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第一章 计算机硬件技术概述 1

1.1 计算机的发展史 1

1.1.1 从微电子器件的发展看电子计算机发展史 1

1.1.2 摩尔定律 2

1.1.3 计算机发展过程中的重要里程碑 5

1.1.4 现代计算机的特点及其类型 6

1.1.5 计算机的发展趋势 7

1.2 计算机系统 8

1.2.1 计算机中的硬件与软件 8

1.2.2 不同对象观察到的计算机硬件系统 9

习题与思考题 11

第二章 计算机的基本工作原理与指令系统 12

2.1 计算机系统的硬件结构 12

2.1.1 计算机的主要部件 12

2.1.2 计算机的总线结构 13

2.2 中央处理器的组成与基本工作原理 14

2.2.1 中央处理器的基本构成 14

2.2.2 计算机中数据信息的表示 17

2.2.3 算术运算与逻辑运算的实现 23

2.2.4 控制信号的产生 27

2.2.5 典型CPU的总体结构 29

2.3 内存的组成及读写原理 32

2.3.1 内存组成 32

2.3.2 内存的读写 34

2.3.3 典型微机的内存接口 36

2.3.4 内存堆栈与堆栈操作 37

2.4 指令系统 39

2.4.1 指令系统简介 39

2.4.2 指令的寻址方式 42

2.4.3 80X86指令系统举例 46

2.4.4 指令系统的发展 50

2.4.5 汇编程序 51

2.5 计算机的工作过程 52

2.5.1 指令的执行过程 52

2.5.2 一段程序的执行过程 54

2.5.3 加速程序执行的方法 55

习题与思考题 58

第三章 微机的总线与主板 60

3.1 总线系统 60

3.1.1 总线的主要参数 61

3.1.2 系统总线 62

3.1.3 I/O总线 63

3.1.4 ISA总线 65

3.1.5 PCI总线 66

3.1.6 AGP总线 69

3.2 主板的控制芯片组 71

3.2.1 芯片组功能综述 72

3.2.2 主流芯片组介绍 74

3.3 主板 82

3.3.1 主板的组成部件 83

3.3.2 常见主板结构规范 87

3.3.3 主板的新技术 88

3.3.4 主板设计及布局的变化 89

习题与思考题 89

第四章 微型机的中央处理器CPU 90

4.1 CPU概述 90

4.2 CPU的主要技术参数 92

4.2.1 位、字节和字长 92

4.2.2 时钟频率 92

4.2.3 L1和L2 Cache的容量和速率 93

4.2.4 工作电压(Supply Voltage) 94

4.2.5 地址总线宽度、数据总线宽度 94

4.2.6 制造工艺 94

4.3 微处理器中所采用的新技术 95

4.3.1 流水线与超标量结构 95

4.3.2 高速缓存技术 96

4.3.3 PC中Cache技术的实现 100

4.4 单指令多数据流技术 104

4.4.1 MMX技术 105

4.4.2 “3D NOW!”技术 109

4.4.3 SSE技术 110

4.5 CPU的封装与接口类型 112

4.5.1 CPU的封装 112

4.5.2 CPU的接口 113

4.6 典型CPU介绍 114

4.6.1 Intel系列 115

4.6.2 AMD系列 124

4.6.3 Cyrix系列 128

4.6.4 IDT Winchip系列 130

4.6.5 主流CPU比较 130

习题与思考题 131

第五章 内部存储器 132

5.1 存储系统概述 132

5.2 内部存储器的作用及其分类 133

5.2.1 内存的作用 133

5.2.2 内存的分类 133

5.2.3 内存的主要技术指标 134

5.3 半导体存储器的组成及工作原理 135

5.3.1 随机存储器RAM 135

5.3.2 只读存储器ROM 138

5.3.3 内部存储器的组成 140

5.4 内存的工作模式及主流技术 142

5.4.1 RAM的基本工作方式 142

5.4.2 FPM DRAM 143

5.4.3 EDO DRAM 144

5.4.4 SDRAM 144

5.4.5 Rambus内存 146

5.4.6 DDR SDRAM 148

5.4.7 几种常见内存带宽比较 149

5.4.8 两种内存接口类型 150

5.4.9 其他类型的内存 150

5.5 内存的管理 151

5.5.1 CPU的寻址能力 151

5.5.2 各种内存类型 151

习题与思考题 154

第六章 外部设备接口 155

6.1 接口的基本知识 155

6.1.1 PC机接口概述 155

6.1.2 接口的操作 157

6.1.3 PC机I/O编址 158

6.2 串行接口 162

6.2.1 串行接口标准 162

6.2.2 机械特性 163

6.2.3 电气特性 165

6.2.4 RS-232C的接口信号 165

6.2.5 串行端口配置 168

6.3 并行接口 168

6.3.1 并行接口引线的定义 169

6.3.2 基本操作 170

6.3.3 并行口新标准 171

6.3.4 PC机并行打印接口寄存器 172

6.4 USB接口 173

6.4.1 USB的发展 173

6.4.2 USB简介 173

6.5 IEEE-1394接口 176

6.5.1 IEEE-1394简介 177

6.5.2 IEEE-1394和USB性能的比较 177

6.6 IDE接口 178

6.6.1 IDE版本 178

6.6.2 ATA-1(用于磁盘驱动器的AT附属接口) 180

6.6.3 ATA-2(扩展的AT附属接口) 181

6.6.4 ATA-3(第三代AT附属接口) 181

6.6.5 ATA/ATAPI-4(带包接口扩展的第四代AT附属接口) 182

6.6.6 ATA/ATAPI-5(带包接口的第五代AT附属接口) 183

