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第一章 计算机系统概述 1

第一节 计算机的发展与应用 1

一、计算机的发展 1

二、计算机的应用 2

第二节 计算机系统的组成 3

一、存储程序与冯·诺依曼计算机 3

二、计算机的硬件系统 4

三、计算机的软件系统 6

四、硬件和软件的逻辑等价性 7

五、指令及指令的执行过程 7

第三节 计算机系统的层次结构 8

第四节 计算机的特点、性能指标及分类 9

一、计算机的特点 9

二、计算机的性能指标 10

三、计算机的分类 10

习题一 11

第二章 运算方法与运算器 12

第一节 数值信息的表示法 12

一、数据的机器码表示法 12

二、数据的定点表示 15

三、数据的浮点表示 17

一、字符数据的表示 19

二、汉字的表示 19

第二节 非数值信息的表示法 19

第三节 数值数据的校验 20

一、奇偶校验码 20

二、海明校验码 21

三、循环冗余校验码——CRC码 23

第四节 定点加减运算 25

一、补码加减法运算 25

二、加减法运算的溢出处理 26

三、补码定点加减运算的实现 27

第五节 定点乘法运算 28

一、原码一位乘法 28

二、补码一位乘法 30

三、补码二位乘法 32

第六节 定点除法运算 33

一、定点原码除法 33

二、定点补码除法 35

第七节 浮点数的算术运算 37

一、浮点加法、减法运算 37

二、浮点乘法运算 39

三、浮点除法运算 39

第八节 逻辑运算及实现 39

一、逻辑非 39

二、逻辑或 40

三、逻辑与 40

四、逻辑异或 40

一、加法器及进位系统 41

第九节 定点运算器的组成与结构 41

二、算术逻辑运算单元（ALU） 46

三、定点运算器 49

四、浮点运算器简介 51

习题二 53

第三章 存储系统与存储器 55

第一节 概述 55

一、存储器的基本概念 55

二、存储器分类 55

三、存储器系统的层次结构 56

一、主存储器处于全机的中心地位 57

第二节 主存储器 57

二、主存储器的分类 58

三、主存储器的主要技术指标 58

第三节 半导体随机读写存储器（RAM） 59

一、静态MOS存储器（SRAM） 59

二、动态MOS存储器（DRAM） 62

三、DRAM的研制与发展 63

第四节 非易失性半导体存储器 65

一、掩膜式只读存储器（MROM） 65

二、可编程只读存储器（PROM） 66

三、可擦除可编程只读存储器（EPROM） 66

第五节 主存储器的控制与组成 67

一、存储器容量的扩充 67

五、快擦除读写存储器（FlashMemory） 67

四、电擦除可编程只读存储器（EEPROM） 67

二、存储控制 69

三、存储校验线路 71

第六节 高速存储器 71

一、相联存储器 71

二、多体交叉存储器 72

三、双端口存储器 74

第七节 高速缓冲存储器（Cache） 75

一、高速缓冲存储器的工作原理 75

二、Cache的组织与管理 76

三、奔腾PC机的Cache 78

第八节 虚拟存储器 80

习题三 81

第四章 指令系统 83

第一节 指令系统的发展与性能 83

一、指令系统的发展 83

二、指令系统的性能 84

三、计算机语言与硬件结构的关系 84

第二节 指令格式 85

一、指令操作码与地址码 85

二、指令字长度与扩展方法 87

三、指令格式举例 88

第三节 寻址方式 89

一、指令的寻址方式 89

二、操作数的寻址方式 90

一、指令系统的分类 93

第四节 指令系统的分类与基本指令 93

二、基本指令系统 95

第五节 精简指令系统计算机和复杂指令系统计算机 97

一、精简指令系统计算机（RISC） 97

二、复杂指令系统计算机（CISC） 99

习题四 100

第五章 中央处理部件（CPU） 102

第一节 CPU的功能与组成 102

一、CPU的功能 102

二、CPU的基本组成 102

三、CPU中的主要寄存器 103

一、指令周期 104

第二节 指令周期与时序信号产生器 104

四、操作控制器和时序产生器 104

二、时序信号产生器 111

三、CPU的控制方式 114

第三节 微程序设计技术和微程序控制器 115

一、微程序设计技术 115

二、微程序控制器 121

第四节 组合逻辑控制器与门阵列控制器 123

一、组合逻辑控制器 123

二、门阵列控制器 126

第五节 CPU中的流水线结构 129

一、流水线的工作原理 129

三、流水线中的问题 131

二、流水线分类 131

一、RISCCPU举例 133

第六节 CPU结构举例 133

二、CISCCPU举例 136

第七节 多处理机系统 138

一、计算机系统结构的分类 138

二、多处理机系统 139

习题五 141

第六章 系统总线 143

第一节 系统总线结构 143

一、总线的结构与连接方式 143

二、总线接口 145

一、总线控制 148

第二节 总线的控制与通信 148

二、总线通信 150

第三节 常用总线举例 151

一、PC机常用总线 151

二、标准接口类型 151

习题六 154

第七章 输入输出系统 155

第一节 输入输出系统概述 155

一、输入、输出设备的特性 155

二、输入、输出设备的编址方式 156

三、输入、输出数据的控制方式 157

第二节 程序直接控制方式 158

第三节 程序中断方式 159

一、中断的基本概念 159

二、中断源和中断类型 160

三、中断处理 161

四、程序中断方式的基本接口 162

五、单级中断和多级中断 163

六、中断响应及响应条件 165

七、向量中断 165

第四节 DMA方式 166

一、什么是DMA方式 167

二、DMA的数据传送方式 167

三、DMA控制接口的基本结构 168

第五节 通道方式 170

一、通道的功能 170

二、通道的类型 172

三、通道结构的发展 172

第六节 几种I/O方式的比较 173

习题七 174

第八章 外部设备 175

第一节 外部设备概述 175

一、外部设备的特点 175

二、外部设备的分类 176

第二节 输入设备 176

一、键盘 176

二、图形图像输入设备 177

三、其他输入设备 179

第三节 显示输出设备 180

一、显示设备的分类及有关术语 180

二、字符显示器 182

三、图形图像显示器 184

四、IBM—PC系列机的显示标准 185

第四节 打印输出设备 186

一、点阵式打印机 187

二、激光打印机 189

三、喷墨式打印机 189

一、磁记录原理与记录方式 191

第五节 磁表面存储器 191

二、硬磁盘存储器 192

三、软磁盘存储器 196

四、磁带存储器 197

第六节 光盘存储器 198

一、只读型光盘存储器 199

二、一次写入型光盘存储器 200

三、读写型光盘存储器 201

第七节 移动存储设备 201

一、移动存储设备简介 201

二、优盘的组成 202

习题八 203

参考文献 204