1. 微型计算机的命名及其演变
想当年,计算机领域的老前辈——20世纪40年代诞生的电子管计算机,一台就占地上百平米,可谓庞然大物;后来出现的晶体管计算机、集成电路计算机在体积上大为缩小,相比之下,只能算是小字辈;20世纪70年代以后推出的以微处理器为核心的计算机,因体积又大幅度减小,顺理成章地称为微型计算机。
斗转星移,所谓的微型计算机已成为计算机领域的主流产品,以至于再把“微型”作为主要特色加以强调已无必要。所以,本书中所说的计算机就是不少书中所说的微型计算机。至于计算机领域更高档的产品,比如工作站、服务器、大型机、巨型机等,则不属于本书的讨论范畴。
2. 本书主要特色
本书最主要的特色是在内容组织和体系结构方面的创新。通过两个三结合——原理、技术和应用三结合,硬件、软件和接口三结合——突出了计算机的系统性,把密切相关的硬件、软件和接口与融于其中的原理、技术及应用有机地组织在一起,形成完整的体系,从而使学生能对所学的内容融会贯通,在头脑里建立起完整的、能够运行的计算机系统。
此外,在内容取舍和阐述上注重如下特色:
内容上的先进性。结合当前最先进的计算机硬件、软件和系统来讲述,以适应计算机技术的迅速发展。
突出重点,注重总结。对重点内容和关键技术,既有深入细致的分析和阐述,又有简单明了的概括和总结。
实用性强,例题丰富。书中融入了作者长年从事科研所取得的许多科研成果和大量的典型实例,有助于读者对技术关键和难点的准确理解和灵活运用。
在叙述上,注重层次清楚、说理透彻、语言流畅、深入浅出。
给出常用的英文专业词汇,有助于读者结合教学内容阅读英文专业书刊。
有配套的电子课件,其中容纳了每章的教学内容,并提出了每章重点和教学建议。
3. 本书主要内容
本书以计算机硬件为基础,围绕计算机系统全面展开。全书共分15章,具体内容为:
(1) 计算机系统概述包括系统的组成和结构、基本原理和工作过程;
(2) 指令系统包括计算机的编程结构、寻址方式和指令系统;
(3) 汇编语言程序设计包括汇编语言,程序设计步骤、方法以及典型实例;
(4) 微处理器包括8086、80386和Pentium的工作方式、内部结构和技术特点等;
(5) 存储器包括存储器的体系结构及高速缓存技术;
(6) 主机和外设的数据传输包括查询方式、中断方式和DMA方式;
(7) 串并行通信和接口技术包括8251A和8255A的原理、编程及应用举例;
(8) 中断控制器、DMA控制器和计数器/定时器包括8259A、8237A和8253/54以其多功能接口芯片82380的工作原理、编程方法及其应用举例;
(9) 数模和模数转换包括数模和模数转换的方法、原理以及综合应用举例;
(10) 输入设备和技术包括键盘和鼠标的工作原理及驱动程序;
(11) 输出设备和技术包括CRT和液晶显示器的工作原理和工作方式,针式、喷墨式和激光打印机的工作原理以及和主机的连接方法;
(12) 外存储器包括软盘、硬盘和光盘子系统;
(13) 总线包括ISA、PCI等局部总线及IDE、SCSI、RS\|232\|C、USB等外部总线;
(14) 主机系统包括16位和32位机的系统结构和工作原理;
(15) 操作系统包括MS\|DOS的层次结构、文件系统和系统功能调用,以及Windows的设计思想、体系结构、用户界面和应用软件。
4. 本书的适用对象和适用课程
本书是另一本为计算机专业编写的教材《微型计算机技术及应用(第3版)》的姐妹篇,是专为非计算机专业而编写的教材,前者第1版获第三届全国工科电子类优秀教材一等奖,第2版获北京市教育教学成果一等奖、国家级教学成果二等奖,目前,已被国内400多个学校作为教材。本书在前者基础上保留精华、压缩篇幅、简化内容,又按非计算机专业的特点和要求从系统与应用的角度有所扩充、有所更新,增加了计算机系统概述、汇编语言程序设计两章,增加了综合性、实用性较强的典型实例,比如,马达开环/闭环控制系统、前后台方式的数据处理系统等,增加了液晶显示器和鼠标的工作原理等新的内容,并按新的思路重新编写了指令系统一章。
本书可作为高等院校非计算机专业目前开设的“计算机硬件技术基础”、“计算机原理及应用”、“微型计算机技术及应用”、“微型计算机接口技术及应用”等相关课程的主教材。
本书注重系统性和完整性,围绕计算机系统全面展开,把硬件、软件和接口以及原理、技术及应用融为一体。因此,希望本书能填补国内计算机教材在这方面的空白,为高校非计算机专业开设“计算机系统”课程提供一本具有鲜明特色的主教材。
由于非计算机专业涉及范围非常广,不同学校、不同专业对计算机系统的掌握程度和侧重点在要求上会有所差别,所以在使用本书时,可根据各自的需要和安排有所取舍。
5. 致谢
本书由清华大学计算机系张公忠教授和北京工业大学苏开娜教授进行了认真的审校,并提出了许多宝贵的建议和意见;在本书的编写过程中,祁连秀、付昊桓、王作远、冯刚等做了大量的录入工作;还有,不少朋友对本书的编写给予了许多帮助。在此,对他们表示衷心的感谢。
史嘉权编写了第1、2、3章和9.4、10.2、11.2、15.1节,并对全书进行了统筹编排,戴梅萼编写了其余章节。
由于作者水平有限,书中难免有错误和不足之处,敬请读者提出宝贵意见。