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第1章　计算机系统概论1

1-1　计算机的发展与应用1

1-1-1　计算机的发展简史1

1-1-2　计算机的发展趋势2

1-1-3　计算机的分类3

1-1-4　计算机的应用4

1-2　计算机的硬件系统6

1-2-1　计算机硬件的基本组成6

1-2-2　计算机的总线结构7

1-3　计算机的软件系统7

1-3-1　计算机软件的基本概念7

1-3-2　计算机软件的分类8

1-3-3　操作系统的基本功能9

1-3-4　计算机的语言10

1-4　计算机系统的层次结构13

1-4-1　硬件与软件的关系13

1-4-2　计算机系统的层次结构13

1-5　计算机的性能指标14

本章小结15

练习115

第2章　计算机中数据的表示方法16

2-1　计数制及其相互转换16

2-1-1　二进制数及其特点16

2-1-2　计算机中采用二进制数的原因17

2-1-3　八进制数和十六进制数18

2-1-4　计数制的相互转换19

2-2-2　带符号数的表示方法23

2-2-1　机器数和真值23

2-2　数值型数据的表示方法23

2-2-3　定点数和浮点数及其表示方法28

2-3　计算机中的编码32

2-3-1　字符的编码32

2-3-2　十进制数字的编码34

2-3-3　汉字的编码35

2-4　其他信息的表示方法37

2-4-1　语音的计算机表示方法37

2-4-2　图像的计算机表示方法37

2-4-3　图形的计算机表示方法38

2-5　数据校验码38

2-5-1　奇偶校验码39

2-5-3　循环冗余校验码40

2-5-2　交叉校验码40

2-5-4　海明校验码41

本章小结43

练习243

第3章　运算方法和运算部件45

3-1　算术逻辑运算基础45

3-1-1　定点数的加减法运算45

3-1-2　溢出及其判别方法49

3-1-3　移位51

3-1-4　十进制数的运算52

3-1-5　逻辑运算53

3-2　算术逻辑运算单元（ALU）55

3-2-1　加法单元电路55

3-2-2　串行加法器和并行加法器56

3-2-3　并行加法器的进位链57

3-2-4　ALU举例61

3-3　定点数乘法运算64

3-3-1　无符号数一位乘法64

3-3-2　带符号数一位乘法65

3-4　定点除法运算70

3-4-1　无符号数一位除法70

3-4-2　带符号数一位除法73

3-5　浮点数运算74

3-5-1　浮点数的加减法运算74

3-5-2　浮点数的乘除法运算76

3-5-3　浮点数运算器77

本章小结77

练习378

4-1-1　存储系统的层次结构79

第4章　存储系统79

4-1　存储系统的组织79

4-1-2　存储器的分类80

4-2　随机读写存储器81

4-2-1　静态存储器（SRAM）81

4-2-2　动态存储器（DRAM）87

4-2-3　主存储器的组织91

4-2-4　高性能主存储器100

4-3　只读存储器和闪速存储器103

4-3-1　只读存储器103

4-3-2　闪速存储器106

4-4　堆栈110

4-4-1　串联堆栈111

4-4-2　存储器堆栈113

4-5　高速缓冲存储器（Cache）114

4-5-1　Cache存储器的基本原理114

4-5-2　主存与Cache的地址映射116

4-5-3　替换算法120

4-5-4　Cache存储器的读／写过程121

4-5-5　多层次Cache存储器121

4-5-6　奔腾PC的Cache122

4-6　虚拟存储器124

4-6-1　虚拟存储器的基本概念124

4-6-2　页式虚拟存储器126

4-6-3　段式虚拟存储器127

4-6-4　段页式虚拟存储器128

4-6-5　虚拟存储器工作的全过程129

4-6-6　虚拟存储器举例（Pentium机的虚拟存储器）130

4-7　存储保护131

4-7-1　存储区域保护131

4-7-2　访问方式保护132

本章小结133

练习4133

第5章　指令系统135

5-1　指令系统的发展与性能要求135

5-1-1　指令系统的发展135

5-1-2　指令系统的性能要求135

5-1-3　指令与计算机语言的关系136

5-2　指令格式136

5-2-1　指令包含的信息及格式136

5-2-2　指令操作码的扩展技术138

5-3　寻址方式140

5-3-1　操作数的寻址方式140

5-2-3　指令长度与字长的关系140

