计算机组成原理

第1章绪论1
1.1计算机的基本特性1
1.1.1二进制数据2
1.1.2存储程序2
1.1.3逻辑运算2
1.1.4高速电子开关电路2
1.1.5数字编码技术2
1.2计算机的基本组成3
1.2.1基本组成原理3
1.2.2CPU、主机与输入输出设备5
1.2.3存储器6
1.2.4总线6
1.3计算机系统7
1.3.1计算机系统组成7
1.3.2计算机层次结构8
习题8
第2章数据表示10
2.1计数制10
2.1.1十进制计数制10
2.1.2二进制计数制11
2.1.3R进制计数制11
2.1.4在计算机中为什么采用二进制数12
2.2不同数制间数据的转换12
2.2.1十进制整数转换为二进制整数12
2.2.2十进制小数转换为二进制小数13
2.2.3二进制数转换为十进制数14
2.2.4任意两种进制数间的转换15
2.3十进制数据编码16
2.3.1有权码方案16
2.3.2无权码方案18
2.4字符编码18
2.4.1ASCII字符编码19
2.4.2EBCDIC码20
2.4.3字符串20
2.5汉字编码21
2.5.1汉字输入码21
2.5.2区位码、国标码与内码21
2.5.3汉字输出码22
2.6机器数及其编码22
2.6.1定点小数编码23
2.6.2定点整数编码27
2.6.3浮点数编码29
2.7数据校验码31
2.7.1奇偶校验码32
2.7.2海明校验码33
2.7.3循环冗余校验码35
习题37
第3章运算方法与运算器39
3.1定点加减法运算39
3.1.1补码加减法运算40
3.1.2溢出的产生及判别41
3.1.3全加器与加法装置42
3.2定点乘法运算47
3.2.1一位原码乘法47
3.2.2两位原码乘法49
3.3定点除法运算52
3.3.1原码恢复余数除法52
3.3.2加减交替法除法55
3.4逻辑运算57
3.4.1逻辑乘法58
3.4.2逻辑加法58
3.4.3求反操作58
3.4.4异或运算59
3.5位片结构定点运算器59
3.5.1位片运算器电路Am 290160
3.5.2先行进位电路Am 290263
3.5.3多片Am 2901组成的位片结构运算器64
3.6浮点加减法运算66
3.6.1运算规则及算法66
3.6.2浮点加减法运算流程68
3.6.3浮点加减法装置及流水线结构运算器69
3.7浮点乘除法运算71
3.7.1浮点乘法71
3.7.2浮点除法72
习题74
第4章指令系统77
4.1指令格式77
4.1.1指令字78
4.1.2指令操作码及其扩展技术80
4.1.3地址码与数据字长81
4.2寻址方式82
4.2.1存储器寻址方式82
4.2.2寄存器寻址方式85
4.2.3立即数寻址方式87
4.2.4堆栈寻址方式87
4.3指令类型89
4.3.1按操作数据类型分类89
4.3.2按指令功能分类90
4.4小型机指令系统举例91
4.4.1PDP11计算机简介91
4.4.2单操作数指令92
4.4.3双操作数指令94
4.5大型机指令系统举例95
4.5.1IBM 360/370计算机简介95
4.5.2指令格式96
4.5.3指令举例98
4.6微型机指令系统举例99
4.6.1IBM PC计算机简介99
4.6.2Intel 8086 指令格式100
4.6.3Intel 8086 指令的寻址方式102
4.6.48086 指令系统104
4.7机器语言与汇编语言105
4.7.1Intel 8086 汇编标记与运算符105
4.7.2汇编语句106
4.8精简指令系统计算机107
4.8.1MIPS指令格式108
4.8.2MIPS指令分类109
习题111
第5章存储系统113
5.1存储器的基本特性113
5.1.1主存储器的特性113
5.1.2辅助存储器的特性114
5.1.3主存储器的主要技术指标114
5.2半导体存储器的基本记忆单元115
5.2.1随机存储器的记忆单元115
5.2.2只读存储器的记忆单元117
5.2.3闪速存储器119
5.3主存储器的组成和工作原理119
5.3.1主存储器概述119
5.3.2RAM集成电路120
5.3.3半导体存储器的组成121
5.3.4存储器控制124
5.3.5存储器读写时序126
5.4高速存储器127
5.4.1新型RAM芯片技术128
5.4.2并行存储结构128
