué)院、高等專科學(xué)校、中等職業(yè)學(xué)院、成人高校、本科院校舉辦的二級職業(yè)技術(shù)學(xué)院，也可供示范性軟件職業(yè)技術(shù)學(xué)院、繼續(xù)教育學(xué)院、民辦高校、技能型緊缺人才培養(yǎng)使用，還可供本科院校、計算機專業(yè)人員和愛好者參考使用。

書籍目錄

前言第1章  計算機系統(tǒng)概述  1.1  計算機的發(fā)展、分類和應(yīng)用    1.1.1  計算機的發(fā)展簡史及發(fā)展趨勢    1.1.2  計算機的分類    1.1.3  計算機的應(yīng)用  1.2  計算機的硬件系統(tǒng)    1.2.1  計算機系統(tǒng)概述    1.2.2  計算機硬件的基本組成    1.2.3  計算機的總線結(jié)構(gòu)  1.3  計算機的軟件系統(tǒng)    1.3.1  軟件在計算機系統(tǒng)中的層次及分類    1.3.2  系統(tǒng)軟件    1.3.3  應(yīng)用軟件  1.4  計算機系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)  習(xí)題一第2章  計算機中數(shù)據(jù)的表示  2.1  計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換    2.1.1  進位計數(shù)制    2.1.2  常見的幾種進位計數(shù)制    2.1.3  數(shù)制的轉(zhuǎn)換  2.2  計算機中數(shù)值數(shù)據(jù)的表示    2.2.1  機器數(shù)和真值    2.2.2  機器數(shù)的表示    2.2.3  機器數(shù)的運算及溢出判斷  2.3  計算機中非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示    2.3.1  二—十進制數(shù)字編碼    2.3.2  字符編碼    2.3.3  漢字編碼    2.3.4  其他信息編碼  2.4  數(shù)據(jù)校驗碼  習(xí)題二第3章  計算機的基本數(shù)字邏輯電路  3.1  邏輯代數(shù)    3.1.1  “與”運算    3.1.2  “或”運算    3.1.3  “非”運算    3.1.4  邏輯代數(shù)的基本運算法則  3.2  基本邏輯電路    3.2.1  與門電路    3.2.2  或門電路    3.2.3  非門電路    3.2.4  與非門電路    3.2.5  或非門電路    3.2.6  異或門電路    3.2.7  同或門電路  3.3  二進制數(shù)的加、減法電路    3.3.1  二進制數(shù)的加法運算    3.3.2  半加器    3.3.3  全加器    3.3.4  二進制數(shù)的加法電路    3.3.5  二進制數(shù)的減法運算    3.3.6  可控反相器及加、減法電路  3.4  算術(shù)邏輯單元  3.5  觸發(fā)器    3.5.1  RS觸發(fā)器    3.5.2  D觸發(fā)器    3.5.3  JK觸發(fā)器  3.6  寄存器    3.6.1  緩沖寄存器    3.6.2  移位寄存器    3.6.3  計數(shù)器    3.6.4  累加器  3.7  二進制譯碼器  3.8  三態(tài)輸出電路  習(xí)題三第4章  中央處理器  4.1  中央處理器的發(fā)展  4.2  中央處理器的組成及功能    4.2.1  中央處理器的組成    4.2.2  中央處理器的功能  4.3  中央處理器的主要寄存器  4.4  操作控制器及時序產(chǎn)生器  4.5  中央處理器的工作過程    4.5.1  執(zhí)行一條指令的過程    4.5.2  執(zhí)行程序的過程  4.6  中央處理器的性能指標(biāo)    4.6.1  字長    4.6.2  時鐘頻率、主頻、外頻及倍頻    4.6.3  兩級高速緩沖存儲器的容量及速率    4.6.4  一些其他指標(biāo)  習(xí)題四第5章  指令系統(tǒng)  5.1  指令系統(tǒng)概述  5.2  尋址方式    5.2.1  操作數(shù)尋址    5.2.2  指令尋址  5.3  指令的結(jié)構(gòu)與分類  5.4  指令周期  習(xí)題五第6章  存儲系統(tǒng)  6.1  存儲器    6.1.1  存儲器的分類    6.1.2  內(nèi)存的組成及讀寫原理    6.1.3  存儲器的主要性能指標(biāo)  6.2  RAM    6.2.1  SRAM    6.2.2  DRAM    6.2.3  RAM與CPU連接  6.3  ROM  6.4  存儲體系    6.4.1  存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)    6.4.2  高速緩沖存儲器Cache    6.4.3  虛擬存儲器  6.5  存儲技術(shù)的主流技術(shù)    6.5.1  各種形式的內(nèi)存    6.5.2  存儲技術(shù)的發(fā)展  習(xí)題六第7章  外部存儲器  