第3版前言
本书第2版于2008年出版，迄今已有5年多时间。此次修订的主要原因是:
(1) 需要对第2版中发现的一些疏漏或错误进行修改；
(2) 由于计算机技术的快速发展，需要更新或修订一些陈旧的技术内容，增加一些新的知识点；
(3) 为了更好地适应各类专业相关课程的教学要求，本书需要适当增加一些I/O应用的内容。
此次修订的主要内容有:
(1) 更正了第2版中发现的疏漏或错误；
(2) 为了便于读者的阅读，微调了部分章节的顺序；
(3) 增加了诸如串行总线、PC机新结构、超线程与多核处理器、LCD原理等一些新知识点的介绍；
(4) 增加了一章“通用接口应用”内容，以适应自动化类专业“微型计算机原理与接口技术”等课程的教学要求。
计算机硬件的基本原理是高等学校计算机专业学生必须掌握的一门基础知识。通常可将计算机硬件知识划分为以下几个层次。
(1) 系统层: 主要描述硬件系统的基本功能、结构和操作控制指令；
(2) 模块层: 主要描述硬件系统电路模块的组成以及它们在计算机工作过程中的作用；
(3) 部件层: 主要描述电路模块中数字部件(如寄存器、运算电路、传送门等)的功能与控制，以及它们之间的信息传输关系；
(4) 逻辑层: 主要描述数字部件的逻辑构成和控制信号的逻辑关系；
(5) 电路层: 主要描述实际电路的设计原理和实现方法。
计算机硬件教学主要包括微型计算机原理及应用、微机原理与接口技术、计算机组成原理和计算机工程等传统课程。其中，“微型计算机原理及应用”等课程主要讲述硬件前两个层次的内容；“计算机组成原理”主要讲述硬件前4个层次的内容；而“计算机工程”一般要涵盖硬件所有层次的内容。
计算机硬件课程难学、难教，究其原因主要由于以下这些问题。
(1) 硬件入门的知识面要求较宽；
(2) 硬件线路繁杂难以掌握；(3) 硬件是软件的基础，呈现在学生面前的计算机通常是由软件构成的操作环境，硬件的所有特征已被软件所掩盖；
(4) 硬件实验涉及的内容较多，不认真准备很难达到预期的目的。
传统的计算机硬件课程大多数是以实际的计算机电路为例来讲解其工作原理的，存在着线路过于复杂、内容冗长、难以抓住重点等问题。因此，初学者很难学习和掌握计算机的基本工作原理。
本书是为克服传统硬件课程的缺点，最大限度地减少初学者学习计算机硬件的困难而编写的。书中包括基础、原理、结构与应用三部分内容。在“原理”部分，通过一个充分简化而又不失其完备性的“模型计算机”，向读者深入浅出地介绍了计算机的基本组成和工作原理，内容包含了硬件前4个层次的知识。由于模型计算机的电路要比实际的计算机简单得多，因而读者可以比较容易地掌握计算机电路的组成和工作原理。
为了避免理论知识与实际内容的脱节，在“结构与应用”部分，本书以通用接口芯片和个人计算机为例，以“原理”部分的内容为基础，在硬件的前两个知识层次上，向读者介绍了实际接口芯片的结构与使用、现代个人计算机的体系结构和主要设备的工作原理。简明扼要地介绍了它们之间的相互关系和工作过程。使读者既能深入理解计算机硬件的工作原理，又能全面了解和掌握现代微型计算机的结构和技术。
通过学习本书，软件专业的学生可以快速了解和掌握计算机硬件的精髓，为深入学习软件设计技术、理解操作系统工作原理奠定必要的硬件基础知识；硬件专业的学生可以全面完整地掌握微型计算机的工作原理和体系结构，为进一步深入学习和研究计算机的硬件电路打下良好的基础。对于计算机爱好者而言，这本书与传统的硬件教材不同，它的起点要求较低，只要具备中学的物理和数学知识，就可以自学并掌握其中的内容。
本书共有12章，第1～3章属于“基础”部分，第4～8章属于“原理”部分，第9～12章属于“结构与应用”部分。其中带有“”号的章节为选读内容，它们大多数属于硬件知识第3、4层次中较难理解的内容，跳过这些内容不会影响后面的学习。这些内容可供本科相关专业的学生或想深入了解计算机原理的读者阅读。
本书可作为高职高专或本科院校计算机等相关专业的基础课程教材。其最短教学时间为48学时左右，只需讲授第1～4章和第8章内容，即可基本掌握计算机的基本工作原理；通常的教学时间为64学时左右，需要在最少教学内容的基础上增加第6章和第10章内容；如果作为“微机原理与接口技术”课程的教材，建议增加第9章内容，教学时间增加至80学时左右；如果要全面完整地掌握本书内容，大约需要120学时的教学时间。
为了帮助学生理解所学的内容，可适当增加一些仿真演示实验或教学讨论。在课程结束后，可安排一周左右的时间进行个人计算机组装实践，以加深学生对计算机软硬件的感性认识。
本书第1版及第2版已先后被列入安徽省高等学校省级规划教材、普通高等教育“十一五”国家级规划教材，其各版教材已在我校使用多年，取得了良好的教学效果。
尽管作者力求完美，但限于水平，书中难免会出现错误和疏漏，欢迎读者批评、指正。
张庆平
2014年6月
