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第1章 计算机概述1

1.1 计算机发展史1

1.1.1 从电子器件的发展看电子计算机的发展史1

1.1.2 摩尔定律3

1.1.3 计算机发展过程中的重要里程碑5

1.2 现代计算机的特点及其类型8

1.3 计算机的性能与发展趋势10

1.3.1 计算机的运算速度与存储容量10

1.3.2 计算机的发展趋势11

1.4 计算机的基本结构12

1.4.1 冯·诺依曼模型12

1.4.2 计算机系统结构13

1.4.3 计算机的模块结构14

习题16

第2章 计算机系统组成及工作原理17

2.1 二进制数与信息表示17

2.1.1 为什么要使用二进制17

2.1.2 信息在计算机内的表示18

2.1.3 数值型数据18

2.1.4 非数值型数据21

2.1.5 数据格式23

2.1.6 原码、补码和反码24

2.1.7 二进制加、减运算27

2.2 逻辑电路28

2.2.1 有关逻辑电路的基础知识28

2.2.2 逻辑门电路31

2.2.3 组合逻辑电路32

2.2.4 时序逻辑电路36

2.2.5 典型时序电路——触发器36

2.2.6 计数器39

2.2.7 寄存器40

2.3 计算机的硬件组成41

2.3.1 CPU的组成41

2.3.2 指令系统43

2.3.3 CPU的工作过程45

习题46

第3章 微型计算机的中央处理器48

3.1 CPU概述48

3.2 CPU的主要技术指标50

3.2.1 位、字节和字长50

3.2.2 时钟频率50

3.2.3 一级和二级高速缓存的容量和速率51

3.2.4 CPU的扩展指令集52

3.2.5 工作电压52

3.2.6 地址总线与数据总线的宽度52

3.2.7 制造工艺52

3.3 提高CPU性能的先进技术53

3.3.1 流水线与超标量结构53

3.3.2 高速缓存技术54

3.3.3 NetBurst架构Pentium 4中的高速缓存实现技术61

3.3.4 扩展指令集62

3.3.5 64位技术65

3.3.6 超线程技术66

3.3.7 多核心技术67

3.4 CPU的封装与接口类型69

3.4.1 CPU的封装69

3.4.2 CPU的接口70

3.5 CPU的内核72

3.6 典型CPU介绍73

3.6.1 Intel系列CPU73

3.6.2 AMD系列CPU78

习题83

实验84

第4章 内部存储器85

4.1 存储系统概述85

4.2 内存的作用及其分类86

4.2.1 内存的作用86

4.2.2 内存的分类87

4.2.3 内存的主要技术指标87

4.3 半导体存储器的组成及工作原理89

4.3.1 随机存储器89

4.3.2 只读存储器91

4.3.3 内存的组成93

4.4 RAM的基本工作方式95

4.5 内存模组与基本结构96

4.5.1 物理存储体96

4.5.2 逻辑存储体96

4.5.3 内存条（模组）的结构及工作原理97

4.6 主流内存条介绍100

4.6.1 FPM DRAM100

4.6.2 EDO DRAM101

4.6.3 SDRAM102

4.6.4 DDR SDRAM内存103

4.6.5 DDR2 SDRAM内存104

4.6.6 Rambus内存106

4.6.7 几种常见内存的带宽比较108

4.6.8 内存接口类型109

4.7 内存相关技术110

4.7.1 内存双通道技术110

4.7.2 内存参数及其优化112

4.7.3 内存技术规范及标注格式114

习题115

实验116

第5章 总线与芯片组117

5.1 总线117

5.1.1 总线的概念117

5.1.2 总线的类型和性能118

5.1.3 PC机总线的演变119

5.1.4 ISA总线122

5.1.5 PCI总线123

5.1.6 PCI Express总线126

5.2 芯片组128

5.2.1 芯片组的概念128

5.2.2 Intel公司早期的芯片组129

5.2.3 用于Pentium 4的8××系列芯片组131

5.2.4 Intel 9××系列芯片组132

5.3 主机板137

5.3.1 主机板的构成137

5.3.2 主机板标准139

习题141

实验142

第6章 接口143

6.1 接口的基本知识143

6.1.1 接口的构成143

6.1.2 接口信号145

6.1.3 接口的分类146

6.1.4 接口的操作方式147

6.2 RS-232C150

6.2.1 RS-232C串行接口标准150

6.2.2 RS-232C的接口信号153

6.2.3 RS-232C串行接口的实现154

6.3 并行接口156

6.3.1 并行接口简介156

6.3.2 并行接口的工作模式158

6.3.3 并行接口的使用160

6.4 USB接口160

6.4.1 新型的串行传输技术简介161

6.4.2 USB简介161

6.4.3 USB的技术特点162

6.4.4 USB传输模式164

6.5 IEEE 1394165

6.5.1 IEEE 1394标准165

6.5.2 IEEE 1394a和USB的比较166

6.6 IDE接口168

6.6.1 IDE接口简介168

6.6.2 IDE接口的版本和发展过程170

6.7 SATA接口172

6.7.1 从ATA到SATA172

