全国计算机等级考试四级教程：计算机组成与接口（2016年版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040443059

版次：1

商品编码：11845753

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：248

字数：390000

正文语种：中文

内容简介

　　《全国计算机等级考试四级教程：计算机组成与接口（2016年版）》是根据教育部考试中心颁布的《全国计算机等级考试四级计算机组成与接口考试大纲（2013年版）》的要求编写的。教材内容紧扣考试大纲要求，力求做到简明扼要，在介绍基本概念的同时，把四级计算机组成与接口考试所要求的硬件知识贯穿在教材中。教材的知识包含三部分内容：计算机基本知识；汇编语言程序设计方法和计算机接1：3程序设计技术。前两部分内容是学好第三部分的基础。本教材的内容是计算机组成与接口的基础知识，主要包括微型计算机的基本构成、数据的表示方法、存储器的工作原理和CPU的连接方法、I／O接口芯片的工作原理和程序设计方法以及总线类型等。深入理解和熟练掌握本教材内容，是成为一名优秀的硬件开发工程师所必需的。
　　《全国计算机等级考试四级教程：计算机组成与接口（2016年版）》除作为四级计算机组成与接口考试参考用书外，也可作为高等院校计算机专业“微机原理与应用”课程的教材，同时可作为电子信息、物联网、通信、自动化、测控专业“微机原理”课程的教材。

内页插图

目录

第一章 计算机系统概述
1．1 计算机的基本组成
1．1．1 硬件系统
1．1．2 软件系统
1．1．3 计算机系统层次结构
1．2计算机硬件的主要技术指标
1．2．1 机器字长
1．2．2 主存容量
1．2．3 运算速度
1．3 数据信息的表示
1．3．1 常用记数制及其相互转换
1．3．2 真值和机器数
1．3．3 二一十进制编码
1．3．4 ASCII码
1．3．5 定点数的表示
1．3．6 浮点数的表示
1．4 CPU的基本结构和工作机理
1．4．1 CPU的基本结构
1．4．2 指令和指令周期
1．4．3 指令流水线技术
1．4．4 8086 CPU
1．4．5 Pentium微处理器

第二章 存储器
2．1 概述
2．1．1 存储器的分类
2．1．2 存储器的层次结构
2．1．3 高速存储技术
2．1．4 虚拟存储技术
2．1．5 地址映像技术
2．1．6 替换策略
2．1．7 保护模式下Pentium微处理器的存储管理
2．2 主存储器
2．2．1 主存储器的基本结构和指标
2．2．2 随机存取存储器
2．2．3 只读存储器
2．2．4 存储器与CPU的连接
2．3 辅助存储器
2．3．1 硬磁盘存储器
2．3．2 光盘存储器

第三章 汇编语言程序设计
3．1 概述
3．1．1 机器语言和汇编语言
3．1．2 数据表示
3．2 8086微处理器的寻址方式
3．2．1 立即数寻址
3．2．2 寄存器寻址
3．2．3 直接寻址
3．2．4 寄存器间接寻址
3．3 8086汇编指令系统
3．3．1 可执行指令
3．3．2 不可执行指令
3．4 汇编程序
3．4．1 汇编程序的设计方法
3．4．2 流程图的基本结构
3．4．3 汇编程序基本结构
3．4．4 顺序程序结构
3．4．5 分支程序结构
3．4．6 循环程序结构
3．4．7 子程序结构
3．4．8 中断程序结构

第四章 计算机中断技术
4．1 中断的基本概念
4．1．1 中断的类型
4．1．2 中断的优先级
4．1．3 中断嵌套
4．1．4 中断类型码和中断向量
4．1．5 中断响应和处理过程
4．2 Pentium微处理器的中断
4．3 中断控制器8259A芯片简介
4．3．1 8259A引脚结构
4．3．2 8259A芯片功能
4．3．3 8259A芯片的编程结构
4．3．4 8259A的中断响应过程
4．3．5 8259A编程
4．3．6 8259A应用举例

