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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CPU90

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RAM135

5.3.2 只读存储器ROM138

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 DRAM143

5.4.3 EDO DRAM144

5.4.4 SDRAM144

5.4.5 Rambus内存146

5.4.6 DDR SDRAM148

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-100183

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CMOS376

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