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第1章计算机系统概述1

1.1计算机的发展史1

1.1.1计算机的产生与硬件发展1

1.1.2计算机软件的兴起与发展2

1.1.3计算机的发展展望4

1.2计算机的分类与应用4

1.2.1计算机的分类4

1.2.2计算机的应用5

1.3计算机硬件系统6

1.3.1冯·诺依曼计算机结构6

1.3.2计算机硬件的五大组成部件7

1.4计算机软件系统9

1.4.1系统软件9

1.4.2应用软件10

1.5计算机系统的组织结构10

1.5.1计算机软硬件的关系10

1.5.2计算机系统的多级层次结构11

1.6计算机的工作过程与性能指标12

1.6.1计算机的工作过程12

1.6.2计算机的性能指标14

1.7小型案例实训15

1.8小结16

1.9学习加油站16

1.9.1答疑解惑16

1.9.2考研真题解析17

1.9.3综合题详解19

1.10习题19

第2章存储器系统21

2.1存储器概述22

2.1.1存储器的分类22

2.1.2存储器的层次结构24

2.1.3存储器的主要技术指标25

2.2主存储器26

2.2.1半导体存储器的分类26

2.2.2随机存取存储器结构28

2.2.3只读存储器结构34

2.2.4存储器与CPU的连接方法37

2.2.5提高访存速度的措施43

2.3高速缓冲存储器46

2.3.1Cache在存储体系中的作用46

2.3.2Cache的功能与基本原理46

2.3.3Cache存储器的地址映像47

2.3.4替换策略50

2.4辅助存储器51

2.4.1磁记录的原理51

2.4.2磁记录方式52

2.4.3磁盘存储器54

2.4.4光盘存储器57

2.5小型案例实训60

2.6小结63

2.7学习加油站64

2.7.1答疑解惑64

2.7.2考研真题解析67

2.7.3综合题详解74

2.8习题76

第3章数据在机器层次的表示80

3.1数值数据的表示80

3.1.1进位计数制与计数制之间的转换80

3.1.2无符号数与有符号数83

3.1.3原码表示84

3.1.4补码表示85

3.1.5反码表示88

3.2数的定点表示与浮点表示89

3.2.1定点表示89

3.2.2浮点表示91

3.2.3浮点数阶码的移码表示法92

3.2.4定点数与浮点数的比较94

3.3文字数据的表示94

3.3.1字符与字符串的表示95

3.3.2汉字的表示96

3.4数据校验码98

3.4.1奇偶校验码98

3.4.2海明校验码100

3.4.3循环冗余校验码104

3.5小型案例实训106

3.6小结108

3.7学习加油站108

3.7.1答疑解惑108

3.7.2考研真题解析109

3.7.3综合题详解111

3.8习题112

第4章运算器及运算方法114

4.1定点运算114

4.1.1定点补码加减法运算114

4.1.2定点乘法运算119

4.1.3定点除法运算129

4.2浮点四则运算135

4.2.1浮点加减运算136

4.2.2浮点乘除运算139

4.3逻辑运算与移位操作140

4.3.1逻辑运算140

4.3.2移位操作141

4.4运算器的组成与结构144

4.4.1定点运算器144

4.4.2浮点运算器149

4.5小型案例实训150

4.6小结153

4.7学习加油站153

4.7.1答疑解惑153

4.7.2考研真题解析154

4.7.3综合题详解159

4.8习题161

第5章指令系统164

5.1机器指令164

5.1.1指令格式164

5.1.2指令字的长度165

5.1.3指令的地址结构165

5.1.4指令操作码168

5.2寻址方式170

5.2.1寻址的基本概念170

5.2.2指令的寻址方式171

5.2.3操作数的寻址方式171

5.3指令的分类182

5.3.1指令系统的基本要求182

5.3.2数据传输类指令182

5.3.3算术运算类指令183

5.3.4逻辑运算类指令183

5.3.5程序控制类指令184

5.3.6输入输出类指令185

5.3.7字符串类指令186

5.3.8系统控制指令186

5.3.9其他指令187

5.4CISC与RISC技术187

