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第1章 计算基础设施导论 1

1.1 本章内容 1

1.2 硬件+操作系统=计算基础设施 1

1.2.1 举例 1

1.2.2 计算的基础设施 2

1.2.3 硬件的重要性 2

1.2.4 操作系统的重要性 2

1.3 为什么研究计算基础设施 3

1.4 你要在本书中学什么 3

1.4.1 理解部件驱动技术和计算基础设施的作用 4

1.4.2 本书的组织 5

1.4.3 重要注意事项 5

1.4.4 对读者的假设 5

1.5 品质问题 5

1.6 实践 6

1.7 练习 6

第2章 二进制与十六进制 7

2.1 本章内容 7

2.2 计算机能思考吗 7

2.3.1 性能与成本的关系 8

2.3.2 关于CPU的一些结论 8

2.3 CPU做什么 8

2.4 二进制数 9

2.4.1 计算机为什么不使用十进制数 9

2.4.2 二进制的基本计数 9

2.4.3 二-十进制数的转换 10

2.4.4 理解二进制整数 11

2.4.5 二进制数的限制 12

2.5 二进制文本 13

2.6 十六进制 13

2.6.1 十-十六进制的转换 14

2.6.2 十六-二进制的转换 15

2.8 品质问题 16

2.7 十六进制文本 16

2.9 练习 18

第3章 中央处理单元 20

3.1 本章内容 20

3.2 CPU是集成电路 20

3.3 CPU中数据的移入移出 23

3.3.1取指令 23

3.3.2 高速缓存性能 24

3.4 指令预取、分支预测和流水线 25

3.5 对CPU的进一步阐释 27

3.6.2 流水线 28

3.6.1 寄存器 28

3.6 执行单元 28

3.7 数据缓存 29

3.8 内存寻址 29

3.9 分段内存 30

3.9.1 内存划分 31

3.9.2 内存障碍 32

3.10 页面内存模型 33

3.11 品质问题 34

3.12 实践 34

3.13 练习 34

4.2 复杂指令集计算机 35

4.2.1 微码的CISC相关性 35

第4章 CPU类型 35

4.1 本章内容 35

4.2.2 CISC设计的缺陷 36

4.3 精简指令集计算机 36

4.3.1 取消微码 37

4.3.2 RISC的缺陷 37

4.4 复杂精简指令集计算机 37

4.5 处理器系列 38

4.5.1 Intel x86 38

4.5.3 Motorola 68x 41

4.5.2 Intel克隆（clone） 41

4.5.4 PowerPC 42

4.5.5 主要的RISC制造商 44

4.6 多处理器 44

4.7 品质问题 45

4.8 实践 47

4.9 练习 47

第5章 主板及其部件 48

5.1 本章内容 48

5.2 主板 48

5.2.1 主板设计的差异 49

5.2.2 将芯片插入主板 50

5.2.3 主板尺寸 51

5.3 内存子系统 52

5.3.1 随机访问存储器（RAM） 52

5.3.2 高速缓存 53

5.3.3 其他内存设计 54

5.3.4 内存芯片 55

5.3.5 只读存储器（ROM） 55

5.4 BIOS 56

5.4.1 CMOS 58

5.4.2 键盘BIOS 58

5.4.3 即插即用 58

5.5 芯片组 59

5.7 品质问题 60

5.8 实践 60

5.9 练习 60

5.6 小结 60

第6章 主板扩展总线 62

6.1 本章内容 62

6.2 主板总线 62

6.3 主板扩展总线 65

6.4 ISA总线 66

6.5 微通道体系结构 69

6.7 VESA局部总线（VLB） 70

6.6 扩展ISA总线（EISA） 70

6.8 PCI总线 72

6.9 相关主板硬件 73

6.9.1 X-总线 73

6.9.2 总线控制线路 73

6.9.3 中断 74

6.9.4 PCMCIA 75

6.10 品质问题 76

6.11 实践 76

6.12 练习 77

7.2.1 I/O操作和可编程输入输出（PIO） 78

7.2 输入输出基本知识 78

第7章 输入输出 78

7.1 本章内容 78

7.2.2 理解可编程输入输出 79

7.2.3 与I/O操作有关的问题 80

7.2.4 数据传输率 81

7.2.5 DMA控制器 81

7.3 并行数据传输 82

7.4 串行数据传输 83

7.5.1 通用异步接收发送器（UART） 84

7.5.2 模数转换器（ADC） 84

7.5 I/O技术 84

7.6 品质问题 86

7.7 实践 86

