计算机硬件基础（基于RISC-V架构）

本书针对没有独立开设模拟电路、数字电路、计算机组成原理、微机原理和汇编语言等偏硬件类课程的软件工程、人工智能和物联网工程等专业，根据专业课程建设及知识结构的要求，从计算机的视角，抽取模拟电路、数字电路、计算机组成原理、微机原理和汇编语言等课程中最基础的知识进行梳理归纳，围绕计算机这个对象，有机地形成一个体系，构成这些专业所必需的计算机硬件基础，目标是使得软件工程、人工智能和物联网工程等专业的学生能够基本理解软件如何通过硬件起作用，软件如何干预硬件，以充实学生的知识结构，满足工程认证的基本要求，为学生软件开发能力的培养提供硬件支撑。
　　本书内容涵盖概述、电子元器件基础、放大电路基础、数字电路基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、指令系统与汇编语言基本语法、输入输出系统、存储器、中央处理器等，同时给出了软硬件协同模式的计算机硬件基础实验指导。
　　本书可作为高等学校软件工程、人工智能和物联网工程等专业的教材或参考书，也可供工程开发人员参考。

第1章概述1
1.1从计算机的出现到无处不在的微型计算机1
1.2计算机硬件支撑软件运行3
1.3文字在计算机中的存储方式——字符编码7
1.4计算机硬件基础知识9
习题10
第2章电子元器件基础11
2.1基本电子元器件11
2.2电路模型和电路定律18
2.3半导体基础知识19
2.4二极管24
2.5晶体管30
2.6场效应晶体管34
2.7常用电子器件的原理与应用39
习题43
第3章放大电路基础44
3.1常用传感器简介44
3.2基本放大电路46
3.3集成运算放大电路50
3.4微型计算机中的常用放大电路54
习题58
第4章数字电路基础59
4.1数制及数制之间的转换方法59
4.2计算机中信息的基本表示方式63
4.3逻辑代数基础69
4.4逻辑函数的表示和化简73
习题81
第5章组合逻辑电路83
5.1组合逻辑电路分析和设计方法83
5.2三态门、编码器和译码器86
5.3数据选择器、数据分配器和数值比较器91
习题95
第6章时序逻辑电路96
6.1触发器的概念、特点和分类96
6.2基本RS触发器97
6.3时钟脉冲控制功能触发器100
6.4时序逻辑电路分析和设计方法104
6.5常用的时序逻辑模块108
习题114
第7章指令系统与汇编语言基本语法116
7.1RISC-V架构概述116
7.2寄存器和寻址方式118
7.3RISC-V基本指令分类解析124
7.4汇编语言的基本语法127
7.5汇编语言工程举例：控制小灯闪烁131
7.6理解汇编工程中的GPI
构件134
习题138
第8章输入输出系统141
8.1中断系统和定时器141
8.2串行通信接口148
8.3ADC模块155
8.4PWM模块161
习题166
第9章存储器169
9.1存储器概述169
9.2RAM的存储单元172
9.2.3DRAM的存储单元174
9.3存储器芯片的扩展175
9.4高速缓冲存储器178
9.5虚拟存储器184
9.6Flash存储器187
习题189
第10章中央处理器194
10.1中央处理器概述194
10.2运算器197
10.3控制器209
10.4硬布线控制器214
10.5微程序控制器218
10.6指令流水线工作原理224
习题226
附录A计算机硬件基础实验指导229
A.1AHL-CH573-EXP计算机硬件基础实验套件简介229
A.2共性操作232
A.3实验一二极管实验236
A.4实验二放大电路实验238
A.5实验三组合电路实验241
A.6实验四时序电路实验244
A.7实验五基于串行通信构件的汇编程序设计247
A.8实验六功能综合实验248
附录BAHL-CH573用户手册249
B.1AHL-CH573简介249
B.2AHL-CH573的引脚250
B.3AHL-CH573的基本操作251
B.4 AHL-CH573的常见问题及解决办法254
参考文献256