5.4.1CISC到RISC的转变187

5.4.2RISC的要素及特征189

5.4.3CISC机与RISC机的比较191

5.5典型指令系统举例193

5.5.1UltraSPARCⅡ的指令类型193

5.5.2PentiumⅡ的指令系统196

5.6小型案例实训201

5.7小结202

5.8学习加油站203

5.8.1答疑解惑203

5.8.2考研真题解析203

5.8.3综合题详解210

5.9习题211

第6章中央处理器218

6.1CPU的总体结构218

6.1.1CPU的功能218

6.1.2CPU的基本组成219

6.1.3CPU中的主要寄存器220

6.2指令周期223

6.2.1指令周期的基本概念223

6.2.2非访问内存指令的指令周期224

6.2.3存数指令的指令周期225

6.2.4取数指令的指令周期226

6.2.5空操作指令和转移指令的指令周期227

6.2.6五条指令的取指和执行过程228

6.3时序信号的产生与控制229

6.3.1时序信号产生器229

6.3.2时序信号控制方式230

6.4组合逻辑控制器设计233

6.4.1组合逻辑控制器原理框图233

6.4.2组合逻辑设计步骤233

6.5微程序234

6.5.1微程序控制器概述234

6.5.2微指令和微程序236

6.5.3微指令的编码方式与格式237

6.5.4微地址的形成方式241

6.5.5静态微程序设计与动态微程序设计245

6.6流水线处理技术245

6.6.1流水CPU的结构245

6.6.2流水线的分类246

6.6.3流水线的相关问题248

6.7小型案例实训250

6.8小结261

6.9学习加油站262

6.9.1答疑解惑262

6.9.2考研真题解析262

6.9.3综合题详解267

6.10习题270

第7章系统总线273

7.1总线概述273

7.1.1总线的分类273

7.1.2总线特性275

7.1.3总线标准化276

7.1.4总线带宽278

7.2总线结构278

7.2.1总线的结构278

7.2.2总线结构对计算机性能的影响281

7.2.3总线的内部结构282

7.3总线接口284

7.3.1信息的传送方式284

7.3.2接口的基本概念287

7.3.3接口的功能288

7.4总线控制288

7.4.1系统总线的争用与仲裁289

7.4.2控制算法292

7.5小型案例实训293

7.6小结294

7.7学习加油站294

7.7.1答疑解惑294

7.7.2考研真题解析296

7.7.3综合题详解298

7.8习题299

第8章外围设备302

8.1外围设备概述302

8.1.1外围设备的功能302

8.1.2外围设备的分类303

8.2输入设备304

8.2.1键盘304

8.2.2鼠标308

8.3输出设备310

8.3.1CRT显示器310

8.3.2液晶显示器312

8.3.3打印机314

8.4小型案例实训320

8.5小结321

8.6学习加油站321

8.6.1答疑解惑321

8.6.2考研真题解析321

8.6.3综合题详解323

8.7习题324

第9章输入/输出系统326

9.1输入/输出系统概论326

9.1.1外围设备的定时方式326

9.1.2I/O控制的种类328

9.2I/O接口328

9.2.1I/O接口的主要功能328

9.2.2I/O系统的主要组成部件329

9.2.3I/O编址方式330

9.3I/O系统发展的五种类型简述331

9.3.1程序直接控制方式331

9.3.2程序中断方式332

9.3.3直接内存存取方式333

9.3.4通道控制方式334

9.3.5外围处理机方式334

9.4程序的中断335

9.4.1中断335

9.4.2中断系统的作用336

9.4.3中断的分类337

9.4.4程序中断的基本过程337

9.4.5多重中断341

9.5DMA方式342

9.5.1DMA方式的特点及基本操作342

9.5.2DMA使用内存方式343

9.5.3DMA接口344

9.6通道方式347

9.7小型案例实训352

9.8小结353

9.9学习加油站353

9.9.1答疑解惑353

9.9.2考研真题解析355

9.9.3综合题详解361

9.10习题364

参考文献368