本書以80X86系列計算機為背景，從軟件開發和計算機應用的角度出發，將多門計算機硬件課程的核心內容融合到一起，全面、系統、深入地講述計算機的硬件技術基礎。本書不追求計算機硬件內部的設計細節，突出實用性和培養學生解決實際問題的能力。全書共10章，首先介紹計算機的運算基礎和計算機中使用的主要數字邏輯部件，然后進一步討論計算機系統的硬件組成和工作原理，包括CPU結構、指令系統、匯編語言程序設計、存儲器系統和輸入/輸出系統，力求反映當前計算機硬件的最新技術。本書內容新穎、豐富，深入淺出、易教易學，可作為軟件工程、電子商務、信息管理、電子技術、通信、機械等專業計算機硬件技術相關課程的教材或參考書，也適合需要學習和了解計算機硬件知識的廣大工程技術人員自學。
閆宏印，男，太原理工大學計算機學院教授，1984年起任教，曾3次獲太原理工大學優秀教師稱號，出版多部教材。
目 錄
第1章 計算機系統概述 （1）
1.1 計算機發展概述 （1）
1.1.1 計算機的發展歷史 （1）
1.1.2 微型計算機的發展 （2）
1.1.3 計算機的發展趨勢 （2）
1.2 計算機系統的組成和工作原理 （4）
1.2.1 計算機的硬件 （4）
1.2.2 計算機的軟件 （7）
1.2.3 計算機的硬件和軟件的
關系 （9）
1.2.4 計算機的工作原理 （9）
1.3 計算機的性能指標 （11）
1.3.1 基本字長 （11）
1.3.2 存儲容量 （11）
1.3.3 運算速度 （12）
1.3.4 系統可靠性 （13）
1.3.5 外設和軟件的配置 （13）
習題1 （13）
第2章 計算機運算基礎 （15）
2.1 帶符號數的編碼 （15）
2.1.1 原碼 （15）
2.1.2 補碼 （16）
2.1.3 反碼 （18）
2.1.4 移碼 （18）
2.1.5 4種機器碼的比較 （18）
2.2 定點數據表示 （20）
2.2.1 定點整數表示 （20）
2.2.2 定點小數表示 （21）
2.2.3 無符號數表示 （22）
2.3 浮點數據表示 （22）
2.3.1 浮點數據表示的格式和
特點 （22）
2.3.2 浮點數的表示范圍和
規格化 （23）
2.3.3 IEEE 754標準 （25）
2.3.4 浮點數表示和定點數表示的
比較 （26）
2.4 補碼的加減運算及溢出判斷 （26）
2.4.1 補碼加法運算 （26）
2.4.2 補碼減法運算 （27）
2.4.3 溢出判斷 （28）
2.5 移位運算 （30）
2.5.1 算術移位 （30）
2.5.2 邏輯移位 （30）
2.6 浮點運算 （31）
2.6.1 浮點加減運算 （31）
2.6.2 浮點乘除運算 （32）
習題2 （33）
第3章 數字邏輯基礎 （35）
3.1 邏輯代數的三種基本運算 （35）
3.1.1 邏輯與運算 （35）
3.1.2 邏輯或運算 （36）
3.1.3 邏輯非運算 （37）
3.2 邏輯代數的基本公式和運算
規則 （37）
3.2.1 邏輯代數的基本公式 （38）
3.2.2 邏輯代數的三個重要運算
規則 （39）
3.2.3 邏輯函數的化簡 （40）
3.2.4 邏輯函數的變換 （42）
3.3 基本邏輯電路 （42）
3.3.1 基本門電路 （43）
3.3.2 復合門電路 （43）
3.3.3 三態門電路 （46）
3.4 組合邏輯電路 （47）
3.4.1 組合邏輯電路的分析與
設計 （47）
3.4.2 譯碼器 （48）
3.4.3 編碼器 （49）
3.4.4 數據選擇器 （49）
3.4.5 加法器 （50）
3.5 時序邏輯電路 （52）
3.5.1 時序邏輯電路的分析與
設計 （52）
3.5.2 觸發器 （53）
3.5.3 寄存器 （55）
3.5.4 計數器 （55）
習題3 （57）
第4章 中央處理器 （59）
4.1 中央處理器的組成 （59）
4.1.1 運算器 （59）
4.1.2 控制器 （60）
4.1.3 寄存器組 （62）
4.2 8086 CPU （62）
4.2.1 8086 CPU的功能結構 （62）
4.2.2 8086 CPU的寄存器 （64）
4.2.3 8086 CPU的引腳信號及
功能 （67）
4.2.4 8086 CPU對存儲器的
訪問 （71）
4.3 現代CPU采用的新技術 （74）
4.3.1 流水線計算機 （74）
4.3.2 超標量計算機 （77）
4.3.3 向量計算機 （78）
4.3.4 多核計算機 （79）
4.3.5 超長指令字計算機 （80）
4.4 Pentium系列CPU （81）
4.4.1 Pentium系列CPU內部
結構 （82）
4.4.2 Pentium系列CPU的
特點 （83）
4.5 申威系列CPU及超級
計算機 （84）
4.5.1 申威26010 CPU （84）
4.5.2 超級計算機 （85）
習題4 （86）
第5章 指令系統 （88）
5.1 指令系統概述 （88）
5.1.1 指令的基本格式 （88）
5.1.2 指令的操作碼 （89）
5.1.3 指令的地址碼 （89）
5.2 80X86尋址方式 （90）
5.2.1 指令尋址 （90）
5.2.2 數據尋址 （91）
5.2.3 80X86尋址方式的特點 （93）
