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第1章 概述 1

1.1计算机发展概况 1

1.1.1计算机发展简史 1

1.1.2现代计算机的特点 4

1.1.3计算机的发展趋势 6

1.2计算机的组成及解题过程 8

1.2.1计算机的组成和大致工作过程 8

1.2.2计算机的五大组成部分及硬件结构 9

1.2.3计算机系统 12

1.2.4计算机的解题过程 21

1.3计算机系统的技术指标 22

1.3.1主频 22

1.3.2字长 22

1.3.3容量 22

1.3.4存取周期 23

1.3.5运算速度 23

1.4计算机的分类及应用 24

1.4.1计算机的分类 24

1.4.2微型计算机的分类 24

1.4.3计算机的应用 25

1.5小结 29

1.6习题 29

1.7参考答案 30

第2章 计算机中数据的表示 32

2.1数值数据 32

2.1.1进位计数制 33

2.1.2进制间的相互转换 36

2.1.3定点数与浮点数 41

2.1.4数的符号表示——原码、补码、反码及阶的移码 44

2.2非数值数据 55

2.2.1逻辑数据 55

2.2.2字符数据 55

2.2.3多媒体数据 58

2.2.4十进制数的编码 60

2.2.5数据校验码 61

2.3小结 62

2.4习题 62

2.5参考答案 64

第3章 计算机中的逻辑电路 66

3.1逻辑代数 67

3.1.1基本逻辑运算与逻辑函数 67

3.1.2复合逻辑运算与复合逻辑函数 68

3.1.3基本定律 69

3.1.4逻辑表达式与真值表之间的相互转化 71

3.1.5逻辑函数的标准形式 72

3.1.6逻辑表达式的化简 76

3.2门电路 80

3.2.13种基本门 80

3.2.2门电路的真值表 81

3.2.3门电路的波形图 81

3.2.4常用的组合门电路 82

3.3逻辑电路的分析与设计 83

3.3.1分析逻辑电路 83

3.3.2设计逻辑电路 85

3.4触发器及寄存器 86

3.4.1触发器 86

3.4.2寄存器 90

3.4.3计数器 92

3.5小结 94

3.6习题 94

3.7参考答案 95

第4章 运算方法和运算器 99

4.1定点加减法运算 99

4.1.1补码加、减法运算 99

4.1.2反码加、减法运算 102

4.1.3定点加、减法中的溢出问题 104

4.1.4加法器 105

4.2定点乘法运算 107

4.2.1原码乘法运算及原码乘法器 107

4.2.2补码乘法运算及补码乘法器 111

4.3定点除法运算 116

4.3.1恢复余数法 116

4.3.2不恢复余数法 117

4.4浮点运算的基本思想 118

4.4.1浮点数加减法的运算规则 119

4.4.2浮点数乘除法的运算规则 122

4.5运算器的基本结构及分类 124

4.5.1运算器的基本组成 124

4.5.2运算器的分类 124

4.6浮点运算器的基本思路 125

4.7小结 126

4.8习题 127

4.9参考答案 128

第5章 存储器 132

5.1存储器概况 132

5.1.1存储器的基础知识 132

5.1.2存储器的分类 132

5.1.3存储系统 134

5.1.4存储器的主要技术指标 135

5.2主存储器的基本结构和工作过程 136

5.2.1随机存取存储器 136

5.2.2只读存储器 140

5.2.3PLA、PAL技术简介 140

5.3主存系统存在的问题及解决方案 141

5.3.1高速缓冲存储器 142

5.3.2交叉存取方式 144

5.3.3虚拟存储技术 145

5.4动态RAM的刷新 147

5.5小结 149

5.6习题 149

5.7参考答案 150

第6章 指令系统 153

6.1指令的分类 153

6.1.1数据传送类指令 153

6.1.2算术逻辑运算类指令 154

6.1.3字符串处理指令 155

6.1.4输入输出指令 156

6.1.5特权指令和陷阱指令 156

6.1.6转移指令 156

6.1.7子程序调用指令 157

6.1.8处理器控制指令 158

6.2指令格式 158

6.2.1指令信息 158

6.2.2指令格式 160

6.3寻址方式 162

6.3.1指令的寻址 162

6.3.2操作数的寻址 163

6.4指令的执行 168

6.4.1指令的执行过程 168

6.4.2指令的执行方式 170

6.5小结 172

6.6习题 172

6.7参考答案 174

第7章 控制器 175

7.1控制器的组成及工作过程 175

7.1.1控制器的基本功能 175

7.1.2控制器的组成 176

7.1.3控制器的工作过程 178

7.2控制器的控制方式 178

7.3总线 180

7.3.1CPU内部总线 180

7.3.2系统总线 182

7.3.3微处理器的总线结构 183

7.4中断系统 184

7.4.1问题的提出 184

7.4.2中断系统的功能 185

7.4.3中断系统的结构及工作过程 186

7.5控制器的常规逻辑设计法 188

7.6微程序设计思想 189

7.7小结 195

7.8习题 195

7.9参考答案 197

第8章 输入／输出子系统 200

8.1直接程序控制方式 200

8.2程序中断控制方式 202

8.3直接存储器存储方式 207

8.4通道控制方式 212

8.5外围处理机方式 213

8.6小结 214

8.7习题 215

8.8参考答案 216

参考文献 219