5-3-2　寻址方式举例（Pentium CPU的寻址方式）144

5-4　指令类型146

5-5　CISC和RISC149

5-5-1　CISC149

5-5-2　RISC的产生与发展150

5-5-3　RISC的特点150

5-6　指令系统举例（Pentium CPU的指令系统）151

本章小结153

练习5154

6-1-1　CPU的功能156

6-1-2　CPU的组成156

6-1　CPU的功能及组成156

第6章　中央处理器156

6-1-3　CPU中的主要寄存器158

6-1-4　操作控制器159

6-2　指令的执行过程159

6-2-1　指令周期160

6-2-2　不需访问主存指令的指令周期161

6-2-3　直接访问主存指令的指令周期164

6-2-4　间接访问主存指令的指令周期166

6-2-5　程序控制指令的指令周期167

6-2-6　指令周期流程图168

6-3　时序部件169

6-3-1　节拍电位与节拍脉冲169

6-3-2　脉冲源170

6-3-3　节拍信号发生器170

6-4-1　微程序控制器172

6-4　微操作控制器172

6-4-2　硬布线控制器179

6-5　流水CPU181

6-5-1　基本概念181

6-5-2　流水线分类182

6-6　多媒体CPU182

6-7　CPU结构举例184

6-7-1　8086 CPU184

6-7-2　80386 CPU185

6-7-3　Pentium微处理器186

本章小结188

练习6188

7-1　总线与总线结构190

7-1-1　总线的基本概念190

第7章　总线系统190

7-1-2　总线的连接方式191

7-1-3　总线的内部结构193

7-1-4　总线结构对计算机系统性能的影响194

7-2　总线接口194

7-2-1　总线接口的基本概念194

7-2-2　总线的控制与通信195

7-2-3　总线的信息传送模式199

7-3　PCI总线200

7-3-1　PCI总线的信号200

7-3-2　PCI总线的操作时序203

本章小结204

练习7205

8-1-1　外围设备的分类206

8-1　计算机外围设备概述206

第8章　计算机的外围设备206

8-1-2　外围设备的一般功能207

8-2　输入设备208

8-2-1　键盘208

8-2-2　鼠标209

8-2-3　图像输入设备210

8-2-4　触摸屏211

8-3　输出设备——显示器212

8-3-1　显示设备的分类与相关概念212

8-3-2　字符显示器213

8-3-3　图形和图像显示216

8-4　输出设备——打印机216

8-4-1　点阵式打印机217

8-4-2　喷墨打印机218

8-4-3　激光打印机219

8-4-4　打印机的发展趋势220

8-5　磁记录的基本原理与记录方式220

8-5-1　磁记录的基本原理220

8-5-2　磁记录介质与磁头221

8-5-3　磁记录方式223

8-6　硬磁盘存储设备224

8-6-1　硬磁盘存储器的结构与分类225

8-6-2　硬磁盘驱动器及硬磁盘控制器226

8-6-3　硬磁盘存储器的技术指标227

8-7　软磁盘存储器228

8-7-1　软磁盘片及记录格式228

8-7-2　软磁盘驱动器和控制器231

8-8-1　磁带机的结构232

8-8　磁带存储设备232

8-8-2　磁带的记录格式234

8-9　光盘存储设备235

8-9-1　光盘存储器的种类236

8-9-2　光盘的读写原理237

8-9-3　光盘存储器的组成238

本章小结238

练习8239

第9章　输入输出系统241

9-1　输入输出（I/O）系统概论241

9-1-1　输入输出设备的编址241

9-1-2　I/O接口（设备控制器）的功能与分类242

9-1-3　I/O数据传送控制方式243

9-2　直接程序控制方式246

9-3-1　中断及其应用247

9-3　程序中断输入输出方式247

9-3-2　中断的产生和响应249

9-3-3　中断响应和中断处理250

9-3-4　程序中断设备接口的组成和工作原理254

9-4　DMA输入输出方式255

9-4-1　DMA三种工作方式256

9-4-2　DMA控制器组成257

9-4-3　DMA传送过程258

9-5　通道控制方式和外围处理机方式260

9-5-1　I/O通道的基本概念260

9-5-2　I/O通道的种类260

9-5-3　通道型I/O处理机（IOP）和外围处理机262

本章小结262

练习9262