全国计算机等级考试四级教程：计算机组成与接口（2018年版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 计算机等级考试
• 四级
• 计算机组成原理
• 接口技术
• 教材
• 2018年版
• 计算机基础
• 硬件
• 考研
• 自学教材

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040488470

版次：1

商品编码：12242223

包装：平装

开本：16开

出版时间：2017-11-01

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（2018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（2018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口程序设计技术。前两部分内容是学好第三部分的基础。
　　《全国计算机等级考试四级教程：计算机组成与接口（2018年版）》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《全国计算机等级考试四级教程：计算机组成与接口（2018年版）》内容，是成为一名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（2018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 8086CPU
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 8251A的编程
5．3．4 8251A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
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特换器
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
7．4．1 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（2018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

前言/序言

　　随着计算机应用技术的普及以及工业信息化的发展，根据生产应用需求，利用廉价的电子元器件开发专用的嵌入式硬件产品已经成为目前广泛的市场需求。
　　本书针对希望掌握计算机硬件开发技术的读者，内容组织上不要求最新和最全，而以掌握开发技术为目标，只要具备了电路知识的读者都能轻松地阅读本书内容，熟悉了解硬件设计的方法和接口芯片程序设计的方法，并通过实践最终成为一名优秀的硬件开发工程师。
　　全书分成8章，第一章介绍计算机组成的基本知识、计算机中的数据表示方法以及CPU的基本结构。尽管CPU的内部技术不断发展，功能越来越强，然而从硬件开发角度出发，更需要关心的是硬件设计的基本原理。因而，本章对功能更强但原理复杂的PentiumCPU不作重点介绍，而是把重点放在8086CPU编程结构的介绍上。第二章介绍存储器的基本类型和与CPU的连接方式。CPU和存储器是构成嵌入式系统硬件的基本单元，只要具备这些基本单元，硬件系统就可以工作了。第三章介绍汇编语言程序设计。由于目前在硬件系统开发中汇编语言的应用越来越少，大量的开发软件巳用C语言来编写，所以本章只是重点介绍8086CPU的指令系统，而对PentiumCPU中的在8086CPU指令系统上所增加的指令不作介绍。本章是学习第四、五章的基础。第四章介绍中断技术。中断技术是硬件系统实时响应外部现场事件的入口点，也是内部任务转换的触发事件。第五章至第八章介绍CPU与外部不同设备的数据交换方式，可以根据所设计硬件系统的具体要求，有选择地掌握这四章中的部分内容。
　　本书第一章、第二章和第八章由赵海春执笔，第六章和第七章由郑榕执笔，其余章节由郑雪峰执笔并负责全‘书的修改和最终定稿。
　　北京工业大学蒋宗礼教授在百忙之中审阅了全书，并提出了许多宝贵的意见，在此表示衷心的感谢。
　　由于编写仓促，疏误之处殷切希望得到读者的批评指正。

