本书研究了非计算机专业本科生学习计算机基础课程的特点，对书中各个章节的编排尽量做到难度由浅入深，便于读者把课堂学习和自主学习相结合，建议具有硬件技术基础知识的读者直接从第3章开始学习。本书在内容上既考虑了硬件最新知识与传统接口理论的结合，又充分考虑到知识的实践性，同时读者可以应用汇编语言进行编程，完成第7章～第11章中各典型硬件芯片的具体实例应用。

全书共分12章，主要介绍了计算机基础知识、数字电路基础知识、中央处理器、存储器、汇编语言指令系统及程序设计、I/O接口总线技术、中断系统、DMA控制器及应用、典型接口芯片、模数(A/D)和数模(D/A)转换器、单片机等内容。其中第1章和第2章介绍计算机硬件技术基础知识和数字电路知识；第3章和第4章介绍计算机的核心硬件技术知识即中央处理器(CPU)和存储器的基本知识；第5章和第6章介绍汇编语言指令系统和编程知识；第7章～第11章介绍各典型硬件芯片的应用知识；第12章介绍单片机的基础知识。

本书系统地介绍了微型计算机体系中的硬件组成知识和技术应用基础。主要内容包括计算机基础知识、数字电路基础知识、中央处理器、存储器、汇编语言指令及程序设计、I/O接口总线技术、中断系统、DMA控制器及应用、典型接口芯片、模数(A/D)和数模(D/A)转换器、单片机等。为了增强读者对基本概念和理论知识的理解，本书在内容上尽可能做到少而精，知识的安排由浅入深，并给出大量的图例和程序实例。

本书编写的主要目的是使读者获得计算机硬件技术方面的基础知识、基本方法和基本技能，培养学生利用硬件与软件相结合的方法和工具，分析解决本专业及相关专业领域问题的思维方法和初步能力。本书还提供了配套的《计算机硬件技术基础实验指导和习题》，帮助读者强化学习，加深知识的理解。

本书可作为高等学校非计算机本科、专科各专业的计算机硬件技术基础、计算机组成原理及应用、计算机接口教学用书，也可作为研究生的自学用书，还可以作为从事计算机应用开发的科技人员的参考用书。