第五章 计算机和外设的数据交换技术
5．1 概述
5．2 CPU和外设之间的数据传送方式
5．2．1 程序传送方式
5．2．2 中断传送方式
5．2．3 DMA传送方式
5．3 串行通信
5．3．1 基本概念
5．3．2 可编程串行通信接口8251A
5．3．3 825lA的编程
5．3．4 825lA应用举例
5．4 并行通信
5．4．1 可编程并行通信接口8255A
5．4 ．2 8255A的编程
5．4．3 8255A应用举例
5．5 计数器／定时器接口电路8253
5．5．1 8253的编程
5．5．2 8253应用举例

第六章 D／A和A／D转换
6．1 基本概念
6．1．1 计算机的模拟接口
6．1．2 运算放大器的原理及应用
6．1．3 AD7501芯片简介
6．2 D／A转换器
6．2．1 基本工作原理
6．2．2 D／A转换电路常用的参数和术语
6．2．3 DAC0832数／模转换器
6．3 A／D转换器
6．3．1 基本工作原理
6．3．2 A／D转换电路常用的参数和术语
6．3．3 ADC0809芯片简介

第七章 人机接口
7．1 鼠标
7．2 键盘
7．2．1 简单的按键电路
7．2．2 个人计算机键盘原理
7．3 显示
7．3．1 发光二极管
7．3．2 七段数码显示器
7．3．3 液晶显示器
7．4 打印机
7．4．I针式打印机
7．4．2 喷墨打印机
7．4．3 激光打印机
7．4．4 打印机接口

第八章 总线
8．1 概述
8．1．1 总线结构
8．1．2 总线分类
8．1．3 总线的特性
8．1．4 总线的性能指标
8．2 总线的基本功能
8．2．1 总线仲裁控制
8．2．2 总线通信控制
8．2．3 总线数据传送模式
8．2．4 总线驱动及出错处理
8．3 流行PC总线
8．3．1 系统总线
8．3．2 外部总线