深度探索计算机的骨骼与灵魂——《计算机组成与接口技术精要》 您是否曾对计算机的运行原理感到好奇？当您敲击键盘、点击鼠标，屏幕上瞬间呈现出绚丽的图像和流畅的文字时，这背后究竟隐藏着怎样精密的机械和逻辑？《计算机组成与接口技术精要》将带领您深入计算机世界的内核，揭示其最根本的组成部分与最核心的通信机制。这本书并非仅仅罗列技术术语，而是旨在构建一个清晰、系统且富有洞察力的知识体系，帮助您理解从微观的晶体管开关到宏观的系统协同工作，从而真正掌握计算机的“骨骼”与“灵魂”。 本书共分为四个主要部分，每个部分都循序渐进，层层递进，旨在为读者打下坚实的基础。 第一部分：指令集体系结构与微处理器核心 本部分是理解计算机工作机制的起点，我们将从最基本的指令集体系结构（ISA）入手。ISA是软件与硬件之间的桥梁，它定义了计算机能够执行的指令类型、寻址模式以及寄存器的使用方式。我们将详细介绍不同类型的ISA，如CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机），探讨它们的设计理念、优缺点以及在现代计算机设计中的演变。通过对典型ISA（如x86或ARM）的剖析，您将理解CPU如何解码和执行指令，以及指令执行过程中涉及的流水线技术。 接着，我们将深入探讨微处理器的核心。这包括CPU的内部结构，如算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器文件。我们将分析ALU如何执行算术和逻辑运算，控制单元如何协调指令的获取、解码和执行，以及寄存器文件在数据暂存和高速访问中的关键作用。此外，我们还会介绍CPU的时钟信号、中断处理机制以及超标量和乱序执行等提高处理器性能的关键技术。通过对CPU工作原理的深入理解，您将能够更好地把握软件性能优化的方向。 第二部分：存储器层次结构与数据管理 计算机的强大能力很大程度上依赖于其高效的数据处理和存储能力。本部分将全面解析计算机的存储器层次结构，从最快的寄存器，到高速缓存（Cache），再到主存储器（RAM），最后到慢速但容量巨大的外部存储（如硬盘和固态硬盘）。我们将深入探讨每一级存储器的特性、容量、速度以及它们之间的协同工作方式。 在缓存方面，我们将详细讲解缓存的工作原理，包括缓存的组织方式（直接映射、全关联、组相联）、写策略（写回、写通）以及缓存替换算法（LRU、FIFO）。理解缓存的命中率和失命率对优化程序性能至关重要。 在主存储器部分，我们将介绍DRAM（动态随机存取存储器）的工作原理、内存控制器以及内存管理单元（MMU）。MMU在实现虚拟内存、保护内存空间以及提高内存利用率方面扮演着核心角色。我们将探讨分段、分页等内存管理技术，理解程序如何在有限的物理内存中运行。 对于外部存储，我们将介绍不同存储介质（如HDD、SSD）的读写原理、接口技术（如SATA、NVMe）以及文件系统的组织方式。了解这些底层存储机制有助于我们更好地管理和优化数据存储。 第三部分：输入输出（I/O）系统与通信接口 计算机并非孤立的系统，它需要与外部世界进行交互。