第1章 计算机基础知识1

 1.1 计算机的发展概述1

1.1.1 计算机的产生1

1.1.2 计算机的发展1

 1.2 微处理器发展概述3

1.2.1 第一代微处理器(1971-1972)3

1.2.2 第二代微处理器(1973-1977)3

1.2.3 第三代微处理器(1978-1983)4

1.2.4 第四代微处理器(1983-1993)4

1.2.5 第五代微处理器(1993-1995)5

1.2.6 第六代微处理器(1995年至今)5

 1.3 微型计算机系统6

1.3.1 微型计算机的硬件组成6

1.3.2 微型计算机的软件组成8

 1.4 微型计算机系统的主要性能指标9

1.4.1 字长9

1.4.2 运算速度9

1.4.3 主存容量10

1.4.4 存取周期10

1.4.5 外围设备的配置10

1.4.6 系统软件配置10

 习题11

第2章 数字电路基础13

 2.1 计算机数制及算术运算13

2.1.1 数制及数制转换13

2.1.2 算术运算16

 2.2 计算机数字电路21

2.2.1 逻辑代数21

2.2.2 门电路24

2.2.3 典型逻辑器件25

 习题31

第3章 中央处理器33

 3.1 CPU的功能和组成33

3.1.1 CPU的功能33

3.1.2 CPU的内部组成33

 3.2 8086/8088的编程结构37

3.2.1 执行单元38

3.2.2 总线接口单元 39

3.2.3 8086/8088的寄存器41

 3.3 8086/8088 CPU的引脚及其功能45

3.3.1 8086/8088的引脚信号45

3.3.2 8086/8088的最小模式47

3.3.3 8086/8088的最大模式50

 3.4 8086/8088的存储器组织与I/O组织55

3.4.1 8086/8088的存储器组织55

3.4.2 8086/8088的I/O组织60

 3.5 8086 /8088的CPU时序60

3.5.1 总线操作周期60

3.5.2 总线读操作周期61

3.5.3 总线写操作周期64

3.5.4 空闲周期66

3.5.5 中断响应周期66

3.5.6 系统复位和启动68

 3.6 CPU举例69

3.6.1 Intel 80286微处理器至80486微处理器69

3.6.2 Intel 80486 CPU体系结构70

3.6.3 Intel Pentium系列微处理器75

3.6.4 Intel Itanium 64位微处理器79

 习题80

第4章 存储器83

 4.1 存储器与存储系统83

4.1.1 存储器的分类83

4.1.2 存储器的主要性能指标84

4.1.3 存储系统的层次结构85

 4.2 半导体存储器86

4.2.1 常用的半导体存储器86

4.2.2 半导体存储器的基本结构及各部分的功能87

4.2.3 半导体随机存储器90

4.2.4 半导体只读存储器91

 4.3 主存储器91

4.3.1 主存储器的基本组成与结构92

4.3.2 主存储器的容量扩展95

4.3.3 存储器与CPU的连接97

4.3.4 高速缓冲存储器100

 4.4 计算机中的内存管理102

4.4.1 DOS下的内存管理102

4.4.2 Windows下的内存管理103

 4.5 外存储设备103

4.5.1 外存储设备概述103

4.5.2 软盘存储器104

4.5.3 硬盘存储器107

4.5.4 虚拟存储器113

4.5.5 光盘存储器113

 习题119

第5章 8086汇编语言指令系统123

 5.1 8086汇编语言指令语句格式123

 5.2 操作数的寻址方式124

5.2.1 立即数寻址(immediate addressing)125

5.2.2 寄存器寻址(register addressing)125

5.2.3 直接寻址(direct addressing)125

5.2.4 寄存器间接寻址(register indirect addressing)126

5.2.5 相对寄存器间接寻址(relative register indirect addressing)128

 5.3 堆栈与堆栈操作130

 5.4 8086指令系统133

5.4.1 数据传送指令(data transfer)133

5.4.2 算术运算指令(arithmetic)139

5.4.3 逻辑运算和移位指令146

5.4.4 串操作指令(string manipulation)150

5.4.5 控制转移指令(control transfer)152

5.4.6 中断指令156

5.4.7 DOS和BIOS调用156

5.4.8 处理器控制指令160

 5.5 指令系统的发展161

5.5.1 对指令系统的要求161

5.5.2 CISC与RISC162

 习题162

第6章 汇编语言程序设计167

 6.1 概述167

 6.2 汇编语言源程序的基本结构和语法168

6.2.1 常用伪指令169

6.2.2 简化段定义伪指令176

6.2.3 常量、变量和标号177

6.2.4 表达式178

 6.3 汇编语言程序设计182

6.3.1 结构化程序设计182

6.3.2 .EXE文件和.COM文件185

6.3.3 汇编语言与高级语言的接口186

 习题189

第7章 I/O接口和总线192

 7.1 输入输出接口基本知识192

7.1.1 接口技术的基本知识192

7.1.2 输入输出传送方式194

7.1.3 I/O端口的寻址方式202

7.1.4 I/O接口读写203

7.1.5 串行接口和并行接口203

 7.2 总线207

7.2.1 总线的概念207

7.2.2 总线分类及特性207

7.2.3 总线的性能指标213

7.2.4 总线结构对计算机系统性能的影响214

7.2.5 总线判决和握手技术215

7.2.6 总线的驱动与控制220

 习题221

第8章 中断系统224

 8.1 中断的概念224

8.1.1 中断源224

8.1.2 中断过程225

8.1.3 中断优先级及嵌套227

 8.2 8086/8088中断系统227

 8.3 中断控制器8259A231

8.3.1 8259A引脚功能231

8.3.2 8259A内部结构232

8.3.3 8259A命令字235

8.3.4 8259A级联237

8.3.5 用8259A实现中断控制239

 习题245

第9章 DMA控制器及其应用249

 9.1 DMA控制器(DMAC)的功能249

 9.2 DMA控制器8237的原理及应用250

9.2.1 引脚及功能250

9.2.2 工作时序252

9.2.3 工作方式253

9.2.4 内部寄存器255

9.2.5 8237的寻址及连接259

9.2.6 初始化261

 习题264

第10章 典型接口芯片265

 10.1 8253可编程计数器/定时器265

10.1.1 概述265

10.1.2 可编程计数器/定时器的原理267

10.1.3 可编程计数器/定时器8253引脚信号和编程结构267

10.1.4 8253的工作模式274

10.1.5 可编程计数器/定时器8253编程实例280

 10.2 并行接口芯片8255A283

10.2.1 并行通信和并行接口283

10.2.2 8255A的内部结构和引脚信号285

10.2.3 8255A控制字287

10.2.4 8255A的工作模式290

10.2.5 8255A的应用302

 10.3 串行通信与串行接口8251A308

10.3.1 串行接口与串行通信308

10.3.2 串行接口标准及串行通信接口314

10.3.3 8251A的基本工作原理317

 习题333

第11章 模数(A/D)和数模(D/A)转换334

 11.1 概述334

 11.2 A/D转换器335

11.2.1 模数转换基本原理335

11.2.2 模数转换主要技术指标338

11.2.3 A/D转换器ADC0809的结构及引脚339

 11.3 D/A转换器345

11.3.1 数模转换基本原理345

11.3.2 D/A转换器的主要性能参数347

11.3.3 8位D/A转换器DAC0832348

11.3.4 DAC0832的接口设计及编程350

 习题353

第12章 单片微型机354

 12.1 单片机及其特点354

 12.2 单片机的发展和应用355

 12.3 Intel单片机系列简介356

12.3.1 MCS-48系列单片机356

12.3.2 MCS-51系列单片机357

12.3.3 MCS-96系列单片机358

 12.4 MCS-51单片机359

12.4.1 MCS-51内部结构359

12.4.2 MCS-51引脚功能360

12.4.3 MCS-51功能部件361

12.4.4 MCS-51寻址方式和指令系统373

12.4.5 MCS-51单片机系统扩展与开发383

 习题391