7.8 练习 86

第8章 输入设备 87

8.1 本章内容 87

8.2 输入设备的基本知识 87

8.2.1 输入设备的重要性 87

8.2.2 输入设备的变体 87

8.3.1 键盘设计 88

8.3.2 理解键盘是如何工作的 88

8.3 键盘 88

8.4 鼠标 89

8.5 游戏杆 91

8.6 扫描仪 91

8.6.1 扫描仪类型 91

8.6.2 理解扫描仪是如何工作的 92

8.7 数字化照相机 92

8.8 光笔 92

8.9 触摸屏 93

8.10 数字化仪 93

8.11 语音识别 93

8.13 实践 94

8.12 品质问题 94

8.14 练习 95

第9章 打印机 96

9.1 本章内容 96

9.2 打印机的基本知识 96

9.2.1 字符代码和代码页 97

9.2.2 控制代码 99

9.2.3 页描述标准 99

9.3 字体 100

9.3.1 位图字体 100

9.4 打印 101

9.3.2 轮廓字体 101

9.5 打印机类型 102

9.5.1 热敏式打印机 102

9.5.2 菊花瓣轮打印机 103

9.5.3 点阵打印机 104

9.5.4 喷墨打印机 104

9.5.5 激光打印机 105

9.5.6 打印机的发展趋势 106

9.6 绘图仪 106

9.7 品质问题 106

9.9 练习 107

9.8 实践 107

第10章 辅助存储器 108

10.1 本章内容 108

10.2 辅助存储器的使用 108

10.2.1 大规模辅助存储器 109

10.2.2 镜像、备份与归档 109

10.2.3 基于磁盘的缓存 110

10.3 辅助存储器技术 111

10.3.1 数据记录 112

10.3.2 驱动电路 113

10.3.3 数据的组织与检索 116

10.5 品质问题 117

10.4 数据完整性 117

10.6 实践 118

10.7 练习 118

第11章 硬盘存储器 119

11.1 本章内容 119

11.2 什么是硬盘存储器 120

11.2.1 硬盘存储器机制 120

11.2.2 硬盘容量 120

11.2.3 硬盘性能 121

11.3.2 IDE控制器 122

11.3.1 硬盘控制器的作用是什么 122

11.3 硬盘控制器 122

11.3.3 SCSI控制器 123

11.4 硬盘结构 123

11.4.1 DOS磁盘结构 124

11.4.2 压缩 126

11.5 品质问题 127

11.6 实践 127

11.7 练习 127

12.1 本章内容 128

12.2 历史 128

第12章 磁带存储器 128

12.3 磁带技术 129

12.3.1 卷对卷磁带 129

12.3.2 卡式磁带 130

13.3.3 1/4in卡式磁带 131

13.3.4 数字视频磁带（DAT） 131

12.4 磁带备份 132

12.4.1 磁带驱动器技术 132

12.4.2 备份策略 133

12.5 品质问题 134

12.6 练习 135

第13章 CD-ROM 136

13.1 本章内容 136

13.2 CD-ROM基础知识 136

13.2.1 CD 136

13.2.2 CD-ROM制作 137

13.2.3 记录数据 137

13.2.4 纠错 138

13.2.5 扇区、帧与轨道 138

13.2.6 CD的物理特征 139

13.2.7 查找时间和传输率 139

13.3.1 红皮书 140

13.3.2 黄皮书 140

13.3 CD-ROM标准 140

13.3.3 桔皮书 141

13.3.4 绿皮书 141

13.3.5 白皮书 141

13.3.6 Kodak照片CD系统 141

13.4 品质问题 142

13.5 实践 142

13.6 练习 143

14.3.2 颜色 144

14.3.1 像素 144

14.3 视频基本知识 144

14.2 历史 144

14.1 本章内容 144

第14章 视频 144

14.3.3 分辨率 145

14.3.4 屏幕模式 145

14.3.5 闪烁 146

14.3.6 刷新速率 147

14.4 显示适配器 147

14.4.1 VGA 148

14.4.2 视频RAM 149

14.5 视频显示 149

14.5.2 液晶显示器（LCD） 150

14.5.1 荧光屏 150

14.5.3 多同步显示 151

14.6 品质问题 151

14.7 练习 151

第15章 多媒体 152

15.1 本章内容 152

15.2 什么是多媒体 152

