本书是专门面向高等学校非计算机的理工科各专业学生编写的，较全面地介绍了计算机系统的组成和各部分的工作原理。本书从计算机应用的需要出发，以当今计算机世界占有主导地位的Intel系列计算机为主要平台，系统介绍计算机的硬件技术和应用基础，包括计算机系统的概念、计算机的组成结构及原理、汇编语言程序设计初步知识、计算机的接口技术、外围设备以及网络硬件技术基础。

本书可作为普通高等学校非计算机专业的理工类各专业本科学生“计算机硬件技术基础”课程的教材，也可作为成人高校的培训教材和广大科技工作者的自学参考书。

计算机硬件技术基础是高等学校非计算机专业学生学习计算机基础知识的一门重要课程，它和软件技术基础同属于计算机基础教育中的第二层次——计算机技术基础的课程。

本书从计算机应用的需要出发，以当今计算机世界占有主导地位和绝对优势的Intel Pentium系列计算机为主要背景机，系统地介绍计算机的硬件技术和应用基础，包括计算机系统的概念、计算机的组成结构及原理、汇编语言程序设计初步知识、计算机的输入输出技术和接口、外围设备、计算机网络硬件技术基础。

本书的主要对象是高等学校非计算机专业的理工科各类专业的学生。在编写中，作者充分考虑了本书对象的特点。因此本书在内容的选取和叙述上具有以下几个特点。

1. 力求反映计算机及其应用技术发展的最新水平与趋向，同时又充分考虑到大学教育主要是打基础、学原理的特点，努力做到基础性、系统性、实用性和先进性的统一。

2. 从微型计算机系统的角度出发，帮助学生建立计算机系统的整体概念。因此，本书在叙述时，从微处理器开始，包括存储器系统、总线结构、输入输出系统、外围设备。

3. 教材内容组织原则使用“模块化、结构化”，以适应不同层次、不同专业、不同学时数教学的需要。各章节、各部分内容力求做到理论与实践相结合，技术与应用并重，符合认知规律和教学规律。

4. 考虑到汇编语言程序设计对非电类专业并非是必需的内容，也考虑到大多数学校学习该门课程的学时数有限，故本书只简单介绍汇编语言程序设计的入门知识，以满足高校非计算机专业学生计算机等级考试（三级）考试大纲中对汇编语言程序设计部分的要求为限。

5. 内容尽量少而精。国内同类教材一般都在60万字以上，有的甚至多达80多万字，有限的学时教不完。本书控制在了60万字以内，使得以48～68学时排课的大多数院校都能顺利完成教学任务。

全书共分10章，第1章计算机系统概述，第2章计算机系统的硬件组成，第3章指令系统，第4章存储系统，第5章汇编语言程序设计，第6章计算机总线，第7章计算机与外设的数据传输，第8章外围设备接口，第9章外围设备，第10章计算机网络硬件。本书可以作为教材，也可作为计算机等级考试的参考用书。

借本书出版之际，编者对各级领导的关心和支持表示衷心的感谢。

由于高等学校非计算机专业计算机硬件课程教材编写的难度高，再加上计算机技术的飞速发展，计算机硬件的日新月异，同时限于编写者的水平，书中难免有不当和错误之处，敬请专家和读者指正，以便再版时及时修正，使本书在使用中不断补正和完善。作者的联系地址是： 浙江省宁波市风华路818号宁波大学信息科学与工程学院（邮政编码： 315211）。

