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1.1　计算机的发展状况 1

1.1.1　计算机的定义 1

1.1.2　计算机的发展 1

第1章　计算机系统概论 1

1.1.3　微处理器的发展 3

1.2　计算机系统的组成 4

1.2.1　计算机硬件系统 4

1.2.2　PC系列微机的基本结构 6

1.2.3　计算机软件系统 8

1.3　计算机的应用 9

1.4.2　本课程研究的主要内容 11

1.4　计算机系统的层次结构 11

1.4.1　计算机系统的层次结构的概念 11

1.5　计算机的主要性能指标 12

习题1 13

第2章　计算机中信息的表示方法 15

2.1 概述 15

2.2　数据信息的机内表示方法 16

2.2.1　数值数据在机内的表示 16

2.2.2　进位计数制及相互转换 16

2.2.3　数的符号表示 20

2.2.4　数的小数点表示 22

2.2.5　十进制数据的表示 25

2.3　非数值数据的表示 26

2.3.1　逻辑数据 26

2.3.2　字符编码 26

2.3.3　汉字编码 27

2.3.4　图像（图形）的数字表示 29

2.3.5　语言的计算机表示 29

2.3.6　校验码 30

习题2 30

3.1.2　补码加、减法运算规则 34

3.1.1　补码加、减法所依据的关系 34

3.1　定点数的加法、减法运算 34

第3章　运算方法和运算器 34

3.1.3　溢出的概念及检测方法 36

3.2　二进制加法器 37

3.2.1 半加器 37

3.2.2　全加器 37

3.2.3　加法器 38

3.2.4　十进制加法器 41

3.3　定点乘、除法运算 42

3.3.1　移位操作 42

3.3.2　原码一位乘法 43

3.3.3　阵列乘法器 45

3.3.4　定点除法运算 46

3.4　逻辑运算 49

3.4.1　逻辑与 49

3.4.2　逻辑或 50

3.4.3 逻辑异或 50

3.4.4　逻辑非 50

3.5　定点运算器的组成 50

3.5.1　定点运算器的基本结构 50

3.5.2　集成多功能算术／逻辑运算器 51

3.6　浮点数运算 52

3.6.1　浮点数的加减法 53

3.6.2　浮点数的乘、除法运算 54

习题3 55

第4章　存储器系统 58

4.1　存储器概述 58

4.1.1　基本概念 58

4.1.2　存储器分类 58

4.1.3　存储器的性能指标 60

4.2 半导体存储器 61

4.2.1　半导体存储器概述 61

4.2.2　RAM存储原理 64

4.2.3　半导体RAM芯片 65

4.2.4　半导体只读存储器ROM的工作原理 68

4.3　存储器的组织 71

4.4　辅助存储器 73

4.4.1　磁表面存储器 73

4.4.2　硬磁盘存储器 77

4.4.3　光盘存储器 81

4.5　存储体系的概述 83

4.5.1　存储器的层次结构 83

4.5.2　二级存储体系 83

4.5.3　三级存储体系 84

4.5.4　多级存储体系 84

4.5.5　多级交叉存取 84

4.6.1 高速缓冲存储器的引入 85

4.6　高速缓冲存储器工作原理简介 85

4.6.2　Cache工作原理 86

4.6.3 主存-Cache地址变换的地址映像 87

4.6.4　替换算法 87

4.6.5 主存-Cache内容的一致性问题 87

4.6.6　Cache结构举例 88

4.7　虚拟存储器概念 89

4.8　存储器的校验方法 90

习题4 91

第5章　指令系统 95

5.1　概述 95

5.2.1　机器指令格式 96

5.2　机器指令 96

5.2.2　操作数类型和存储方式 99

5.2.3　指令类型 100

5.2.4　指令助记符 101

5.3　寻址方式 101

5.3.1　指令的寻址方式 101

5.3.2　操作数的寻址方法 101

5.4　RISC技术 104

5.4.1 复杂指令CISC计算机 104

5.4.2 RISC技术的产生 105

习题5 106

5.5　MMX技术 106

第6章 中央处理机的组织 109

6.1 CPU的功能 109

6.2　CPU的基本组成 109

6.2.1 运算部件 109

6.2.2　寄存器设置 110

6.2.3　时序部件 111

6.2.4　控制单元CU 114

6.3　指令的执行过程 115

6.3.1　模型计算机的总体结构 115

6.3.2　模型机的指令系统 118

6.3.3　时序系统 119

6.3.4　指令操作流程 120

6.3.5　指令的微操作序列 123

6.4　组合逻辑控制器的设计 126

6.5　微程序控制器的设计 129

6.5.1　微程序控制的基本原理 129

6.5.2　微程序设计技术 133

6.6 CPU性能设计 137

习题6 139

7.2　总线的基本概念 142

7.2.1　总线的特性 142

7.1　概述 142

第7章 总线及总线互连结构 142

7.2.2　总线的类型 143

7.2.3　系统总线的组成 144

7.2.4　总线的数据传输方式 145

7.3　总线的设计要素 146

7.3.1　信号线类型 146

7.3.2 仲裁方法 147

7.3.3　定时方式 149

7.3.4　总线事务类型 152

7.3.5 总线带宽 152

7.4　总线接口单元 152

7.6　总线标准及发展过程 153

7.5　总线性能指标 153

7.7.1　总线结构的物理实现 161

7.7.2　总线结构概述 161

7.7　总线结构 161

7.7.3　多总线分级结构举例 163

习题7 166

第8章　输入／输出设备 170

8.1　输入／输出设备的分类与特点 170

8.1.1　外设的分类 170

8.2　输入设备 171

8.2.1 键盘 171

8.1.2　外设的特点 171

8.2.2 鼠标器 173

8.2.3　触摸屏 175

8.3　输出设备 176

8.3.1 打印机 176

8.3.2　显示设备 181

习题8 187

第9章　输入／输出系统 189

9.1　I/O接口 189

9.1.1　I/O接口的功能 189

9.1.2　I/O接口的基本组成 190

9.1.3　接口的分类 191

9.2　I/O设备的寻址 192

9.3　I/O数据传输控制方式 194

9.3.1　I/O控制方式 194

9.3.2　程序直接控制的数据传输方式 195

9.4　程序中断控制数据传输 196

9.4.1 中断的基本概念 196

9.4.2 中断结构 199

9.4.3 中断响应及响应的条件 202

9.4.4　向量中断 203

9.4.5　中断服务处理 204

9.5.1　直接存储器访问DMA 205

9.5　DMA直接存储器访问 205

9.5.2　DMA的特点 206

9.5.3　DMA三种工作方式 206

9.5.4　DMA控制器的组成 207

9.5.5　DMA操作过程 208

9.6　通道和I/O处理器方式 210

9.6.1　通道的基本概念 210

9.6.2　输入／输出处理机 211

9.7　常用标准接口举例 212

习题9 216

参考文献 218