附录1 全国计算机等级考试四级
计算机组成与接口考试大纲（2013年版）
附录2 全国计算机等级考试四级
计算机组成与接口样卷及
参考答案
参考文献

《现代计算机体系结构：从原理到实践》 简介： 本书旨在为读者系统性地梳理现代计算机体系结构的核心概念、设计原理及其在实践中的应用。不同于侧重特定考试大纲的教材，本书将目光聚焦于计算机系统最基础、最核心的组成部分，深入剖析其工作机制，并拓展至对现代处理器、存储系统、输入输出设备以及软硬件接口的深入理解。本书的目标是培养读者对计算机系统整体运作的深刻认知，而非应试技巧。 第一章：数字逻辑基础与逻辑门电路 本章将从最基本的数字信号和二进制表示法入手，为理解计算机底层工作原理奠定基础。我们将详细介绍逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能、真值表及其基本逻辑运算。在此基础上，我们将探讨组合逻辑电路的设计，如编码器、译码器、多路选择器和加法器，理解它们如何实现基本的算术和逻辑功能。此外，还会介绍触发器、时序逻辑电路等基本存储单元，为理解寄存器和内存的构成提供理论依据。本章将通过大量图示和示例，帮助读者直观地理解这些基础概念。 第二章：数据的表示与运算 本章深入探讨计算机如何内部表示和处理数据。我们将详细介绍不同数据类型（整数、浮点数）的二进制表示方法，包括原码、反码、补码以及 IEEE 754 标准的浮点数表示。在此基础上，我们将分析各种算术运算（加、减、乘、除）在二进制下的实现方式，以及如何利用硬件电路（如ALU）高效地执行这些运算。我们还会讨论溢出检测、舍入误差等问题，并探讨它们对计算精度的影响。本章将通过对不同数值表示法的比较和算术运算的模拟，加深读者对数据处理过程的理解。 第三章：中央处理器（CPU）结构与指令集 本章将聚焦于计算机的核心——中央处理器（CPU）。我们将剖析CPU的内部结构，包括程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、通用寄存器、算术逻辑单元（ALU）以及控制单元。我们将详细讲解指令周期的各个阶段：取指令、指令译码、执行指令、写回结果。接着，我们将深入探讨指令集架构（ISA），介绍RISC（精简指令集计算）和CISC（复杂指令集计算）两种主要的设计哲学，并分析它们的优缺点。我们将通过讲解不同类型的指令（数据传输、算术逻辑、控制转移、输入输出）及其编码格式，阐述CPU如何理解和执行程序。此外，还将介绍流水线技术、分支预测等提高CPU性能的关键技术。 第四章：存储器层次结构与内存管理 本章将详细阐述计算机存储系统的层次化设计。我们将从CPU内部的寄存器开始，逐级向下介绍高速缓存（Cache）的原理、工作方式（直接映射、组相联映射、全相联映射）及其对程序性能的影响。接着，我们将深入探讨主存储器（RAM）的结构和工作原理，包括DRAM和SRAM的区别，以及内存控制器在数据访问中的作用。最后，我们将介绍虚拟存储器技术，包括页式存储管理、段式存储管理以及它们如何扩展物理内存，提高内存利用率和系统安全性。本章将通过分析缓存命中率、缺页中断等概念，帮助读者理解存储器访问的性能瓶颈和优化策略。 第五章：输入输出（I/O）系统与接口技术 本章将关注计算机与外部设备之间的通信机制。我们将介绍I/O设备的基本分类及其工作原理，如键盘、鼠标、显示器、硬盘等。接着，我们将详细讲解I/O控制器在协调CPU与I/O设备之间数据传输中的作用。我们将深入分析不同的I/O传输模式：程序控制I/O、中断驱动I/O、直接内存访问（DMA）。DMA技术作为一种重要的I/O加速手段，将得到重点讲解，包括其工作原理和对系统性能的提升。此外，本章还会介绍通用I/O接口标准，如USB、PCIe等，以及它们在连接和管理外设方面的作用。 第六章：总线结构与通信协议 本章将深入探讨计算机内部各组件之间数据传输的“高速公路”——总线。我们将介绍不同类型总线（数据总线、地址总线、控制总线）的功能和工作方式。我们将分析串行总线和并行总线在传输速率、复杂度等方面的差异。