5.3 80X86 CPU的常用指令 （93）
5.3.1 數據傳送指令 （94）
5.3.2 堆棧操作指令 （96）
5.3.3 輸入/輸出指令 （97）
5.3.4 算術運算指令 （98）
5.3.5 邏輯運算指令 （102）
5.3.6 移位運算指令 （104）
5.3.7 程序控制指令 （105）
5.3.8 其他指令 （112）
5.4 CISC和RISC （116）
5.4.1 計算機指令系統的發展 （117）
5.4.2 CISC技術 （118）
5.4.3 RISC技術 （118）
習題5 （119）
第6章 匯編語言程序設計 （122）
6.1 匯編語言概述 （122）
6.1.1 匯編語言程序的處理
過程 （122）
6.1.2 匯編語言語句的類型和
格式 （122）
6.1.3 匯編語言的數據項和
表達式 （123）
6.2 80X86匯編語言偽指令 （127）
6.2.1 數據定義偽指令 （127）
6.2.2 符號定義偽指令 （128）
6.2.3 段和過程定義偽指令 （129）
6.3 80X86匯編語言程序結構 （131）
6.3.1 順序程序 （132）
6.3.2 分支程序 （134）
6.3.3 循環程序 （136）
6.3.4 子程序 （138）
6.4 系統功能調用和程序的動態
調試 （140）
6.4.1 系統功能調用 （140）
6.4.2 動態調試程序DEBUG （142）
習題6 （146）
第7章 存儲系統 （149）
7.1 存儲系統概述 （149）
7.1.1 存儲器的分類 （149）
7.1.2 存儲系統的層次結構 （151）
7.1.3 存儲器的主要技術指標 （152）
7.2 隨機存儲器RAM （152）
7.2.1 靜態MOS存儲器 （153）
7.2.2 動態MOS存儲器 （155）
7.3 只讀存儲器ROM （157）
7.3.1 掩模只讀存儲器 （157）
7.3.2 可編程只讀存儲器 （158）
7.3.3 可擦可編程只讀存儲器 （158）
7.3.4 閃存 （159）
7.4 主存儲器容量的擴充 （161）
7.4.1 位擴展 （161）
7.4.2 字擴展 （162）
7.4.3 字位同時擴展 （163）
7.4.4 存儲器模塊 （164）
7.5 提高存儲系統性能的技術 （165）
7.5.1 高速緩存 （166）
7.5.2 虛擬存儲器 （170）
7.5.3 并行存儲器 （171）
7.6 外存儲器 （174）
7.6.1 硬盤存儲器 （174）
7.6.2 光盤存儲器 （178）
7.6.3 U盤存儲器 （179）
7.6.4 固態硬盤存儲器 （180）
習題7 （180）
第8章 總線技術 （183）
8.1 總線概述 （183）
8.1.1 總線的類型 （183）
8.1.2 總線的組成 （185）
8.1.3 總線的性能指標 （185）
8.2 總線的數據傳送 （186）
8.2.1 總線數據傳送的過程 （186）
8.2.2 總線數據傳送的控制
方式 （187）
8.3 常見總線 （188）
8.3.1 總線標準 （188）
8.3.2 ISA總線和EISA總線 （189）
8.3.3 PCI總線 （189）
8.3.4 PCI Express總線 （192）
8.3.5 USB總線 （194）
8.4 主板 （196）
8.4.1 主板的結構 （196）
8.4.2 主板上的主要芯片 （197）
8.4.3 主板上的插座、插槽和外設
接口 （198）
習題8 （199）
第9章 輸入/輸出接口與中斷技術 （201）
9.1 輸入/輸出接口概述 （201）
9.1.1 I/O接口的基本功能 （201）
9.1.2 I/O接口的類型 （202）
9.2 中斷技術 （204）
9.2.1 中斷概述 （204）
9.2.2 中斷的過程 （206）
9.2.3 80X86中斷系統 （210）
9.3 CPU與外設數據傳送的
方式 （212）
9.3.1 程序查詢傳送方式 （213）
9.3.2 程序中斷傳送方式 （214）
9.3.3 DMA傳送方式 （215）
9.4 可編程接口 （216）
9.4.1 可編程并行接口8255A （216）
9.4.2 可編程串行接口8251A （220）
9.4.3 可編程定時/計數器
接口8253 （225）
9.4.4 可編程中斷接口8259A （228）
9.4.5 可編程模擬接口 （233）
習題9 （237）
第10章 常用外部設備 （239）
10.1 外部設備概述 （239）
10.1.1 外部設備的類型 （239）
10.1.2 外部設備的功能 （241）
10.1.3 外部設備發展趨勢 （241）
10.2 輸入設備 （242）
10.2.1 鍵盤 （242）
10.2.2 鼠標 （245）
10.2.3 觸摸屏和觸摸板 （246）
10.2.4 掃描儀 （247）
10.2.5 其他輸入設備 （247）
10.3 輸出設備 （248）
10.3.1 顯示器 （249）
10.3.2 打印機 （252）
習題10 （254）
參考文獻 （255）
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