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第1章 绪论1

1.1计算机的发展史1

1.1.1发展经历1

1.1.2摩尔定律2

1.2计算机的基本组成3

1.2.1硬件系统3

1.2.2软件系统6

1.3计算机的分类及性能描述7

1.3.1计算机的分类7

1.3.2计算机的性能描述9

习题13

第2章 计算机中的数据表示15

2.1数据编码15

2.1.1数值数据的定点表示15

2.1.2数值数据的浮点表示21

2.1.3 BCD码25

2.2非数值数据的编码27

2.2.1 ASCII码27

2.2.2汉字编码29

2.3检错与纠错编码31

2.3.1奇偶校验码31

2.3.2海明码33

2.3.3循环冗余校验码35

习题36

第3章 运算方法与运算器40

3.1定点数运算40

3.1.1加减运算40

3.1.2乘法运算46

3.1.3除法运算53

3.2算术逻辑单元57

3.2.1典型算术逻辑单元57

3.2.2 74181级联工作58

3.2.3运算器的结构59

3.3浮点运算60

3.3.1浮点加减运算60

3.3.2浮点乘除运算63

习题66

第4章 指令系统68

4.1指令格式68

4.1.1概述68

4.1.2指令格式描述69

4.1.3指令设计71

4.2寻址方式73

4.2.1主存中数据存储方式73

4.2.2寻址方式73

4.3指令系统80

4.3.1传送指令80

4.3.2算术运算指令81

4.3.3逻辑运算指令83

4.3.4移位及循环移位指令84

4.3.5程序控制指令85

4.3.6处理器控制指令86

4.4精减指令集计算机87

4.4.1指令系统的从简到繁87

4.4.2精减指令集计算机的特点87

习题88

第5章 中央处理器91

5.1 CPU的结构91

5.1.1 CPU的功能91

5.1.2构成CPU的主要部件92

5.2指令系统设计94

5.2.1设计CPU的寻址方式94

5.2.2指令的设计95

5.3 CPU执行指令的过程99

5.3.1指令时序99

5.3.2指令执行过程分析101

5.4 CPU的部件设计107

5.4.1组合逻辑控制器的结构107

5.4.2组合逻辑控制器的实现112

5.4.3微程序控制器设计113

习题122

第6章 流水线技术126

6.1概述126

6.1.1流水线的概念126

6.1.2流水线的分类128

6.2流水线的性能分析131

6.2.1吞吐率131

6.2.2加速比134

6.2.3效率134

6.3流水线中的相关137

6.3.1概述137

6.3.2结构相关137

6.3.3数据相关139

6.3.4控制相关142

6.4其他有关技术144

6.4.1超标量处理机144

6.4.2超流水线处理机144

6.4.3超标量超流水线处理机146

6.4.4超长指令字处理机146

习题147

第7章 存储系统148

7.1存储系统概述148

7.1.1存储系统的层次结构148

7.1.2存储器分类148

7.1.3存储器的性能指标149

7.2内部存储器（主存储器）150

7.2.1随机读写存储器150

7.2.2主存储器的组成及接口153

7.2.3只读存储器159

7.2.4动态读写存储器DRAM163

7.2.5相联存储器165

7.3高速缓冲存储器166

7.3.1工作原理166

7.3.2替换算法171

7.3.3主存-cache内容的一致性问题173

7.3.4 cache性能分析173

7.4虚拟存储器175

7.4.1虚拟存储器的概念175

7.4.2虚拟存储器的管理175

习题179

第8章 输入输出系统182

8.1总线182

8.1.1概述182

8.1.2典型总线介绍184

8.2外部设备189

8.2.1输入设备189

8.2.2输出设备193

8.2.3存储器设备197

8.3程序控制输入输出技术209

8.3.1外设接口的编址方式209

8.3.2外设接口的基本模型209

8.3.3程序控制输入输出210

8.4中断方式212

8.4.1中断的基本概念212

8.4.2中断优先级控制215

8.5直接存储器存取216

8.5.1 DMA概述216

8.5.2常用的方法216

8.5.3 DMA的一般过程217

习题218

参考文献221