此外，本章还将介绍总线仲裁机制，解决多个设备同时请求总线访问的冲突问题。我们还会探讨一些常见的总线标准，例如PCI、AGP（虽然已过时，但有助于理解发展演变）以及现代系统中的PCIe，并讲解它们在数据传输速率、带宽和拓扑结构上的特点。 第七章：指令流水线与并行处理 本章将聚焦于提升计算机执行效率的关键技术——指令流水线。我们将详细阐述指令流水线的概念，将其分解为取指令、译码、执行、访存、写回等多个阶段。我们将分析流水线可以带来的理论性能提升，并讨论可能出现的“流水线冒险”（结构冒险、数据冒险、控制冒险）及其解决方法，如指令重排、延迟槽、分支预测等。在此基础上，我们将进一步探讨更高级的并行处理技术，如超标量处理器、乱序执行、多线程等，以及多核处理器的基本概念，从而为理解现代高性能计算提供基础。 第八章：中断与异常处理机制 本章将深入探讨计算机系统处理突发事件和错误情况的关键机制：中断与异常。我们将区分硬件中断（如I/O设备请求）和软件中断（如系统调用），并详细讲解中断向量表、中断服务程序（ISR）的工作流程。我们将分析中断优先级、中断嵌套等概念，以及它们如何确保系统稳定高效地响应各种事件。同时，我们将讨论异常（如除以零、非法指令）的处理过程，以及它们如何保障程序的正确执行和系统的健壮性。本章将通过分析中断和异常处理流程图，帮助读者理解这些机制的精妙设计。 第九章：计算机系统性能评估与优化 本章将引导读者从系统整体层面思考计算机性能。我们将介绍衡量计算机性能的各种指标，如时钟频率、CPI（每条指令的时钟周期数）、指令吞吐率、内存访问延迟等。我们将讨论如何使用性能分析工具（如性能计数器、代码分析器）来识别性能瓶颈。在此基础上，我们将探讨一些常见的性能优化策略，包括算法优化、数据结构选择、指令集选择、缓存优化、I/O优化以及并行计算的应用。本章将鼓励读者将前几章学到的理论知识应用于实际的性能分析和改进。 第十章：现代处理器架构与发展趋势 本章将对前面章节的知识进行升华，探讨现代处理器架构的设计理念和前沿发展。我们将回顾和总结RISC-V等新兴指令集架构的特点和优势。我们将深入分析多核处理器、异构计算（如CPU+GPU）的集成，以及它们在提升并行处理能力方面的作用。此外，我们还将探讨功耗管理、指令集扩展（如SIMD指令集）、以及未来可能的技术发展方向，例如量子计算、神经形态计算等，为读者勾勒出计算机体系结构未来发展的宏伟蓝图。 本书力求在严谨的理论基础上，辅以丰富的实例和图解，帮助读者构建起扎实的计算机系统知识体系。无论您是计算机科学领域的初学者，还是希望深入理解计算机底层运作的专业人士，本书都将是您不可或缺的学习资源。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，采用了比较稳重的配色方案，一看就知道是针对专业考试的教材。我拿到这本书的时候，就被它厚实的质感和精美的印刷吸引了。内容方面，我关注的是关于数字逻辑和逻辑门的部分。虽然我之前有一些基础，但这本书的讲解方式非常清晰，从最基本的逻辑门电路开始，循序渐进地介绍了组合逻辑和时序逻辑。特别是一些复杂的组合逻辑功能，比如全加器、译码器等，书中都给出了非常详细的电路图和真值表，并且通过实例讲解了如何设计和分析这些电路。我最喜欢的是书中对于状态机的设计和分析的部分，它用非常直观的图示和文字解释了有限状态机的概念，以及如何从状态转移图转换成实际的硬件电路。这一点对于我理解CPU的工作原理非常有帮助。此外，书中还涉及了微处理器的工作原理，包括指令周期、指令流水线等概念。虽然这些内容对我来说稍微有些抽象，但作者通过大量的图示和类比，让复杂的概念变得易于理解。我特别欣赏的是书中关于存储器的章节，详细讲解了各种存储器的类型，如SRAM、DRAM、ROM等，以及它们的读写时序和接口电路。这对于我理解计算机的内存管理非常有帮助。总的来说，这本书在数字逻辑和微处理器基础知识方面，提供了非常全面和深入的讲解，对于想要打牢计算机组成基础的读者来说，绝对是一本不可多得的好书。