7.1  硬盤    7.1.1  硬盤的發(fā)展及分類    7.1.2  硬盤的構(gòu)成    7.1.3  硬盤的工作原理    7.1.4  硬盤的性能參數(shù)    7.1.5  硬盤技術(shù)的最新發(fā)展  7.2  軟盤    7.2.1  軟盤的發(fā)展及分類    7.2.2  軟盤的構(gòu)成    7.2.3  軟盤的工作原理    7.2.4  軟盤技術(shù)的最新發(fā)展  7.3  光盤    7.3.1  光盤的發(fā)展及其特點    7.3.2  光盤的分類    7.3.3  CD光盤的物理構(gòu)造    7.3.4  CD-ROM驅(qū)動器的工作原理    7.3.5  光驅(qū)的接口    7.3.6  光驅(qū)的主要技術(shù)指標(biāo)    7.3.7  CD光盤與DVD光盤的區(qū)別  7.4  移動硬盤    7.4.1  移動硬盤的發(fā)展及分類    7.4.2  移動硬盤的組成    7.4.3  移動硬盤的主要技術(shù)指標(biāo)  習(xí)題七第8章  總線與主板技術(shù)  8.1  總線技術(shù)    8.1.1  總線的基本概念    8.1.2  總線的層次結(jié)構(gòu)    8.1.3  系統(tǒng)總線的標(biāo)準(zhǔn)化  8.2  常見的系統(tǒng)總線    8.2.1  ISA總線    8.2.2  PCI總線    8.2.3  AGP總線    8.2.4  新型總線PCI Express  8.3  主板    8.3.1  主板上的主流芯片組簡介    8.3.2  主板的主要組成部件    8.3.3  主板的新技術(shù)  習(xí)題八第9章  輸入輸出系統(tǒng)  9.1  輸入輸出系統(tǒng)概述    9.1.1  輸入輸出系統(tǒng)的功能與組成    9.1.2  接口的功能與類型  9.2  外設(shè)的編址方式  9.3  數(shù)據(jù)傳送控制方式    9.3.1  程序控制方式    9.3.2  中斷傳送方式    9.3.3  DMA輸入輸出方式    9.3.4  I/O處理機方式  9.4  外部設(shè)備    9.4.1  外部設(shè)備的分類    9.4.2  常用輸入設(shè)備    9.4.3  常用輸出設(shè)備  習(xí)題九參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章　計算機系統(tǒng)概述關(guān)于計算機，我們并不陌生，它的使用極其廣泛，但真正了解它的使用者卻為數(shù)不多。本章主要介紹計算機系統(tǒng)的一些基本概念，包括計算機的發(fā)展、分類和應(yīng)用，計算機的硬件和軟件系統(tǒng)，此外還將介紹計算機的性能指標(biāo)。1.1　計算機的發(fā)展、分類和應(yīng)用1.1.1 計算機的發(fā)展簡史及發(fā)展趨勢計算機是一個廣為人知的代名詞，是它給我們帶來了巨大的方便。那什么是計算機呢?計算機就是一種按程序控制自動進行信息加工的工具。計算機的誕生醞釀了很長一段時間。1946年2月，第一臺電子計算機ENIAC在美國加州問世。ENIAC用了18000個電子管和86000個其他電子元件，有兩個教室那么大，運算速度卻只有每秒300次各種運算或5000次加法，耗資100萬美元以上。盡管ENIAC有許多不足之處，但它畢竟是計算機的始祖，揭開了計算機時代的序幕。計算機的發(fā)展到目前為止共經(jīng)歷了60余年。對其發(fā)展史的劃分有多種方法。其中，從它所采用器件的角度可將其劃分為五個時代。從1946年到1959年這段時期我們稱之為“電子管計算機時代”。這是我們的第一代計算機。第一代計算機的內(nèi)部元件使用的是電子管。由于一部計算機需要幾千個電子管，每個電子管都會散發(fā)大量的熱量，因此，如何散熱是一個令人頭疼的問題。電子管的壽命最長只有3000小時，計算機運行時常常發(fā)生由于電子管被燒壞而使計算機死機的現(xiàn)象。第一代計算機主要用于科學(xué)研究和工程計算。從1960年到1964年，由于在計算機中采用了比電子管更先進的晶體管，所以我們將這段時期稱為“晶體管計算機時代”。這是我們的第二代計算機。晶體管比電子管小得多，不需要暖機時間，消耗能量較少，處理更迅速、更可靠。第二代計算機的程序語言從機器語言發(fā)展到匯編語言。接著，高級語言FORTRAN語言和COBOL語言相繼開發(fā)出來并被廣泛使用。這時，開始使用磁盤和磁帶作為輔助存儲器。第二代計算機的體積和價格均有所下降，使用的人也多起來了，計算機工業(yè)迅速發(fā)展。第二代計算機主要用于商業(yè)、大學(xué)和政府機關(guān)。從1965年到1970年，集成電路被應(yīng)用到計算機中，因此這段時期被稱為“中小規(guī)模集成電路計算機時代”。這是我們的第三代計算機。集成電路（Integrated Circuit）是做在晶片上的一個完整的電子電路，這個晶片比指甲還小，卻包含了幾千個晶體管元件。第三代計算機的特點是體積更小、價格更低、可靠性更高、計算速度更快。第三代計算機的代表是IBM公司花了50億美元開發(fā)的IBM 360系列。

編輯推薦

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