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目 录 1

第1章概述 1

1.1 计算机的产生与发展 1

1.2计算机的应用 3

1.3计算机的特征 5

1.3.1 冯·诺依曼机的基本特征 5

1.3.2计算机的外部特征 6

1.4 计算机的硬件系统 7

1.5计算机的软件系统 9

1.5.1 系统程序 10

1.5.2应用程序 10

1.5.3几种典型的系统软件及其基本功能 10

1.6计算机系统的层次结构 14

习题 15

第2章数据的表示 17

2.1数制与转换 17

2.1.1 进位制中数的表示 17

2.1.2各种进位制之间的转换 21

2.1.3二进制的优点 25

2.2定点数及其在计算机中的表示 27

2.2.1真值与机器数 28

2.2.2原码 29

2.2.3补码 30

2.2.4反码 32

2.2.5三种码制的比较 33

2.2.6定点数的加减法运算 34

2.3浮点数及其在计算机中的表示 37

2.3.1阶的移码表示 38

2.3.2浮点数的规格化 39

2.3.3浮点数的格式 40

2.3.4 定点表示与浮点表示的比较 42

2.4 十进制数在计算机中的表示 44

2.4.1 十进制数的编码 44

2.4.2 十进制数在机器中的格式 46

2.5 非数值数据在计算机中的表示 47

2.5.1 逻辑数据 47

2.5.2 字符数据 47

2.6.1 数据的传送方式 50

2.6数据传送 50

2.6.2故障的检测与校正 51

习题 52

第3章运算方法与运算器 55

3.1 定点加减法运算 55

3.1.1补码加减法运算 56

3.1.2 溢出判断 58

3.1.3反码加减法运算 60

3.2.1 加法器的结构 61

3.2加法器与进位的传播 61

3.2.2 串行进位链 63

3.2.3单级分组跳跃进位 64

3.2.4多级分组跳跃进位 65

3.3定点乘法运算 69

3.3.1原码一位乘法 69

3.3.2补码一位乘法 72

3.3.3原码两位乘法 76

3.4定点除法运算 78

3.4.1 原码比较法与恢复余数法 78

3.4.2原码不恢复余数法 81

3.5.1 浮点数的加法和减法运算 84

3.5 浮点运算 84

3.5.2 浮点数的乘法和除法运算 86

3.5.3浮点运算器 86

3.6逻辑运算 87

3.7 运算器的组成与结构 89

3.7.1 运算器的基本结构 89

3.7.2 某系列机运算器 91

习题 93

4.1 指令 96

第4章指令系统 96

4.2寻址方式 101

4.3指令的编码 110

4.3.1操作码的编码 110

4.3.2指令格式的优化 113

4.4指令的类型 114

4.5 PDP-11机指令系统 117

4.5.1 PDP-11机指令格式 117

4.5.2 PDP-11系列机寻址方式 118

4.5.4程序状态字 124

4.5.3 内存的编址方式 124

4.5.5指令系统简介 125

4.6 Intel 8086指令系统简介 137

4.7 RISC指令系统 140

习题 143

第5章存储器 146

5.1 概述 146

5.2.1记忆单元的基本原理 150

5.2.2基本存储单元电路 150

5.2半导体随机存取存储器 150

5.2.3 MOS动态RAM分析 153

5.2.4 半导体RAM结构 157

5.2.5存储容量的扩展 160

5.3只读存储器 163

5.3.1掩膜ROM 163

5.3.2 可编程ROM 164

5.3.3 可变程序的ROM 165

5.3.4 只读存储器的容量扩展 166

5.4.1磁表面存储器原理 167

5.4磁表面存储器 167

5.4.2记录方式 169

5.4.3磁盘存储器 170

5.5并行存储器 174

5.6 高速缓冲存储器（Cache） 177

5.6.1 工作原理 177

5.6.2地址映像 179

5.6.3替换算法 181

5.6.4 INTEL 82385 Cache组织 182

5.7虚拟存储器 185

习题 188

第6章控制器 190

6.1控制器的基本功能 190

6.2控制器的基本结构 191

6.2.1指令部件 192

6.2.2 时序部件 194

6.2.3微操作控制信号产生器 195

6.2.4控制台 195

6.3控制器的控制时序 196

6.3.1 时序关系 197

6.3.2 时序部件的逻辑组织 198

6.4控制方式 199

6.5指令的执行 201

6.5.1模拟机 201

6.5.2数据通路及其信息传送的控制 203

6.5.3指令的执行过程 207

6.6组合逻辑控制器 215

6.7微程序控制器 217

6.7.1 微程序控制器的基本原理 217

6.7.2微指令的编码方法 221

6.7.3微程序的顺序控制 223

6.7.4微程序控制的模型机 226

习题 232

第7章输入输出系统 235

7.1 I/O系统概述 235

7.1.1 I/O系统的组成 235

7.1.2外部设备的寻址 236

7.1.3 I/O控制方式 237

7.2.1功能与分类 240

7.2 外部设备 240

7.2.2输入设备 242

7.2.3输出设备 243

7.2.4数据通信设备 245

7.2.5过程控制设备 246

7.3 总线 247

7.4程序查询方式 252

7.4.1 程序查询方式的接口 253

7.4.2程序 254

7.5.1 中断系统 256

7.5程序中断输入输出方式 256

7.5.2程序中断处理过程 258

7.5.3 多重中断 266

7.5.4 中断接口 267

7.6 存储器直接访问（DMA）的I/O方式 268

7.6.1 DMA特点 268

7.6.2 DMA接口控制器 269

7.6.3 DMA传送过程 270

习题 271