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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113

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230

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355

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491

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5106

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CU114

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6139

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7166

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8187

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DMA205

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9216

参考文献218