6.7.2 SATA简介173

6.8 SCSI接口175

6.8.1 SCSI概述175

6.8.2 SCSI电缆和连接器176

6.8.3 SCSI的版本176

6.8.4 SCSI到SAS178

6.9 红外线接口179

6.9.1 红外线传输的特点179

6.9.2 IrDA简述180

6.10 无线接口182

6.10.1 蓝牙182

6.10.2 Wi-Fi183

习题184

实验185

第7章 外部存储器186

7.1 硬盘186

7.1.1 硬盘的结构与工作原理186

7.1.2 硬盘的性能指标190

7.1.3 分区和格式化193

7.2 光盘系统196

7.2.1 光盘分类197

7.2.2 光盘的数据存储方式200

7.2.3 DVD201

7.2.4 CD和DVD技术204

7.2.5 下一代光存储技术205

7.2.6 光盘驱动器206

7.3 移动存储器210

7.3.1 移动盘210

7.3.2 存储卡211

习题214

实验215

第8章 常用外部设备216

8.1 键盘与鼠标216

8.1.1 键盘216

8.1.2 鼠标224

8.2 扫描仪229

8.3 触摸屏233

8.4 显示系统236

8.4.1 CRT显示器236

8.4.2 液晶显示器243

8.4.3 显示适配器248

8.5 音频设备256

8.5.1 音频设备的发展历史及用途256

8.5.2 声卡的工作原理257

8.5.3 声卡的输入输出接口261

8.6 打印机263

8.6.1 针式打印机263

8.6.2 喷墨打印机264

8.6.3 激光打印机265

8.6.4 打印机的接口266

习题267

第9章 多媒体设备269

9.1 多媒体的基本概念269

9.1.1 多媒体技术的定义269

9.1.2 多媒体技术的主要特征270

9.1.3 多媒体系统271

9.1.4 多媒体个人计算机271

9.2 音频卡272

9.2.1 采样频率与采样精度272

9.2.2 输入输出接口272

9.2.3 声卡芯片276

9.2.4 外置声卡276

9.2.5 与专业声卡相关的一些概念278

9.3 摄像头279

9.3.1 图像传感器279

9.3.2 数字信号处理器280

9.3.3 镜头280

9.3.4 摄像头的主要技术指标281

9.4 多功能显示卡282

9.4.1 多功能显示卡的发展282

9.4.2 多功能显示卡的常见功能与应用284

9.5 视频卡286

9.5.1 视频卡的基本概念286

9.5.2 视频卡的基本类型287

9.5.3 视频卡的主要性能指标287

9.6 VGA设备289

9.7 投影机292

9.7.1 投影机的工作原理292

9.7.2 投影机接口的分类及用途297

9.7.3 投影机的主要性能指标298

9.7.4 便携式投影机299

习题300

第10章 计算机通信和通信设备301

10.1 计算机通信301

10.1.1 计算机技术与通信技术的融合301

10.1.2 通信系统的组成302

10.2 数字通信的基本概念303

10.2.1 数据通信的分类303

10.2.2 通信速率与数据传输方式304

10.2.3 数据的同步方式304

10.2.4 编码与调制305

10.2.5 多路复用技术306

10.2.6 信号带宽、信道带宽与差错控制308

10.3 分布系统与计算机网络308

10.4 虚拟专用网络313

10.5 调制解调器315

10.5.1 模拟调制解调器315

10.5.2 DSL技术316

10.5.3 电缆调制解调器324

10.5.4 电力线调制解调器326

10.5.5 ISDN和ISDN调制解调器330

10.5.6 CDMA和GSM/GPRS调制解调器334

10.6 网络设备334

10.6.1 网络适配器335

10.6.2 无线网卡337

10.7 中继器340

10.8 网桥340

10.9 集线器340

10.10 交换机341

10.11 路由器343

10.12 宽带路由器344

10.13 集线器、交换机与路由器的区别344

10.14 网关346

10.15 网络打印机348

10.15.1 网络打印机的基本概念348

10.15.2 网络打印机的应用348

10.16 VoIP350

10.16.1 VoIP的基本概念350

10.16.2 VoIP的实现352

10.16.3 VoIP的应用方案354

习题355

第11章 专用计算机与工业控制系统356

11.1 嵌入式系统356

11.1.1 嵌入式系统的概念及特点356

11.1.2 嵌入式系统的结构及分类357

11.2 DSP360

11.2.1 DSP的概念360

11.2.2 DSP的发展历程360

11.2.3 DSP的特性361

11.3 SOPC及其技术364

11.4 微控制器367

11.4.1 什么是微控制器367

11.4.2 微控制器的基本结构368

11.5 工业控制系统372

11.5.1 什么是工业控制系统372

11.5.2 分散控制系统的特点372

11.5.3 现场总线控制系统375

11.5.4 现场总线控制系统的特点375

11.5.5 现场总线控制网络模型376

11.5.6 控制网络和信息网络的集成378

11.5.7 现场总线的标准379

习题380

英文缩略语381

参考文献387