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第1章 开篇之说1

第2章 概述3

2.1 基本概念3

2.2 层次结构和硬件组成5

2.2.1 计算机的层次结构5

2.2.2 计算机硬件组成5

2.2.3 计算机的简单工作过程6

2.2.4 微机的分类7

2.3 计算机主要技术指标7

2.4 双核处理器技术8

2.4.1 双核处理器8

2.4.2 多核处理器的创新意义8

2.5 应用举例9

第3章 计算机电路基础10

3.1 基本半导体器件10

3.1.1 半导体的导电特性10

3.1.2 半导体二极管11

3.1.3 半导体三极管13

3.1.4 场效应管（FET）15

3.2 门电路17

3.2.1 与门（与运算）17

3.2.2 或门（或运算）17

3.2.3 非门（非运算）18

3.2.4 与非门（与非运算）18

3.2.5 或非门（或非运算）19

3.2.6 与或非门（与或非运算）19

3.2.7 异或门（异或运算）19

3.2.8 逻辑代数初步20

3.3 触发器22

3.3.1 基本RS触发器22

3.3.2 时钟触发器26

3.3.3 D触发器28

3.3.4 JK触发器29

3.3.5 T触发器29

3.4 常用的组合逻辑电路31

3.4.1 编码器和优先编码器32

3.4.2 译码器34

3.4.3 多路选择器37

3.4.4 数值比较器38

3.4.5 半加器和全加器40

3.5 常用的时序逻辑电路41

3.5.1 计数器42

3.5.2 寄存器及其应用43

3.6 计算机中的寄存器（Register）44

3.6.1 寄存器分类（寄存器按功能分）45

3.6.2 8086/8088CPU中的寄存器45

3.6.3 80386CPU中的寄存器47

第4章 数据表示法48

4.1 数制48

4.1.1 进位计数数制48

4.1.2 计算机中使用二进制的原理48

4.1.3 二进制数与十进制数之间的转换48

4.1.4 二进制数与十六进制数之间的转换49

4.1.5 二进制数与八进制数之间的转换50

4.1.6 八进制数、十六进制数和十进制数之间的互相转换50

4.2 定点数表示方法51

4.2.1 几个基本概念51

4.2.2 定点表示法52

4.2.3 定点数的原码、反码和补码表示53

4.2.4 原、反、补码表示举例53

4.2.5 移码表示54

4.3 补码表示法的变换公式55

4.4 浮点数表示方法56

4.4.1 浮点数的规格化56

4.4.2 浮点数表示的基本格式57

4.4.3 浮点数的原码、反码和补码表示57

4.4.4 浮点数举例57

4.4.5 现在微机中的浮点数的表示（IEEE754浮点数标准格式）58

4.5 编码和校验59

4.5.1 BCD码（Binary Coded Decimal）59

4.5.2 BCD码的存储方式及其运算61

4.5.3 字符编码62

4.5.4 检错纠错码64

4.6 应用举例65

第5章 运算方法和运算器67

5.1 移位运算和舍入操作67

5.1.1 移位运算67

5.1.2 舍入操作68

5.2 定点数加减法68

5.2.1 原码加法68

5.2.2 补码加法69

5.2.3 变形补码加法69

5.3 定点原码乘法70

5.3.1 原码一位乘法70

5.3.2 原码2位乘法（不作要求）71

5.4 定点原码除法71

5.4.1 恢复余数法72

5.4.2 加减交替法72

5.5 规格化浮点运算73

5.5.1 规格化浮点补码加减法73

5.5.2 规格化浮点补码乘除法运算74

5.6 逻辑运算74

5.7 定点运算器设计75

5.7.1 运算器的基本结构75

5.7.2 加减法运算器75

5.7.3 基本结构77

5.8 协处理器78

5.8.1 性能78

5.8.2 协处理器的内部结构79

5.8.3 80287和80387的硬件特性79

5.8.4 协处理器的工作方式80

5.9 应用举例80

第6章 指令系统（Instruction Set）82

6.1 指令的分类82

6.2 指令格式83

6.2.1 操作码的组织与编排83

6.2.2 地址码的设计安排84

6.2.3 指令格式84

6.2.4 指令字长86

6.3 寻址方式86

6.4 指令的执行方式91

6.4.1 指令的执行过程91

6.4.2 指令的执行方式91

6.4.3 指令周期与机器周期、时钟周期（如图6-20 所示）92

6.5 应用举例93

第7章 存储器系统95

7.1 概述95

7.1.1 基本概念95

7.1.2 主存储器的主要技术指标95

7.2 半导体存储器96

7.2.1 基本组成及操作96

7.2.2 存储器的工作原理98

7.2.3 存储空间的计算98

7.3 存储元件99

7.4 用存储器芯片构成半导体存储器102

7.5 只读存储器ROM103

7.6 辅助存储器104

7.6.1 磁表面存储器的存储原理104

7.6.2 磁带存储器104

7.6.3 磁盘存储器105

7.6.4 光盘存储器107

7.6.5 优盘（U盘）107

7.7 提高主存储器性能的技术108

7.7.1 概述108

7.7.2 采用双端口存储器108

7.7.3 主存多体交叉存取方式109

7.7.4 高速缓冲存储器Cache110

7.7.5 虚拟存储器（Virtual Memory）112

7.8 存储器的层次结构114

7.8.1 存储器层次结构的特点和追求目标114

7.8.2 存储体系结构的性能指标及其提高的措施115

7.9 应用举例115

第8章 控制器118

8.1 控制器的基本组成118

8.1.1 指令部件118

8.1.2 时序部件119

8.1.3 微操作控制部件（MOCU）119

8.2 控制器的控制方式121

8.3 CPU的总体结构121

8.4 中断系统（Interrupt）123

8.4.1 概述124

8.4.2 基本概念124

8.4.3 中断类型124

8.4.4 中断过程125

8.4.5 多重中断（中断嵌套）126

8.5 应用举例127

第9章 输入输出系统129

9.1 概述129

9.1.1 I/O系统的发展和分类129

9.1.2 I/O子系统的组成131

9.1.3 I/O设备与主机间的通信132

9.2 主机与I/O设备的信息交换方式133

9.2.1 程序控制方式133

9.2.2 程序中断方式134

9.2.3 直接存储器存取方式（DMA）134

9.2.4 通道控制方式137

9.3 输入设备138

9.3.1 输入设备的分类138

9.3.2 键盘138

9.3.3 鼠标138

9.3.4 光学标记阅读机139

9.4 输出设备139

9.4.1 打印机139

9.4.2 显示器139

9.4.3 绘图仪142

9.5 常用接口电路应用143

9.5.1 Intel 8259A中断控制器143

9.5.2 Intel 8253定时器145

9.5.3 Intel 8255可编程外围接口145

9.5.4 Intel 8237A可编程DMA控制器146

9.5.5 用RS-23 2标准串口驱动绘图仪实例146

9.6 应用举例148

第10章 总线系统150

10.1 总线的基本知识150

10.1.1 什么叫总线？150

10.1.2 总线的标准151

10.1.3 总线的分类151

10.1.4 总线的信号组成151

10.1.5 总线的管理151

10.1.6 三态门电路152

10.2 总线结构和信息传输153

10.2.1 总线的信息传输方式153

10.2.2 总线结构153

10.2.3 总线的控制方式155

10.3 常用标准总线156

10.3.1 系统总线标准156

10.3.2 外部总线标准157

习题158

习题一158

习题二163

习题三166

习题四170

习题五177

习题六182