本部分将聚焦于计算机的输入输出（I/O）系统，涵盖各种I/O设备及其与CPU和存储器之间的通信方式。 我们将详细介绍I/O端口、I/O控制器以及I/O总线。理解CPU如何通过I/O端口向外设发送指令和数据，以及如何接收外设的响应。我们将分析不同的I/O数据传输模式，包括程序查询方式、中断驱动方式和DMA（直接存储器访问）方式，并深入探讨DMA在减轻CPU负担、提高I/O效率方面的关键作用。 本部分还将重点介绍各种通信接口技术。我们将从传统的串行接口（如RS-232）和并行接口（如Centronics）讲起，逐步深入到现代高速接口，如USB（通用串行总线）、PCIe（PCI Express）、SATA等。我们将分析这些接口的工作原理、传输协议、带宽特性以及在不同应用场景下的优势。此外，我们还将探讨网络接口（如以太网卡）的工作原理，以及其在数据通信中的作用。 第四部分：总线系统与系统互联 总线是计算机内部各个部件之间进行信息交换的“高速公路”。本部分将深入探讨计算机的总线系统。我们将分析不同类型总线的设计，如数据总线、地址总线和控制总线，以及它们各自的功能和宽度。 我们将详细介绍各种总线标准，包括早期的ISA、EISA、VESA Local Bus，以及现代主流的总线，如PCI、PCI-X和PCI Express（PCIe）。我们将分析这些总线的性能特点、扩展性以及在现代主板设计中的地位。 此外，我们还将讨论总线仲裁机制，以解决多个设备同时访问总线时可能出现的冲突。我们将介绍不同仲裁方式，如链式查询、独立请求和分布式仲裁。 最后，本部分还将触及更广泛的系统互联概念，包括多处理器系统、分布式系统以及嵌入式系统中的总线和互联技术。我们将探讨如何构建更大、更复杂的计算系统，并理解不同层次的互联对系统整体性能的影响。 《计算机组成与接口技术精要》的编写目标是： 系统性： 覆盖计算机组成与接口技术的关键知识点，构建一个完整的知识体系。 深度性： 不仅介绍“是什么”，更深入探讨“为什么”和“如何工作”，提供深刻的原理分析。 前沿性： 结合现代计算机设计理念和技术发展趋势，介绍最新的技术和概念。 实践性： 通过清晰的解释和案例分析，帮助读者将理论知识应用于实际问题。 本书适合所有对计算机底层原理感兴趣的读者，包括计算机科学与技术专业的学生、软硬件工程师、嵌入式系统开发者，以及任何希望深入了解计算机工作机制的爱好者。通过阅读本书，您将能够： 理解CPU的工作流程： 从指令的获取到最终结果的产生，洞悉CPU的每一个动作。 优化程序性能： 了解存储器层次结构和缓存机制，从而编写出更高效的代码。 掌握硬件接口原理： 理解不同外设如何与计算机通信，为硬件选型和系统集成提供指导。 构建和理解复杂系统： 能够分析和设计更复杂的计算机系统和网络连接。 提升技术视野： 为进一步学习操作系统、编译原理、嵌入式系统等高级课程打下坚实基础。 《计算机组成与接口技术精要》将是您通往计算机技术深度探索之路的可靠伙伴，它将点亮您心中的技术火花，让您对计算机拥有全新的认知。