5.4.3高速缓冲存储器及分级存储体系129
5.5高速缓冲存储器131
5.5.1高速缓冲存储器(Cache)工作原理131
5.5.2高速缓冲存储器组织132
5.6虚拟存储器136
5.6.1基本原理136
5.6.2页式虚拟存储器137
5.6.3段式虚拟存储器138
5.6.4段页式虚拟存储器140
5.7存储保护140
5.7.1存储区保护140
5.7.2访问方式保护142
习题142
第6章控制器144
6.1指令执行过程144
6.2控制器的功能和组成145
6.2.1控制器的功能145
6.2.2控制器的基本组成147
6.3处理器总线及数据通路151
6.3.1ALU 为中心的数据通路152
6.3.2单内总线CPU结构152
6.4组合逻辑控制器154
6.4.1组合逻辑控制器的特征154
6.4.2组合逻辑控制器设计原理154
6.4.3可编程序逻辑阵列控制器159
6.5微程序控制器160
6.5.1微程序设计的基本原理160
6.5.2微指令方案162
6.5.3微程序设计的基本问题164
6.6微程序的顺序控制165
6.6.1后继微地址的增量方式166
6.6.2后继微地址的断定方式167
6.6.3顺序控制部件——Am 2910168
6.7微程序设计举例171
6.7.1指令流程图171
6.7.2微程序控制器逻辑图172
6.7.3微程序编码172
6.8指令流水线结构174
习题175
第7章外围设备177
7.1外围设备的种类和特性177
7.1.1外围设备的分类177
7.1.2外围设备工作的特性179
7.2常用输入设备180
7.2.1键盘180
7.2.2鼠标181
7.2.3扫描仪182
7.3显示设备183
7.3.1显示设备的分类和基本概念183
7.3.2字符显示器185
7.4打印装置188
7.4.1点阵式打印机188
7.4.2激光打印机189
7.4.3喷墨打印机190
7.4.4汉字的显示与打印191
7.5外存储器192
7.5.1存储原理和记录方式192
7.5.2磁盘存储器197
7.5.3软磁盘存储器202
7.5.4磁带存储器207
7.5.5磁盘阵列210
7.6通信设备211
7.6.1调制解调器211
7.6.2模/数与数/模转换装置212
习题214
第8章输入输出系统与控制215
8.1总线结构215
8.1.1系统总线215
8.1.2总线控制方式217
8.1.3总线通信方式219
8.1.4常用微机总线220
8.2基本I/O接口组成和工作原理227
8.2.1设备选择电路228
8.2.2数据缓冲寄存器229
8.2.3设备工作状态229
8.2.4传输中断的请求与屏蔽229
8.3输入输出控制方式230
8.3.1程序查询方式231
8.3.2程序中断方式232
8.3.3直接存储器访问方式232
8.3.4输入输出处理机方式234
8.4中断系统235
8.4.1为什么要设置中断235
8.4.2CPU响应中断的条件237
8.4.3中断周期239
8.4.4优先排队器及编码电路239
8.4.5中断处理过程242
8.4.6中断级及中断嵌套243
8.5DMA控制方式245
8.5.1DMA基本概念245
8.5.2DMA的工作方式246
8.5.3DMA控制器的组成247
8.5.4DMA数据传送过程247
8.5.5通用DMA接口Intel 8257248
8.6通用并行接口252
8.6.1分类252
8.6.2基本的并行接口电路253
8.6.3可编程序并行接口255
8.7串行通信与通用串行接口259
8.7.1串行通信方式260
8.7.2可编程序串行接口261
习题267
第9章计算机发展过程与展望269
9.1计算机发展的五个阶段269
9.2中国计算机事业发展过程271
9.3并行处理技术进展272
9.3.1超标量处理机272
9.3.2超流水线处理机273
9.3.3大规模并行处理系统MPP276
9.4智能计算机进展276
9.4.1数据流计算机276
9.4.2数据库机与知识库机277
9.5分布式计算机系统与机群系统278
9.5.1分布式计算机系统278
9.5.2计算机支持的协同工作278
9.5.3机群系统(Cluster)278
9.6计算机网络279
9.7多媒体计算机279参考文献281