评分☆☆☆☆☆

我一直对计算机的指令系统和寻址方式非常好奇，这本书在这方面的讲解真是让我眼前一亮。它没有直接枯燥地列举指令，而是从计算机执行程序的基本流程出发，逐步引申出指令的作用和计算机如何理解这些指令。书中对不同类型的指令进行了详细分类，包括数据传送指令、算术逻辑指令、控制转移指令以及输入输出指令等。对于每一种指令，它都给出了清晰的指令格式、操作码和操作数，并且解释了它们在CPU内部是如何被解码和执行的。我特别喜欢的是关于寻址方式的讲解。书中详细介绍了立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址、变址寻址以及相对寻址等各种寻址方式，并且通过具体的指令示例，清晰地展示了CPU如何根据不同的寻址方式从内存或寄存器中获取操作数。这让我深刻理解了指令的灵活性和高效性。此外，书中还讨论了RISC和CISC指令集架构的区别，并分析了它们各自的优缺点，这对于我理解不同处理器设计思路非常有帮助。我还注意到书中对堆栈操作指令的讲解，包括PULL和PUSH指令，以及它们在函数调用和子程序返回中的重要作用。总的来说，这本书在指令系统和寻址方式的讲解上，既有深度又不失广度，对于理解计算机底层的工作原理非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的惊喜在于它对中断和DMA的讲解。我一直觉得这两个概念是计算机系统中非常核心但又容易混淆的部分，而这本书的处理方式简直是神来之笔。它没有直接抛出复杂的概念，而是从实际的应用场景出发，例如当键盘输入或者鼠标点击发生时，计算机是如何快速响应的。然后，它巧妙地引入了中断的概念，并详细解释了中断请求、中断向量表、中断服务程序等关键要素。书中用流程图的方式清晰地展示了中断处理的全过程，包括中断的触发、CPU的状态保存、中断向量的查找以及中断服务程序的执行，最后还有中断返回的处理。这个流程图真的是太直观了，让我一下子就明白了中断机制的精髓。更令我惊叹的是，它还详细讲解了不同类型的I/O接口，特别是那些支持DMA的接口。DMA（直接内存访问）的概念对于提高I/O效率至关重要，而书中对其原理的阐述，包括DMA控制器的工作流程、传输模式（如突发模式、单次模式）以及如何与CPU和内存协同工作，都进行了细致的分解。我尤其喜欢书中对DMA传输过程中数据如何在外设和内存之间进行无CPU干预的独立传输的描述，这让我对计算机的并行处理能力有了更深的认识。而且，书中还给出了一些实际的DMA应用案例，这有助于将抽象的理论知识与实际应用联系起来。总而言之，这本书在中断和DMA这两个关键的I/O和通信机制方面，提供了非常透彻的讲解，对于理解计算机的高效运作非常有帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书在I/O接口设计这一块的内容，可以说是非常接地气。我之前接触过一些I/O编程，但总感觉理解不够深入，特别是对于各种接口芯片的工作原理和电气特性。这本书在这方面给我带来了很大的启发。它详细介绍了各种常见的I/O接口，例如并行接口、串行接口（如UART、SPI、I2C）以及USB接口。对于每一种接口，书中都不仅仅是罗列它的功能，而是深入到其内部的结构和工作原理。例如，在讲解并行接口时，它详细分析了数据总线、控制总线和状态总线的交互过程，以及如何通过端口指令进行数据的读写。在讲到串行接口时，我印象最深刻的是对SPI和I2C协议的讲解。书中用非常形象的比喻和图示，解释了主从设备之间的通信方式，包括数据位的发送和接收、时钟信号的同步以及各种控制信号的作用。这比我之前死记硬背协议要有效得多。此外，书中还涉及了中断驱动I/O和查询式I/O的区别，以及各自的优缺点，这让我对在不同场景下如何选择合适的I/O方式有了更清晰的认识。更重要的是，它还讲解了一些常用的I/O接口芯片，比如8255（并行接口芯片）和8253/8254（可编程定时器/计数器），并提供了它们的工作模式和端口地址的详细说明，甚至还给出了一些利用这些芯片进行简单I/O控制的实例代码。这些内容对于我理解如何通过软件控制硬件I/O设备非常有指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书在数据通路和控制单元的设计方面，给我的感觉是条理清晰、层层递进。我之前对CPU内部的结构一直有点模糊，觉得它是个“黑盒子”，但通过这本书，我感觉自己逐渐看清了它的内部脉络。书中首先从CPU的基本组成部分入手，比如算术逻辑单元（ALU）、寄存器组、指令寄存器、程序计数器（PC）等等，并详细解释了它们各自的功能。然后，它引入了数据通路的概念，通过图示清晰地展示了数据如何在这些部件之间流动，比如数据从内存读取到寄存器，经过ALU进行计算，再写回寄存器或内存的过程。这个数据流动的过程被分解得非常细致，让我能够一步步地理解数据是如何被处理的。更让我印象深刻的是控制单元的部分。书中详细介绍了硬连线控制和微程序控制这两种主要的控制方式，并且通过一些简单的例子，展示了控制单元是如何产生一系列控制信号来协调数据通路中各个部件的工作。例如，在执行一条加法指令时，控制单元需要发出哪些信号来控制ALU选择加法操作，将哪些寄存器的内容送入ALU，以及将ALU的输出写回哪个寄存器。书中对指令周期和时钟信号的作用也进行了详细的阐述，让我理解了CPU是如何在时钟的驱动下，一步一步地执行指令的。总而言之，这本书在CPU的数据通路和控制单元设计方面的讲解，用非常清晰的图示和逻辑推理，帮助我构建了一个对CPU内部运作机制的全面认知。

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不错哦

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希望以后不要把书弄皱。谢谢

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送货员服务态度很好！

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