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第一章 概论1

1.1 计算机的基本概念1

1.1.1 计算机与冯·诺依曼体制1

1.1.2 信息的数字化表示3

1.1.3 存储程序工作方式7

1.2 计算机系统的组织8

1.2.1 硬件系统8

1.2.2 软件系统13

1.2.3 系统组成的层次结构15

1.3 计算机的特点与性能指标18

1.3.1 计算机的主要特点18

1.3.2 计算机的主要性能指标19

1.4 计算机硬件系统模型22

1.4.1 模型机系统的总体框架22

1.4.2 模型机系统的组成特点23

本章小结23

思考与练习23

第二章 计算机中的信息表示方法25

2.1 数值型数据的表示方法25

2.1.1 进位计数制25

2.1.2 带符号数的表示33

2.1.3 数的定点表示与浮点表示38

2.2 字符的表示方法44

2.2.1 ASCII码44

2.2.2 汉字编码简介46

2.3 指令信息的表示方法47

2.3.1 指令格式47

2.3.2 指令寻址方式55

2.3.3 指令类型74

2.3.4 指令系统举例84

本章小结87

思考与练习87

第三章 CPU系统90

3.1 概述90

3.1.1 CPU的基本组成90

3.1.2 控制器分类97

3.1.3 时序控制方式99

3.1.4 CPU与外部的信息交换103

3.2 算术逻辑运算部件113

3.2.1 加法单元113

3.2.2 并行加法器与进位逻辑结构114

3.2.3 多功能算术逻辑运算部件117

3.2.4 运算器组织122

3.3 运算方法125

3.3.1 定点加减运算125

3.3.2 定点乘法运算132

3.3.3 定点除法运算142

3.3.4 浮点四则运算148

3.4 CPU模型152

3.4.1 CPU设计步骤152

3.4.2 模型机的指令系统153

3.4.3 模型机的组成与数据通路158

3.5 模型机的组合逻辑控制器164

3.5.1 组合逻辑控制器时序系统164

3.5.2 指令流程与操作时间表167

3.5.3 微命令的综合与产生180

3.5.4 组合逻辑控制方式的优缺点181

3.6 模型机的微程序控制器182

3.6.1 微程序控制的基本原理182

3.6.2 微指令的编码方式与微地址的形成方式184

3.6.3 模型机微指令格式188

3.6.4 模型机微程序设计191

3.7 典型CPU简介200

3.7.1 Intel 8086/8088200

3.7.2 Intel 80386/80486205

3.7.3 Pentium微处理器208

3.7.4 Alpha微处理器211

3.7.5 Cray-1213

3.7.6 Transputer214

3.7.7 双核处理器216

本章小结218

思考与练习219

第四章 存储系统222

4.1 概述222

4.1.1 存储系统的层次结构223

4.1.2 存储器的分类227

4.1.3 存储系统的主要性能指标231

4.2 半导体存储原理及存储芯片232

4.2.1 双极型存储单元与芯片232

4.2.2 静态MOS存储单元与芯片235

4.2.3 动态MOS存储单元与芯片240

4.2.4 半导体只读存储器与芯片246

4.3 主存的组织252

4.3.1 主存设计的一般原则252

4.3.2 主存的逻辑设计254

4.3.3 主存与CPU、系统总线的连接262

4.3.4 主存芯片技术265

4.3.5 动态存储器的刷新268

4.3.6 主存储器的校验269

4.4 磁表面存储器的存储原理272

4.4.1 记录介质与磁头272

4.4.2 读写原理274

4.4.3 磁记录方式276

4.4.4 磁表面存储器的校验280

4.5 提高存储系统性能的一些措施285

4.5.1 高速缓冲存储器286

4.5.2 虚拟存储器290

4.5.3 双端口存储器294

4.5.4 并行存储器295

4.5.5 相联存储器300

本章小结301

思考与练习302

第五章 输入输出设备304

5.1 概述304

5.1.1 输入输出设备的一般功能304

5.1.2 输入输出设备的分类305

5.1.3 输入输出设备与主机系统间的信息交换308

5.2 键盘310

5.2.1 按键的结构311

5.2.2 硬件扫描键盘312

5.2.3 软件扫描键盘314

5.3 显示设备318

5.3.1 概述318

5.3.2 显示方式与显示规格319

5.3.3 CRT显示器显示原理321

5.3.4 LCD显示器显示原理325

5.3.5 屏幕显示与显示缓存间的对应关系328

5.4 打印设备334

5.4.1 概述334

5.4.2 打印机的相关性能指标335

5.4.3 激光打印机336

5.4.4 喷墨打印机338

5.5 磁盘存储器341

5.5.1 概述341

5.5.2 软盘存储器342

5.5.3 硬盘存储器345

5.5.4 磁盘适配器354

5.6 光盘存储器357

5.6.1 概述357

5.6.2 光盘的读写原理358

5.6.3 光盘的特点359

5.6.4 光盘驱动器360

5.7 其他常用的输入输出设备364

5.7.1 光学字符识别设备364

5.7.2 图形图像输入设备365

5.7.3 语音识别设备366

5.7.4 条形码识别仪367

本章小结369

思考与练习369

第六章 输入输出系统371

6.1 概述371

6.1.1 I/O系统组成371

6.1.2 I/O接口逻辑372

6.1.3 I/O系统连接模式376

6.2 总线系统379

6.2.1 总线概述379

6.2.2 总线操作与控制381

6.2.3 总线设计要素383

6.2.4 PCI总线标准384

6.2.5 模型机系统总线的信号组成392

6.3 程序控制传送与接口393

6.3.1 程序直接控制传送393

6.3.2 程序查询控制传送394

6.4 中断控制传送与接口396

6.4.1 中断概念396

6.4.2 中断逻辑398

6.4.3 中断判优400

6.4.4 中断处理404

6.4.5 模型机中断接口与操作406

6.5 DMA控制传送与接口411

6.5.1 DMA概念与原理411

6.5.2 DMA传送操作方式412

6.5.3 模型机DMA传送接口413

6.5.4 模型机DMA传送过程416

本章小结418

思考与练习418

参考文献420