图书前言

2003年,作为上海市教委高等学校“十五”重点规划教材的本书第1版出版后,受到了国内众多高校师生和广大读者的支持和认可,3年多来7次印刷,于2006年6月由教育部审定为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,作者对此深受鼓舞。在此仅向各位同行和广大读者致以我们诚挚的谢意。

为了满足国内高校使用本教材的需要,本书的第2版适时出版了。第2版对第1版中的文字和图表进行了全面修订,对部分内容进行了删节,增加了最新的64位双核微处理器、DDR2存储技术、PCI-Express总线、USB 2.0总线、DVI显示接口、SATA硬盘接口等最新技术的介绍。其中的USB总线、PCI-Express总线、64位双核微处理器、Windows下输入输出程序设计等章节都是重新编写的。鉴于国内高校使用的许多实验设备仍然使用Intel 8251A作为通信接口芯片,本书增加了相关内容介绍。

本书由杨文显主编,杨晶鑫担任副主编。黄春华编写了第2章和第9章,胡建人编写了第5.1节~第5.4节,杨晶鑫编写了第11章,第7章和第9章由寿庆余、杨晶鑫共同编写,其余各章、节由杨文显编写。主编对全书进行了认真地统稿,整理了本书附录。

回首本书第1版出版以来的3年,微型计算机技术处于空前快速的发展之中。可以设想,3年前“主流”PC的机箱里,几乎已经没有哪个部件可以留在当前的G965系统中继续使用了。我们为生活、工作在这样一个时代而骄傲。

杨文显2007.9于上海第1版

前言  本书是上海市教委高等学校“十五”重点规划教材项目之一。作为微型计算机与接口技术的教材,国内已经有不少同类教材,这本书和它们相比有些什么不同?或者说,本书有哪些特点呢?

首先,学习微型计算机的基本原理,用Intel 8086作为基本模型是适宜的。虽然微处理器早已进入32位时代,但是,用32位处理器来讲解微型计算机的组成从教学角度是不适宜的,多年的教学实践已经证明了这一点。但是,Intel 8086仅仅是一个模型,它的许多技术已经过时,要用全新的视角对它的体系认真地审视,摒弃那些已淘汰的技术,淡化过时的技术细节,留下组成微型计算机的基本原理、基本方法。

其次,必须吸收最新的、成熟的主流技术,淘汰过时的技术。需要指出的是,新技术不断涌现,有的新技术被推广和应用,成为主流技术,有的新技术则在前进的浪潮中像一朵浪花一样消逝。所以,必须强调“成熟的、主流的技术”。另一方面,介绍新技术,讲授这些内容的目的在于引导学生建立一个当代微型计算机的具体、准确的模型,让他们理解技术发展和创新的一般规律。所以,讲解这些“新技术”的着重点是:为什么需要这样做?它们的技术原理是什么?它们对计算机整体结构的影响是什么?它们获得成功的原因是什么?也就是说,不能局限于技术本身的细节,背诵和记忆它的条文。仔细阅读本书,可以发现,许多新技术、新器件,是国内其他教材中没有的。

本书的另一个特点是源于实践,本书的作者都是长期从事计算机系统结构领域教学的专业教师,他们在长期的教学实践中积累了丰富的经验。同时,他们又是长期致力于计算机应用系统开发的科技工作者,许多项目获得了各级奖励,取得了很好的社会和经济效益。所以,他们有着丰富的应用系统开发的实际经验。本书每一个技术专题,都力争与实际应用有机地结合起来,所举的例子,大多数都是完整的、可操作的,甚至有的直接来自科研实践。当然,限于篇幅,只能撷取其中的核心部分。

下面是对本书各章内容、特点的简介及部分教学建议。

第1章微处理器及其信号是本书内容的开场,也是整个知识体系的核心。通过对Intel 8086的介绍,读者将理解微处理器的基本结构、工作原理,以及它对整个系统的控制方法。外围芯片是构成系统不可或缺的,但是具体的8086外围芯片是过时的,关键是要说清楚它的功能,抛弃细节。

第2章存储器是构成微型计算机的重要组成部分。如果学生系统地学习过组成原理,可以略讲前面的基本内容,重点介绍存储器的扩充及新型存储器件。反之,则需循序渐进,学时不够时,可以把后面的内容留给学生阅读。新型存储器件是第2章的特色。

第3章讲的是“接口原理”,分析得详细、具体。学透了本章的内容,可以建立有关接口的基本概念,为学习后面的各种接口芯片打下基础。

中断技术一直是初学者的一个难点,第4章对相关知识进行了梳理,特别是针对8259繁杂的工作方式,全章叙述循序渐进又十分系统、完备,相信学习后会有好的效果。

第5章综合介绍了三个接口芯片以及串行通信的基本知识,是内容较多的一章。它的特色是精选了各个例题,既有代表性,与前后各章用例相呼应,又尽量降低难度。

第6章阐述了直接存储器存取的知识,内容简捷明了。

第7章介绍了数模的相互转换,强调了实用性,介绍了这一领域的若干新技术,特别是从科研实践中收录的C语言数据采集程序,是本章一个鲜明的亮点。

第8章开始介绍现代微型计算机的组成。这一章从大量的新技术中抽取了最核心的内容奉献给读者,使读者轻松地了解现代微机的体系结构,同时使前面所学的知识迅速得到升华。这一章凝聚了作者的心血。

第9章是对现代微机基本输入输出设备和通用接口的介绍,内容全面而实用。

第10章阐述了总线的基本知识,重点介绍了最有代表性的三种标准。

第11章用Windows下输入输出程序设计为本书画上了圆满的句号。本章所涉及的内容看似基本,实际上十分繁杂,作者凭着深厚的功底,把相关内容梳理得十分清晰。学习这一章需要学生具备较完整的Visual C++的知识,条件不具备时,可以留作参考。

本书是集体劳动的结晶。主编杨文显拟定了编写大纲,编定了第1章、第3章、第4章、第6章、第8章,协调了整个编写过程,并认真地对全书进行了统稿。寿庆余作为副主编参加了大纲的拟定,编写了第7章和第10章,协助进行了部分统稿工作。胡建人编写了第5章,黄春华编写了第2章和第9章,杨晶鑫编写了第11章。

根据上海市教委的安排,华东理工大学凌志浩教授、上海理工大学杨伟光副教授、上海应用技术学院沈晋源高级工程师对本书初稿进行了认真的审阅。他们对本书作了充分的肯定,同时也提出了改进意见。在此,谨向各位专家表示诚挚的谢意。