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第1章 计算机系统概述 1

1.1 计算机能做什么 1

1.1.1 科学计算 1

1.1.2 信息处理 1

1.1.3 自动控制 2

1.1.4 网络应用 2

1.1.5 多媒体应用 3

1.1.6 办公自动化 3

1.1.7 计算机辅助系统 3

1.2 计算机怎么做 4

1.1.8 人工智能 4

1.2.1 汇编语言程序设计 5

1.2.2 执行程序 6

1.3 计算机硬件和软件 6

1.3.1 计算机硬件 6

1.3.2 计算机软件 10

1.3.3 微机实例 11

1.4 计算机的过去和未来 12

1.4.1 计算机的过去 12

1.4.2 计算机的未来 13

小结 14

习题 15

第2章 运算方法和运算器 16

2.1 数值数据的二进制表示 16

2.1.1 常用的进位计数制 16

2.1.2 各种进位制数之间的转换 18

2.1.3 进制数的算术、逻辑运算 21

2.1.4 计算机中带符号数的表示 22

2.1.5 计算机中小数点的表示 25

2.1.6 BCD 码 27

2.2 非数值数据的二进制表示 28

2.2.1 字符的二进制表示 28

2.2.2 汉字的二进制表示 29

2.2.3 位图图像的二进制表示 32

2.2.4 语音的二进制表示 32

2.3 校验和纠错 32

2.3.1 奇、偶校验 32

2.3.2 横向、纵向奇、偶校验 33

2.3.3 循环冗余校验和海明校验码 33

2.4 定点加、减法运算 34

2.4.1 补码加法运算 34

2.4.2 补码减法运算 35

2.4.3 溢出及其检测的方法 35

2.4.4 加、减法器 36

2.5.1 原码一位乘法 37

2.5 定点乘、除法运算 37

2.5.2 并行乘法器 38

2.5.3 原码一位除法 39

2.5.4 并行除法器 41

2.6 浮点运算 41

2.6.1 浮点加、减法运算 42

2.6.2 浮点加法器 43

2.6.3 浮点乘、除法运算 45

2.7 定点和浮点运算器 45

2.7.1 最简单的运算器 45

小结 47

2.7.2 浮点运算器举例 47

习题 48

第3章 存储系统 50

3.1 存储器概述 50

3.1.1 存储器分类 50

3.1.2 存储器的分级结构 51

3.2 随机存取存储器 52

3.2.1 SRAM 存储器 53

3.2.2 DRAM 存储器 54

3.2.3 内存的性能指标 55

3.2.4 内存的读写周期时序 56

3.2.5 存储器与 CPU 的连接 58

3.2.6 存储器容量的扩展 59

3.3 只读存储器 62

3.4 高速存储器 63

3.4.1 双端口存储器 63

3.4.2 多模块交叉存储器 63

3.4.3 相联存储器 65

3.5 CACHE 存储器 66

3.5.1 CACHE 基本原理 66

3.5.2 内存与 CACHE 的地址映射 68

3.5.3 替换策略 71

3.6 虚拟存储器 71

习题 72

小结 72

第4章 指令系统 76

4.1 指令格式 77

4.1.1 操作码和操作数 77

4.1.2 指令字长度 79

4.1.3 指令助记符 79

4.1.4 RISC 技术 80

4.2 指令的寻址方式 81

4.2.1 顺序寻址方式 82

4.2.2 跳跃寻址方式 82

4.3 操作数的寻址方式 83

4.3.2 立即数寻址方式 85

4.3.1 寄存器寻址方式 85

4.3.3 直接寻址方式 86

4.3.4 间接寻址方式 86

4.3.5 隐含寻址方式 87

4.3.6 相对寻址方式 88

4.3.7 变址寻址方式 88

4.3.8 基址寻址方式 89

4.4 堆栈寻址方式 90

4.4.1 串联堆栈 91

4.4.2 存储器堆栈 92

4.5.1 指令分类 94

4.5 微机指令系统实例 94

4.5.2 指令格式 95

4.5.3 寻址方式 95

4.5.4 指令系统 97

小结 97

习题 97

第5章 中央处理器 100

5.1 中央处理器概述 100

5.1.1 CPU 的功能 100

5.1.2 CPU 的组成 101

5.2.1 指令周期的基本概念 103

5.2 指令周期 103

5.2.2 非访内指令的指令周期 104

5.2.3 访内指令的指令周期 106

5.2.4 MOV 指令的指令周期 107

5.2.5 NOP 指令的指令周期 108

5.2.6 JMP 指令的指令周期 110

5.2.7 指令周期的方框图表示 111

5.3 时序产生器 113

5.3.1 时序信号的概念和作用 113

5.3.2 时序信号产生器 114

5.4 硬布线控制器 116

5.5.1 微程序 117

5.5 微程序控制器 117

5.5.2 微程序控制器 118

5.5.3 CPU 周期和微指令周期 119

5.5.4 机器指令和微指令 120

5.6 现代 CPU 设计技术 120

5.6.1 流水 CPU 120

5.6.2 RISC CPU 124

5.6.3 多媒体 CPU 124

5.6.4 奔腾 CPU 125

小结 127

习题 128

6.1.1 串行和并行总线 130

6.1 总线的基本概念 130

第6章 总线 130

6.1.2 单向和双向总线 131

6.1.3 内部总线结构 132

6.1.4 总线的特性和性能指标 134

6.1.5 总线的分类和标准化 135

6.1.6 总线接口 138

6.1.7 总线结构 139

6.1.8 总线的控制 143

6.2 微机总线实例 145

小结 147

习题 148

7.1 外部设备概述 150

第7章 外部设备 150

7.2 输入设备 151

7.2.1 键盘 151

7.2.2 鼠标 151

7.2.3 图像输入设备 152

7.2.4 声音/语音输入设备 154

7.3 输出设备 154

7.3.1 显示器 154

7.3.2 打印机 160

7.4 外存储设备 162

7.4.1 硬盘 162

7.4.3 光盘 165

7.4.2 软盘 165

7.4.4 优盘 166

小结 167

习题 167

第8章 输入输出系统 169

8.1 基本的输入输出方式概述 169

8.2 查询方式 173

8.3 中断方式 175

8.3.1 中断的概念 175

8.3.2 中断的处理过程 176

8.3.3 中断接口 182

8.4.1 DMA 的基本概念 184

8.4 DMA 方式 184

8.4.2 DMA 的处理过程 186

8.5 其他方式 189

8.5.1 通道方式和外围处理机方式 189

8.5.2 网络方式 190

小结 190

习题 190

附录 192

附录一 ASCII 码控制功能符的解释 192

附录二 Intel8086/8088指令系统主要指令一览表 193

参考文献 196