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第1章计算机系统概述 1

1.1计算机的发展史 1

1.1.1计算机的产生与硬件发展 1

1.1.2计算机软件的兴起与发展 2

1.1.3计算机的发展展望 4

1.2计算机的分类与应用 4

1.2.1计算机的分类 4

1.2.2计算机的应用 5

1.3计算机硬件系统 6

1.3.1冯·诺依曼计算机结构 6

1.3.2计算机硬件的五大组成部件 7

1.4计算机软件系统 9

1.4.1系统软件 9

1.4.2应用软件 10

1.5计算机系统的组织结构 10

1.5.1计算机软硬件的关系 10

1.5.2计算机系统的多级层次结构 11

1.6计算机的工作过程与性能指标 12

1.6.1计算机的工作过程 12

1.6.2计算机的性能指标 14

1.7小型案例实训 15

1.8小结 16

1.9学习加油站 16

1.9.1答疑解惑 16

1.9.2考研真题解析 17

1.9.3综合题详解 19

1.10习题 19

第2章存储器系统 21

2.1存储器概述 22

2.1.1存储器的分类 22

2.1.2存储器的层次结构 24

2.1.3存储器的主要技术指标 25

2.2主存储器 26

2.2.1半导体存储器的分类 26

2.2.2随机存取存储器结构 28

2.2.3只读存储器结构 34

2.2.4存储器与CPU的连接方法 37

2.2.5提高访存速度的措施 43

2.3高速缓冲存储器 46

2.3.1Cache在存储体系中的作用 46

2.3.2Cache的功能与基本原理 46

2.3.3Cache存储器的地址映像 47

2.3.4替换策略 50

2.4辅助存储器 51

2.4.1磁记录的原理 51

2.4.2磁记录方式 52

2.4.3磁盘存储器 54

2.4.4光盘存储器 57

2.5小型案例实训 60

2.6小结 63

2.7学习加油站 64

2.7.1答疑解惑 64

2.7.2考研真题解析 67

2.7.3综合题详解 74

2.8习题 76

第3章数据在机器层次的表示 80

3.1数值数据的表示 80

3.1.1进位计数制与计数制之间的转换 80

3.1.2无符号数与有符号数 83

3.1.3原码表示 84

3.1.4补码表示 85

3.1.5反码表示 88

3.2数的定点表示与浮点表示 89

3.2.1定点表示 89

3.2.2浮点表示 91

3.2.3浮点数阶码的移码表示法 92

3.2.4定点数与浮点数的比较 94

3.3文字数据的表示 94

3.3.1字符与字符串的表示 95

3.3.2汉字的表示 96

3.4数据校验码 98

3.4.1奇偶校验码 98

3.4.2海明校验码 100

3.4.3循环冗余校验码 104

3.5小型案例实训 106

3.6小结 108

3.7学习加油站 108

3.7.1答疑解惑 108

3.7.2考研真题解析 109

3.7.3综合题详解 111

3.8习题 112

第4章运算器及运算方法 114

4.1定点运算 114

4.1.1定点补码加减法运算 114

4.1.2定点乘法运算 119

4.1.3定点除法运算 129

4.2浮点四则运算 135

4.2.1浮点加减运算 136

4.2.2浮点乘除运算 139

4.3逻辑运算与移位操作 140

4.3.1逻辑运算 140

4.3.2移位操作 141

4.4运算器的组成与结构 144

4.4.1定点运算器 144

4.4.2浮点运算器 149

4.5小型案例实训 150

4.6小结 153

4.7学习加油站 153

4.7.1答疑解惑 153

4.7.2考研真题解析 154

4.7.3综合题详解 159

4.8习题 161

第5章指令系统 164

5.1机器指令 164

5.1.1指令格式 164

5.1.2指令字的长度 165

5.1.3指令的地址结构 165

5.1.4指令操作码 168

5.2寻址方式 170

5.2.1寻址的基本概念 170

5.2.2指令的寻址方式 171

5.2.3操作数的寻址方式 171

5.3指令的分类 182

5.3.1指令系统的基本要求 182

5.3.2数据传输类指令 182

5.3.3算术运算类指令 183

5.3.4逻辑运算类指令 183

5.3.5程序控制类指令 184

5.3.6输入输出类指令 185

5.3.7字符串类指令 186

5.3.8系统控制指令 186

5.3.9其他指令 187

5.4CISC与RISC技术 187