评分☆☆☆☆☆

这本书在介绍外设接口和输入输出（I/O）系统时，给了我很大的启发。之前对于各种外设，比如键盘、鼠标、显示器、打印机等，我只知道它们的功能，但完全不清楚它们是如何与计算机主机进行通信的。这本书从I/O端口、I/O控制方式（如程序查询、中断I/O、DMA）这些基础概念入手，详细讲解了外设数据传输的原理和流程。它让我明白，原来这些看似简单的操作，背后却有着精密的硬件和软件协同工作。我尤其对书中关于中断和DMA在I/O系统中的应用讲解印象深刻，理解了它们是如何显著提高I/O操作的效率，减轻CPU的负担。这本书的优势在于，它将抽象的硬件原理与实际的外设应用紧密结合，让我能够更好地理解计算机系统是如何与外部世界进行信息交互的。它不仅仅是理论知识的传授，更是对计算机系统“连接”和“交互”能力的深度解读，让我对计算机的整体运作有了更全面、更深刻的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节安排和知识点递进，真的非常适合我这种零基础的备考者。我之前对计算机组成的认知可以说是模糊不清，只知道CPU、内存这些名词，但它们之间是怎么工作的，一点概念都没有。这本书从最基本的数字逻辑电路开始，循序渐进地讲解了计算机硬件的构成和工作原理。它的语言风格非常朴实易懂，没有过多晦涩难懂的专业术语，即使是初学者也能很快跟上节奏。我很喜欢它在讲解一些复杂概念时，会穿插一些非常形象的比喻，比如把CPU比作“大脑”，内存比作“工作台”，这让我更容易理解抽象的计算机概念。而且，这本书的编排非常合理，每个章节都会有相关的习题，可以及时检验学习效果，巩固知识点。特别是关于指令集、寻址方式、中断处理这些章节，讲解得非常透彻，让我理解了计算机是如何执行程序、处理外部信号的。我原本以为这些内容会非常枯燥，但读下来之后，发现非常有意思，甚至有点“着迷”的感觉。它让我看到了计算机“工作”的内在逻辑，不再是简单的“输入-输出”，而是充满精妙设计的运算过程。这本书的价值在于，它能够帮助我们构建起一个完整的计算机组成知识体系，为通过考试打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书在理解计算机的“执行过程”方面，做得相当到位。很多教程可能只停留在介绍CPU的构成，但这本书却深入到指令的获取、解码、执行和写回这个完整的生命周期。我之前一直对“指令集”这个概念感到困惑，觉得它很抽象。但这本书通过对不同指令格式、寻址方式的详细讲解，让我理解了CPU是如何“读懂”并执行程序的。尤其是关于流水线技术和中断机制的部分，简直是“点睛之笔”。流水线技术让我明白了CPU是如何通过并行处理来提高效率的，而中断机制则让我理解了计算机是如何响应外部事件并及时处理的。这些内容不仅是对考试知识点的讲解，更是对计算机性能优化和系统响应原理的深刻剖析。我特别喜欢书中通过图示和流程图来展示指令执行的每一个环节，这种可视化讲解方式，让我能够清晰地追踪指令的“旅程”，理解CPU内部的工作状态。这本书的价值在于，它不仅仅是知识的堆砌，更是对计算机“思维”和“行动”过程的深度揭示，让我对计算机的强大能力有了更直观的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最深刻印象，绝对是它对于“底层逻辑”的刨析。很多时候，我们学习计算机知识，习惯了停留在应用层，知道怎么用，但对“为什么”却一知半解。这本书就不一样了，它把我们带回了最最基础的层面，从门电路、逻辑门开始，一点点地搭建起CPU、内存、I/O设备等核心组件的运作原理。读这本书就像在解构一台精密的机器，你会看到一个个小小的开关如何组合成复杂的运算单元，指令又是如何被一层层解读并执行的。这种由浅入深、由简至繁的讲解方式，让我对计算机的运行机制有了前所未有的清晰认识。不再是“黑箱操作”，而是能理解背后每一条指令、每一个时钟周期都在做什么。尤其是在讲解总线、接口这些连接硬件的“桥梁”时，作者的笔触相当细腻，让我明白了不同设备之间是如何“沟通”的，信号的传递、时序的控制，这些原本抽象的概念，在书中得到了生动具体的阐述。我曾经对各种接口类型感到困惑，不知道它们的区别和联系，读完这部分，感觉豁然开朗，像是打通了任督二脉。这本书的价值在于，它不仅仅是教会你“怎么做”，更是让你真正“懂”计算机，为后续更深入的学习打下了坚实的基础，感觉自己不再是被动的使用者，而是开始具备了理解和分析的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的重点在于“连接”二字，将看似独立的计算机硬件组件，用逻辑和接口的概念巧妙地串联起来。我之前学习计算机硬件，总觉得CPU、内存、外设是几个孤立的存在，不理解它们之间是怎么配合工作的。这本书则从“总线”和“接口”的角度，为我打开了新世界的大门。它详细讲解了总线的类型、结构以及在计算机系统中的作用，让我明白数据是如何在不同部件之间高速传输的。而接口部分，更是把I/O设备的连接和通信机制讲得明明白白。从端口的定义、控制方式，到中断、DMA（直接内存访问）这些高级机制，这本书都进行了细致的阐述。我之前对中断和DMA的概念一直很模糊，总觉得是“黑箱”操作，但读完这本书，我对它们的工作原理有了清晰的认识，理解了它们是如何提高系统效率、减少CPU负担的。作者在讲解这些内容时，非常注重原理的阐释，并辅以图示和例子，使得即使是比较抽象的硬件通信过程，也变得生动易懂。这本书的价值在于，它不仅仅是介绍单个硬件的功能，更重要的是揭示了整个计算机系统是如何通过“接口”和“总线”实现高效协作的，这对于理解现代计算机的整体架构至关重要。

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从你手握这本书的那一刻起，你就不用对为什么读书而烦恼。

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不错京东活动价格很划算

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刚到手 东西还是比较好的 慢慢看

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书不错，质量很好，给的软件也很不错，手机电脑都可以用，希望这次二级可以一次过

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包装不错，物流快，很愉快地一次购物

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看起来像是正品 慢慢看…

评分☆☆☆☆☆

不错，对考证很有帮助，物流也快

评分☆☆☆☆☆

很满意，从速度到态度都很好