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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Cache78

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