15.3 多媒体硬件 153

15.3.1 音频 157

15.3.2 图像 157

15.3.3 视频 158

15.4 MPC标准 159

15.5 品质问题 160

15.6 练习 160

第16章 移动计算机 161

16.1 本章内容 161

16.2 什么是移动计算机 161

16.2.1 重量 161

16.2.2 重量与特征 161

16.2.3 解决部件问题 162

16.2.4 形状 164

16.2.5 电力供应 164

16.2.7 视频 165

16.2.6 人体工程学 165

16.2.8 桌上型计算机还是移动计算机 166

16.3 远程访问 166

16.3.1 调制解调器 166

16.3.2 通过调制解调器进行远程访问 168

16.3.3 通过网络进行远程访问 168

16.4 品质问题 168

16.5 实践 169

16.6 练习 169

17.2 网络=通信 170

17.1 本章内容 170

第17章 网络技术 170

17.3 Sneakernet简介 171

17.4 局域网（LAN）技术 173

17.4.1 什么是OSI参考模型 173

17.4.2 OSI参考模型的7个层次 174

17.4.3 OSI模型的工作原理 175

17.4.4 OSI参考模型的实现 176

17.5 LAN的组成 177

17.5.1 布线 177

17.5.2 网络接口卡（NIC） 178

17.5.3 客户机/服务器网络还是点到点网络 179

17.5.4 网络拓扑 180

17.6 品质问题 181

17.7 练习 182

第18章 操作系统 183

18.1 本章内容 183

18.2 什么是操作系统（OS） 183

18.3 操作系统简史 183

18.3.1 本世纪60年代：多任务的出现 184

18.3.2 本世纪70年代：网络的产生 184

18.3.3 本世纪80年代：操作系统爆炸 184

18.3.4 本世纪90年代：将超级计算带上桌面 184

18.5.2 图形用户界面（GUI） 185

18.6 操作系统与BIOS的不同点 185

18.4 操作系统的心脏——内核 185

18.5.1 命令解释程序（Shell） 185

18.5 与操作系统的接口 185

18.7 操作系统的功能 186

18.7.1 进程管理 186

18.7.2 存储器管理 189

18.7.3 死锁的解决 191

18.7.4 I/O处理 192

18.7.5 连网 192

18.7.6 安全性 193

18.8 品质问题 195

第19章 操作系统的类型 196

19.1 本章内容 196

19.2 Microsoft DOS（MS-DOS）操作系统的历史 196

19.2.1 DOS的命令行解释程序 197

19.2.2 进程管理 197

19.2.3 内存管理 197

19.3 Microsoft Windows操作系统 198

19.3.1 Windows界面 199

19.3.2 Windows进程和内存管理 200

19.4.1 Windows NT界面 202

19.4 Microsoft Windows NT操作系统 202

19.4.2 Windows NT的进程和内存管理 203

19.5 OS/2操作系统 203

19.5.1 OS/2界面 204

19.5.2 OS/2的进程和内存管理 204

19.6 UNIX操作系统 205

19.6.1 UNIX的命令解释程序 205

19.6.2 UNIX进程和内存管理 207

19.7 MaeOS操作系统 208

19.8 品质问题 210

19.9 练习 210

20.2 理解文件系统 211

20.1 本章内容 211

第20章 目录与文件结构 211

20.3 DOS 212

20.3.1 存储器组织 213

20.3.2 磁盘数据结构 214

20.3.3 FAT小结 217

20.3.4 Windows 95的增强 218

20.4 OS/2 219

20.4.1 存储器组织 219

20.4.2 高速缓存 219

20.5 Windows NT 220

20.4.4 文件存放 220

20.4.3 扩展属性 220

20.5.1 NTFS的基本结构 221

20.5.2 组簇 221

20.5.3 文件存储器层次结构 221

20.5.4 NTFS的可恢复性 223

20.5.5 RAID 224

20.6 UNIX 225

20.6.1 存储器管理 225

20.6.2 目录结构 227

20.7 品质问题 228

20.8 练习 229