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第1章　概论1

1.1　计算工具的发展和Von Neumann计算机1

1.1.1　人类计算机工具的进步1

1.1.2　Von Neumann计算机的体系结构1

1.1.3　非Von Neumann计算机3

1.2　计算机组成原理所涉及的内容4

1.2.1　计算机系统的层次结构4

1.2.2　计算机的分类5

本章小结7

习题一7

第2章　存储体系8

2.1　存储器概述8

2.1.1　存储器基本组成8

2.1.2　存储器分类9

2.1.3　存储器主要性能指标10

2.2　半导体读写存储器RAM11

2.2.1　半导体基本存储单元11

2.2.2　半导体存储芯片的组织15

2.3　半导体只读存储器ROM17

2.3.1　掩模只读存储器MROM18

2.3.2　一次性编程只读存储器PROM18

2.3.3　可改写的只读存储器EPROM19

2.3.4　电可改写只读存储器E2PROM和闪存20

2.4　主存储器与CPU的连接21

2.4.1　CPU与MM速度的协调21

2.4.2　存储芯片的工作时序21

2.4.3　用存储芯片构成主存储器23

2.5　并行存储器26

2.5.1　双端口存储器26

2.5.2　多模块存储器27

2.5.3　相联存储器28

2.6　存储体系30

2.6.1　高速缓冲存储器Cache30

2.6.2　虚拟存储器35

2.6.3　三级存储体系40

2.7　外存储器41

2.7.1　磁记录原理及记录方式41

2.7.2　磁盘存储器48

2.7.3　磁带存储器52

2.7.4　激光记录原理及光盘存储器53

本章小结56

习题二57

第3章　数值与编码61

3.1　数值的编码表示61

3.1.1　原码表示61

3.1.2　补码表示62

3.1.3　反码表示66

3.1.4　移码表示67

3.2　定点数与浮点数68

3.3　非数值信息的表示71

3.3.1　逻辑数据71

3.3.2　字符编码ASCII码72

3.3.3　汉字编码73

本章小结75

习题三75

第4章　指令系统78

4.1　指令78

4.1.1　指令中的地址码格式79

4.1.2　指令中的操作码格式81

4.1.3　寻址方式83

4.1.4　指令类型89

4.2　PC机的指令系统92

4.2.1　操作数的寻址方式92

4.2.2　传送类指令98

4.2.3　算术运算类指令102

4.2.4　逻辑运算类指令109

4.2.5　转向地址的寻址方式113

4.2.6　程序控制类指令115

4.2.7　标志位操作指令130

4.3　指令系统的发展130

4.3.1　指令系统的发展演变130

4.3.2　RISC的特点132

本章小结133

习题四133

第5章　运算方式与运算器140

5.1　计算机中的非四则运算及其实现140

5.1.1　逻辑运算及算逻部件ALU140

5.1.2　移位操作及移位寄存器141

5.1.3　计数操作及同步计数器142

5.1.4　取补、取反操作及取补器145

5.2　定点数的加减运算及加法器147

5.2.1　补码的加减运算及溢出判别147

5.2.2　并行加法器及先行进位链152

5.2.3　移码加减运算156

5.2.4　二-十进制加法运算及加法器157

5.3　定点小数的乘法运算及实现159

5.3.1　原码乘法及实现159

5.3.2　补码乘法及实现164

5.3.3　阵列乘法器167

5.4　定点小数的除法运算及实现169

5.4.1　原码除法及实现169

5.4.2　补码除法及实现175

5.4.3　阵列除法器178

5.5　定点运算器的组成与结构179

5.5.1　运算器的内部总线结构180

5.5.2　带有累加器的简单运算器结构182

5.5.3　单总线移位乘除的运算器结构184

5.5.4　三总线阵列乘除的运算器结构188

5.6　浮点四则运算及浮点运算器组成190

5.6.1　浮点加减运算191

5.6.2　浮点乘法运算193

5.6.3　浮点除法运算195

5.6.4　浮点运算器组成196

本章小结202

习题五203

第6章　程序控制原理与控制器207

6.1　控制器基本概念207

6.1.1　控制器基本组成与分类207

6.1.2　指令执行基本过程208

6.1.3　控制器时序系统208

6.1.4　控制器基本控制方式212

6.2　一台模型机的设计213

6.2.1　模型机指令系统与寻址方式214

6.2.2　模型机CPU及模型机硬件系统组成218

6.2.3　模型机时序系统与控制方式221

6.2.4　模型机的指令微流程223

6.2.5　模型机组合逻辑控制器的设计233

6.3　微程序控制原理238

6.3.1　微程序控制器的基本构成和工作原理238

6.3.2　微指令编码方式240

6.3.3　微地址产生方式242

6.3.4　微程序时序控制244

6.4　模型机微程序控制器的设计246

6.4.1　模型机微指令格式设计246

6.4.2　模型机微程序设计举例250

6.5　并行处理技术257

6.5.1　指令流水线257

6.5.2　并行性概念259

6.5.3　并行处理技术的发展及多机系统261

本章小结263

习题六264

第7章　系统总线与输入输出控制方式270

7.1　系统总线270

7.1.1　总线概述270

7.1.2　系统总线的结构与组成272

7.1.3　系统总线的操作时序和操作方式275

7.1.4　系统总线的争用与仲裁279

7.2　输入输出概论283

7.2.1　外设的种类及与CPU的连接283

7.2.2　外设接口284

7.2.3　接口寻址287

7.3　直接程序控制方式288

7.3.1　基本概念288

7.3.2　程序查询方式接口基本组成289

7.3.3　查询方式程序基本结构293

7.4　程序中断方式294

7.4.1　中断基本概念294

7.4.2　向量中断法执行步骤297

7.4.3　程序中断方式接口构成301

7.4.4　中断嵌套与中断屏蔽304

7.4.5　集中式中断控制器及向量中断过程图示307

7.4.6　向量中断方式程序基本结构312

7.5　直接存储器访问（DMA）方式315

7.5.1 DMA方式基本概念315

7.5.2 DMA的传送方式318

7.5.3 DMA接口组成319

7.6　输入输出处理机（IOP）方式322

7.6.1 IOP方式基本概念323

7.6.2 IOP的数据传送方式324

7.6.3 IOP的工作过程325

本章小结326

习题七327

参考文献331