计算机硬件基础 (21世纪高职高专规划教材)

本书是根据编者讲授该课程的经验和听取同行意见后写成的。本书全面系统地介绍了计算机硬件的工作原理，包括组成计算机硬件的各部件的工作原理、结构及采用的技术。全书分为9章，第1章总体介绍计算机系统；第2章介绍计算机中数据的表示；第3章介绍计算机的基本数字逻辑电路；第4、5章介绍中央处理器和指令系统；第6～9章介绍存储系统、外部存储器、总线及主板、输入输出系统。每章后面均附有大量的练习题，以帮助理解和巩固所学内容。  

本书是根据编者讲授该课程的经验和听取同行意见后写成的。本书全面系统地介绍了计算机硬件的工作原理，包括组成计算机硬件的各部件的工作原理、结构及采用的技术。全书分为9章，第1章总体介绍了计算机系统；第2章介绍了计算机中数据的表示；第3章介绍了计算机的基本数字逻辑电路；第4、5章介绍了中央处理器和指令系统；第6、7、8、9章介绍了存储系统、外部存储器、总线及主板、输入输出系统。每章后面有大量的练习题，以帮助理解和巩固所学内容。
本书充分考虑了实际教学需要和专科层次学生的实际水平，按照循序渐进、理论联系实际、便于自学的原则编写。教材内容适量、适用，叙述清楚，通俗易懂。
本书适用于高等职业学院、高等专科学校、中等职业学院、成人高校、本科院校举办的二级职业技术学院，也可供示范性软件职业技术学院、继续教育学院、民办高校、技能型紧缺人才培养使用，还可供本科院校、计算机专业人员和爱好者参考使用。

第1章　计算机系统概述
关于计算机，我们并不陌生，它的使用极其广泛，但真正了解它的使用者却为数不多。本章主要介绍计算机系统的一些基本概念，包括计算机的发展、分类和应用，计算机的硬件和软件系统，此外还将介绍计算机的性能指标。
　　1.1　计算机的发展、分类和应用
　　1.1.1 计算机的发展简史及发展趋势
计算机是一个广为人知的代名词，是它给我们带来了巨大的方便。那什么是计算机呢?计算机就是一种按程序控制自动进行信息加工的工具。计算机的诞生酝酿了很长一段时间。1946年2月，第一台电子计算机ENIAC在美国加州问世。ENIAC用了18000个电子管和86000个其他电子元件，有两个教室那么大，运算速度却只有每秒300次各种运算或5000次加法，耗资100万美元以上。尽管ENIAC有许多不足之处，但它毕竟是计算机的始祖，揭开了计算机时代的序幕。
计算机的发展到目前为止共经历了60余年。对其发展史的划分有多种方法。其中，从它所采用器件的角度可将其划分为五个时代。
从1946年到1959年这段时期我们称之为“电子管计算机时代”。这是我们的第一代计算机。第一代计算机的内部元件使用的是电子管。由于一部计算机需要几千个电子管，每个电子管都会散发大量的热量，因此，如何散热是一个令人头疼的问题。电子管的寿命最长只有3000小时，计算机运行时常常发生由于电子管被烧坏而使计算机死机的现象。第一代计算机主要用于科学研究和工程计算。
从1960年到1964年，由于在计算机中采用了比电子管更先进的晶体管，所以我们将这段时期称为“晶体管计算机时代”。这是我们的第二代计算机。晶体管比电子管小得多，不需要暖机时间，消耗能量较少，处理更迅速、更可靠。第二代计算机的程序语言从机器语言发展到汇编语言。接着，高级语言FORTRAN语言和COBOL语言相继开发出来并被广泛使用。这时，开始使用磁盘和磁带作为辅助存储器。第二代计算机的体积和价格均有所下降，使用的人也多起来了，计算机工业迅速发展。第二代计算机主要用于商业、大学和政府机关。
从1965年到1970年，集成电路被应用到计算机中，因此这段时期被称为“中小规模集成电路计算机时代”。这是我们的第三代计算机。集成电路（Integrated Circuit）是做在晶片上的一个完整的电子电路，这个晶片比指甲还小，却包含了几千个晶体管元件。第三代计算机的特点是体积更小、价格更低、可靠性更高、计算速度更快。第三代计算机的代表是IBM公司花了50亿美元开发的IBM 360系列。
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