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第一章 计算机系统概述1

第一节 计算机的发展与应用1

一、计算机的发展1

二、计算机的应用2

第二节 计算机系统的组成3

一、存储程序与冯·诺依曼计算机3

二、计算机的硬件系统4

三、计算机的软件系统6

四、硬件和软件的逻辑等价性7

五、指令及指令的执行过程7

第三节 计算机系统的层次结构8

第四节 计算机的特点、性能指标及分类9

一、计算机的特点9

二、计算机的性能指标10

三、计算机的分类10

习题一11

第二章 运算方法与运算器12

第一节 数值信息的表示法12

一、数据的机器码表示法12

二、数据的定点表示15

三、数据的浮点表示17

第二节 非数值信息的表示法19

一、字符数据的表示19

二、汉字的表示19

第三节 数值数据的校验20

一、奇偶校验码20

二、海明校验码21

三、循环冗余校验码（CRC码）23

第四节 定点加、减法运算25

一、补码加、减法运算25

二、加、减法运算的溢出处理26

三、补码定点加、减法运算的实现28

第五节 定点乘法运算28

一、原码一位乘法28

二、补码一位乘法30

三、补码两位乘法32

四、阵列乘法器34

第六节 定点除法运算34

一、定点原码除法34

二、定点补码除法37

第七节 浮点数的算术运算38

一、浮点加法、减法运算38

二、浮点乘法运算40

三、浮点除法运算40

第八节 逻辑运算及实现40

一、逻辑非41

二、逻辑或41

三、逻辑与41

四、逻辑异或41

第九节 定点运算器的组成与结构42

一、加法器及进位系统42

二、算术逻辑运算单元47

三、定点运算器50

四、浮点运算器简介52

习题二54

第三章 存储系统与存储器56

第一节 概述56

一、存储器的基本概念56

二、存储器分类56

三、存储器系统的层次结构57

第二节 主存储器58

一、主存储器的基本组成58

二、主存储器处于全机的中心地位59

三、主存储器的分类59

四、主存储器的技术指标60

第三节 半导体随机读写存储器61

一、静态MOS存储器（SRAM）61

二、动态MOS存储器（DRAM）63

三、DRAM的研制与发展65

第四节 非易失性半导体存储器67

一、掩膜式只读存储器（MROM）67

二、可编程只读存储器（PROM）67

三、可擦除可编程只读存储器（EPROM）68

四、电擦除可编程只读存储器（EEPROM）68

五、闪速存储器（Flash Memory）68

第五节 主存储器的控制与组成69

一、存储器容量的扩充69

二、存储控制72

三、存储校验线路74

第六节 高速存储器74

一相联存储器74

二、多体交叉存储器75

三、双端口存储器77

第七节 高速缓冲存储器78

一、高速缓冲存储器的工作原理78

二、Cache的组织与管理79

三、奔腾PC的Cache81

第八节 虚拟存储器83

习题三85

第四章 指令系统87

第一节 指令系统的发展与性能87

一、指令系统的发展87

二、指令系统的性能88

三、计算机语言与硬件结构的关系88

第二节 指令格式89

一、指令操作码与地址码89

二、指令字长度与扩展方法91

三、指令格式举例92

第三节 寻址方式93

一、指令的寻址方式93

二、操作数的寻址方式94

第四节 指令系统的分类与基本指令97

一、指令系统的分类97

二、基本指令系统99

第五节 精简指令系统计算机和复杂指令系统计算机101

一、精简指令系统计算机（RISC）101

二、复杂指令系统计算机（CISC）103

习题四105

第五章 中央处理部件107

第一节CPU的功能与组成107

一、CPU的功能107

二、CPU的基本组成107

三、CPU中的主要寄存器108

四、操作控制器和时序产生器109

第二节 指令周期与时序信号产生器109

一、指令周期109

二、时序信号产生器116

三、CPU的控制方式119

第三节 微程序设计技术和微程序控制器120

一、微程序设计技术120

二、微程序控制器126

第四节 组合逻辑控制器与门阵列控制器128

一、组合逻辑控制器128

二、门阵列控制器131

第五节 CPU中的流水线结构134

一、流水线的工作原理134

二、流水线分类136

三、流水线中的问题136

第六节 CPU结构举例138

一、RISC CPU举例138

二、CISC CPU举例141

第七节 多处理器系统144

一、计算机系统结构的分类144

二、多处理器系统145

习题五147

第六章 系统总线149

第一节 总线的基本概念和结构形态149

一、总线的特性149

二、总线的分类150

三、总线的性能指标150

四、总线的连接方式151

第二节 总线接口152

一、信息的传送方式152

二、接口的基本概念153

三、接口的分类155

第三节 总线的控制与通信155

一、总线控制155

二、总线通信157

第四节 常用总线159

一、常用总线简介159

二、标准接口类型160

习题六163

第七章 输入/输出系统164

第一节 输入/输出系统概述164

一、输入/输出设备的特性164

二、输入/输出设备的编址方式165

三、输入/输出数据的控制方式166

第二节 程序直接控制方式167

第三节 程序中断方式168

一、中断的基本概念168

二、中断源和中断类型169

三、中断处理170

四、程序中断方式的基本接口171

五、单级中断和多级中断172

六、中断响应及响应条件174

七、向量中断175

第四节 DMA方式176

一、什么是DMA方式176

二、DMA的数据传送方式177

三、DMA控制接口的基本结构177

第五节 通道方式179

一、通道的功能179

二、通道的类型181

三、通道结构的发展182

第六节 几种I/O方式的比较182

习题七183

第八章 外部设备184

第一节 外部设备概述184

一、外部设备的特点184

二、外部设备的分类185

第二节 输入设备185

一、键盘185

二、图形图像输入设备186

三、其他输入设备188

第三节 显示输出设备189

一、显示设备的分类及有关术语189

二、字符显示器191

三、图形图像显示器193

四、IBM PC系列机的显示标准194

第四节 打印输出设备195

一、点阵式打印机196

二、激光打印机198

三、喷墨式打印机199

第五节 磁表面存储器200

一、磁记录原理与记录方式200

二、硬磁盘存储器202

三、磁盘阵列206

四、软磁盘存储器206

五、磁带存储器207

第六节 光盘存储器208

一、只读型光盘存储器208

二、一次写入型光盘存储器210

三、读/写型光盘存储器210

第七节 移动存储设备211

一、移动存储器的分类211

二、移动硬盘211

三、各类闪存盘212

习题八214

参考文献215