6.6.7 ATA-100 183

6.7 SCSI接口 184

6.7.1 SCSI概述 184

6.7.2 SCSI电缆和连接器引脚定义 184

6.7.3 SCSI的版本 187

6.8 红外接口 188

6.8.1 简介 189

6.8.2 物理层的关键参数 192

习题与思考题 194

第七章 外部存储器 195

7.1 硬盘 195

7.1.1 硬盘的发展 195

7.1.2 硬盘结构 196

7.1.3 硬盘的使用 201

7.2 软盘系统 205

7.2.1 软盘系统构成 205

7.2.2 软盘驱动器接口 207

7.2.3 软盘 209

7.3 大容量可更换磁盘 210

7.3.1 大容量可更换磁盘简介 211

7.3.2 大容量磁光盘驱动器 212

7.3.3 可更换驱动器的比较 217

7.4 光盘存储系统 218

7.4.1 光盘的种类 219

7.4.2 CD-ROM数据格式 224

7.4.3 光盘驱动器 227

习题与思考题 234

第八章 常用外部设备 235

8.1 输入设备 235

8.1.1 键盘 235

8.1.2 鼠标 241

8.1.3 扫描仪 244

8.2 显示系统 247

8.2.1 CRT显示器 248

8.2.2 LCD显示器 254

8.2.3 显示适配器 256

8.3 音频设备 261

8.3.1 音频设备的发展历史及用途 261

8.3.2 声卡的工作原理 263

8.3.3 声卡的输入输出接口 266

8.3.4 音箱 267

8.3.5 话筒 272

8.4 打印机 272

8.4.1 针式打印机 273

8.4.2 喷墨打印机 273

8.4.3 激光打印机 276

习题与思考题 277

第九章 笔记本计算机与掌上电脑 279

9.1 笔记本计算机 279

9.1.1 笔记本计算机的特点 279

9.1.2 笔记本计算机的整体结构 281

9.1.3 笔记本计算机的主要部件 282

9.1.4 笔记本计算机的未来发展趋势 290

9.2 掌上电脑 292

9.2.1 掌上电脑的分类 293

9.2.2 掌上电脑的特点 294

9.2.3 掌上电脑的组成 294

9.2.4 掌上电脑的发展趋势 297

9.2.5 品牌掌上电脑简介 297

习题与思考题 299

第十章 计算机与工业控制系统 300

10.1 概述 300

10.2 智能仪表 301

10.3 单片机系统 302

10.3.1 单片机技术的发展特点 303

10.3.2 主流单片机 304

10.3.3 数字信号处理器 306

10.4 可编程控制器 311

10.4.1 国外可编程控制器的发展 312

10.4.2 国内可编程控制器的发展 313

10.4.3 未来可编程控制器的发展趋势 313

10.5 各类总线工业控制计算机 314

10.6 分散控制系统 316

10.6.1 分散控制系统的特点 317

10.6.2 分散控制系统的结构分类 318

10.7 现场总线控制系统 319

10.7.1 现场总线控制系统的特点 320

10.7.2 现场总线控制网络模型 321

10.7.3 控制网络和信息网络的集成 323

10.7.4 现场总线的标准 324

10.8 嵌入式计算机 326

10.8.1 嵌入式系统的产品特征 327

10.8.2 嵌入式系统的软件特征 327

10.8.3 嵌入式系统的开发工具和环境 328

10.8.4 嵌入式系统的分类及其特点 328

10.8.5 嵌入式系统的关键技术 330

10.9 工控机的选择原则 331

习题与思考题 331

第十一章 计算机的网络技术 333

11.1 计算机网络的基本知识 333

11.1.1 计算机网络系统的组成 333

11.1.2 数据交换技术 334

11.1.3 计算机网络的分类 335

11.1.4 计算机网络的功能 336

11.2 网络协议与网络体系结构 337

11.2.1 OSI参考模型 338

11.2.2 TCP/IP协议 339

11.3 计算机局域网 340

11.3.1 局域网的技术特点 341

11.3.2 计算机局域网的组成 341

11.3.3 局域网的结构 342

11.3.4 IEEE 802.3标准 343

11.3.5 几种常见局域网的标准简介 344

11.4 网络硬件设备 346

11.4.1 服务器 346

11.4.2 工作站 346

11.4.3 网络适配器(网卡) 347

11.4.4 传输介质(网线) 348

11.4.5 中继器和桥接器 351

11.4.6 交换机、集线器 351

11.4.7 路由器 352

11.4.8 调制解调器 353

11.5 PC与国际互联网Internet的接入技术 354

11.5.1 通过局域网(LAN)连接方式 354

11.5.2 Modem拨号方式 354

11.5.3 ISDN方式 355

11.5.4 ADSL方式 357

11.5.5 Cable Modem方式 359

习题与思考题 363

第十二章 微机的组装与维护 364

12.1 系统部件的选型 364

12.1.1 机箱和电源 364

12.1.2 中央处理器(CPU) 366

12.1.3 主板 366

12.1.4 硬盘 367

12.1.5 显示器(Monitor) 367

12.1.6 显示卡 367

12.1.7 内存(RAM) 368

12.1.8 光驱及软驱 368

12.1.9 键盘与鼠标 368

12.1.10 声卡与音箱 369

12.1.11 调制解调器 369

12.2 PC机的组装过程 370

12.3 BIOS系统 376

12.3.1 BIOS芯片与CMOS 376

12.3.2 BIOS的基本功能 377

12.3.3 BIOS的设置 378

12.4 微机的维护 390

习题与思考题 392

参考文献 393