如果本书或课件在使用过程中出现问题，请发邮件至： fuhy@tup.tsinghua.edu.cn。

张钧良〖〗2007年10月

第1章计算机系统概述1.1计算机系统的概念

1.1.1计算机系统的基本概念

1.1.2微型计算机系统的三个层次

1.2计算机系统的基本组成和工作原理

1.2.1冯·诺依曼结构

1.2.2计算机系统的基本组成

1.2.3计算机系统的基本工作原理

1.3计算机系统的发展和分类

1.3.1计算机系统的发展

1.3.2计算机的分类

1.4计算机的特点和主要技术指标

1.4.1计算机的特点

1.4.2计算机的主要技术指标

1.5计算机的应用领域

1.5.1科学计算

1.5.2数据处理

1.5.3过程控制

1.5.4计算机辅助系统

1.5.5计算机通信

习题1

第2章计算机系统的硬件组成

2.1CPU

2.1.1CPU的性能指标

2.1.2CPU的一般结构

2.1.3Intel 8086微处理器

2.1.4Intel CPU的发展历程

2.1.5当前计算机使用的CPU

2.1.664位CPU简介

2.1.7CPU的降温

2.2主板

2.2.1主板的类型和结构规范

2.2.2主板上常见的部件

2.2.3主板芯片组

2.2.4BIOS芯片

2.3内存储器

2.3.1存储芯片的分类

2.3.2内存条

2.3.3PC系列的内存空间分配

习题2

〖〗〖〗〖〗计算机硬件技术基础〖〗第3章指令系统

3.1机器指令的格式

3.1.1指令的含义

3.1.2指令格式

3.1.3指令操作码的编码格式

3.1.4指令字长度与机器字长的关系

3.2寻址方式

3.2.1寻址方式和有效地址的概念

3.2.2基本寻址方式

3.3指令的种类

3.3.1数据传送类指令

3.3.2算术逻辑运算类指令

3.3.3字符串处理指令

3.3.4输入输出指令

3.3.5特权指令和陷阱指令

3.3.6转移指令

3.3.7子程序调用指令

3.3.8处理器控制指令

3.48086的寻址方式

3.4.1立即数寻址

3.4.2寄存器寻址

3.4.3直接寻址

3.4.4寄存器间接寻址

3.58086的指令系统

3.5.18086指令系统的概况

3.5.28086指令系统

习题3

第4章存储系统

4.1存储系统概述

4.1.1存储系统的概念

4.1.2存储器的体系结构

4.1.3存储器的分类

4.1.4存储器的主要性能指标

4.2半导体存储器的组成

4.2.1SRAM半导体存储器的组成

4.2.2DRAM半导体存储器的组成

4.2.3只读存储器

4.3存储器与CPU的连接

4.3.1SRAM的位扩展法

4.3.2SRAM的字扩展法

4.3.3字位扩展法

4.3.4用不同规格的存储器芯片扩展存储器

4.3.5DRAM的存储容量扩展

4.4高速缓冲存储器

4.4.1cache的工作原理

4.4.2cache的基本结构

4.4.3cache的读写操作

4.4.4cache的组织与管理

4.5虚拟存储器

4.5.1虚拟存储器的基本概念

4.5.2虚拟存储器的基本信息传送单位

4.5.3页式虚拟存储器

4.5.4段式虚拟存储器

4.5.5段页式虚拟存储器

习题4

第5章汇编语言程序设计

5.1汇编语言的基础知识

5.1.1汇编语言的基本概念

5.1.2汇编语言程序的格式

5.1.3伪指令

5.2汇编语言程序设计

5.2.1汇编语言程序的开发过程

5.2.2顺序结构程序设计

5.2.3分支结构程序设计

5.2.4循环结构程序设计

5.2.5子程序

5.2.6宏汇编技术

习题5

第6章计算机总线技术

6.1计算机总线的基本概念

6.1.1总线的概念

6.1.2总线的分类

6.2总线的系统结构

6.2.1单总线结构

6.2.2双总线结构

6.2.3多总线结构

6.3总线的组成

6.3.1一位总线数据传输原理

6.3.2总线的组成部件

6.3.3总线控制

6.3.4总线缓冲器和总线控制器的典型芯片

6.4典型的计算机系统总线

6.4.1系统总线标准的内容

6.4.2ISA总线

6.4.3EISA总线

6.4.4MCA总线

6.4.5VESA局部总线

6.4.6PCI总线

6.4.7AGP总线

6.4.8通用串行总线USB

习题6

第7章计算机与外设的数据传输

7.1输入输出系统概述

7.1.1输入输出系统的特点

7.1.2CPU与输入输出设备之间的信号

7.2计算机与外围设备的数据传送方式

7.2.1程序传送方式

7.2.2中断传送方式

7.2.3DMA传送方式

7.3中断控制器82C59A 

7.3.182C59A的引脚和内部结构

7.3.2Intel 82C59A的中断处理过程和工作方式

7.3.382C59A的编程

习题7

第8章外围设备接口

8.1接口的基础知识

8.1.1接口的概念

8.1.2接口的功能

8.1.3CPU与外围设备之间传送的信息

8.1.4I/O接口寻址及I/O指令

8.1.5接口类型

8.2串行接口

8.2.1串行接口概述

8.2.2串行数据的传送方式

8.2.3RS232C串行接口

8.2.4可编程串行接口8251A

8.3并行接口

8.3.1并行接口概述

8.3.2可编程并行接口芯片82C55A

8.4IDE接口

8.4.1IDE接口概述

8.4.2IDE接口的主要信号线

8.5SCSI接口

8.5.1SCSI接口概述

8.5.2SCSI接口的操作步骤

8.5.3SCSI接口的操作信号

8.5.4SCSI接口中使用的创新技术

8.6USB接口

8.6.1USB接口概述

8.6.2USB的特点

8.6.3USB的硬件结构

8.6.4USB的系统软件和USB协议

8.7数据采集系统接口D/A和A/D转换器

8.7.1数据采集系统接口概述

8.7.2D/A转换器

8.7.3A/D转换器

习题8

第9章外围设备

9.1外围设备概述

9.1.1什么是外围设备

9.1.2外围设备的分类和功能

9.1.3外围设备与主机系统的联系

9.1.4外围设备的发展方向

9.2输入设备

9.2.1键盘

9.2.2鼠标

9.2.3扫描仪

9.2.4数码相机

9.2.5声音处理设备——声卡

9.2.6其他输入设备

9.3显示设备

9.3.1显示设备的分类

9.3.2显示技术中的有关术语

9.3.3显示器的工作原理

9.3.4显示器的主要性能指标

9.3.5显示控制卡

9.3.6LCD显示器和CRT显示器的比较及显示技术的未来发展趋势

9.4打印机

9.4.1打印机的分类

9.4.2点阵针式打印机

9.4.3激光打印机

9.4.4喷墨打印机

9.4.5打印机的主要性能指标

9.5其他输出设备

9.5.1绘图仪

9.5.2音箱

9.6辅助存储器

9.6.1硬磁盘存储器

9.6.2磁带存储器

9.6.3光盘存储器

9.6.4新型存储器

习题9

第10章计算机网络硬件

10.1计算机网络概述

10.1.1计算机网络的产生和发展

10.1.2计算机网络的概念

10.1.3计算机网络的分类及特点

10.1.4计算机网络的功能与应用

10.1.5网络协议简介

10.2局域网

10.2.1局域网络的构成与拓扑结构

10.2.2局域网的主要硬件

10.3网络互联

10.3.1中继器

10.3.2交换机

10.3.3网桥

10.3.4路由器

10.3.5网关

10.4调制解调器

10.4.1调制解调器的概念

10.4.2调制解调器的作用

10.4.3调制解调器的分类

10.4.4调制解调器的选择

习题10

附录习题参考答案

参考文献