5.4.1CISC到RISC的转变 187

5.4.2RISC的要素及特征 189

5.4.3CISC机与RISC机的比较 191

5.5典型指令系统举例 193

5.5.1UltraSPARCⅡ的指令类型 193

5.5.2PentiumⅡ的指令系统 196

5.6小型案例实训 201

5.7小结 202

5.8学习加油站 203

5.8.1答疑解惑 203

5.8.2考研真题解析 203

5.8.3综合题详解 210

5.9习题 211

第6章中央处理器 218

6.1CPU的总体结构 218

6.1.1CPU的功能 218

6.1.2CPU的基本组成 219

6.1.3CPU中的主要寄存器 220

6.2指令周期 223

6.2.1指令周期的基本概念 223

6.2.2非访问内存指令的指令周期 224

6.2.3存数指令的指令周期 225

6.2.4取数指令的指令周期 226

6.2.5空操作指令和转移指令的指令周期 227

6.2.6五条指令的取指和执行过程 228

6.3时序信号的产生与控制 229

6.3.1时序信号产生器 229

6.3.2时序信号控制方式 230

6.4组合逻辑控制器设计 233

6.4.1组合逻辑控制器原理框图 233

6.4.2组合逻辑设计步骤 233

6.5微程序 234

6.5.1微程序控制器概述 234

6.5.2微指令和微程序 236

6.5.3微指令的编码方式与格式 237

6.5.4微地址的形成方式 241

6.5.5静态微程序设计与动态微程序设计 245

6.6流水线处理技术 245

6.6.1流水CPU的结构 245

6.6.2流水线的分类 246

6.6.3流水线的相关问题 248

6.7小型案例实训 250

6.8小结 261

6.9学习加油站 262

6.9.1答疑解惑 262

6.9.2考研真题解析 262

6.9.3综合题详解 267

6.10习题 270

第7章系统总线 273

7.1总线概述 273

7.1.1总线的分类 273

7.1.2总线特性 275

7.1.3总线标准化 276

7.1.4总线带宽 278

7.2总线结构 278

7.2.1总线的结构 278

7.2.2总线结构对计算机性能的影响 281

7.2.3总线的内部结构 282

7.3总线接口 284

7.3.1信息的传送方式 284

7.3.2接口的基本概念 287

7.3.3接口的功能 288

7.4总线控制 288

7.4.1系统总线的争用与仲裁 289

7.4.2控制算法 292

7.5小型案例实训 293

7.6小结 294

7.7学习加油站 294

7.7.1答疑解惑 294

7.7.2考研真题解析 296

7.7.3综合题详解 298

7.8习题 299

第8章外围设备 302

8.1外围设备概述 302

8.1.1外围设备的功能 302

8.1.2外围设备的分类 303

8.2输入设备 304

8.2.1键盘 304

8.2.2鼠标 308

8.3输出设备 310

8.3.1CRT显示器 310

8.3.2液晶显示器 312

8.3.3打印机 314

8.4小型案例实训 320

8.5小结 321

8.6学习加油站 321

8.6.1答疑解惑 321

8.6.2考研真题解析 321

8.6.3综合题详解 323

8.7习题 324

第9章输入/输出系统 326

9.1输入/输出系统概论 326

9.1.1外围设备的定时方式 326

9.1.2I/O控制的种类 328

9.2I/O接口 328

9.2.1I/O接口的主要功能 328

9.2.2I/O系统的主要组成部件 329

9.2.3I/O编址方式 330

9.3I/O系统发展的五种类型简述 331

9.3.1程序直接控制方式 331

9.3.2程序中断方式 332

9.3.3直接内存存取方式 333

9.3.4通道控制方式 334

9.3.5外围处理机方式 334

9.4程序的中断 335

9.4.1中断 335

9.4.2中断系统的作用 336

9.4.3中断的分类 337

9.4.4程序中断的基本过程 337

9.4.5多重中断 341

9.5DMA方式 342

9.5.1DMA方式的特点及基本操作 342

9.5.2DMA使用内存方式 343

9.5.3DMA接口 344

9.6通道方式 347

9.7小型案例实训 352

9.8小结 353

9.9学习加油站 353

9.9.1答疑解惑 353

9.9.2考研真题解析 355

9.9.3综合题详解 361

9.10习题 364

参考文献 368