计算机组织和微程序设计PDF电子书下载

第一章　计算机设计语言 1

1.1　说明语句 1

1.1.1　寄存器说明 1

1.1.2　存储体说明 3

1.1.3　开关说明 3

1.1.4　指示灯说明 3

1.1.5　终端说明 4

1.1.6　同步信号源说明 4

1.2　微语句 5

1.2.1　基本操作 5

1.2.2　表达式 6

1.2.3　微操作 6

1.2.4　条件微语句 7

1.2.5　专用算符 8

1.3　序列 8

1.3.1　执行语句 9

1.3.2　由多相同步信号源控制的序列 9

1.3.3　由寄存器内容控制的序列 9

1.3.4　成组控制序列 10

1.4　存储程序计算机的说明 11

1.4.1　结构 11

1.4.2　格式 13

1.4.3　指令表 13

1.4.4 控制序列图 14

1.4.5　语句说明 15

1.4.6　控制信号线和信息信号线 16

1.4.7　使用专用算符的例子 17

参考文献 19

第二章　功能部件的例子 21

2.1　校验位发生器 21

2.1.1　形成校验位的过程 21

2.1.2　结构 21

2.1.3　形成校验位的算法框图 22

2.1.4 各步序列的说明 22

2.2　串行比较装置 23

2.2.1　两个二进制数的串行比较 23

2.2.2　无符号数比较装置的结构 23

2.2.3　无符号二进制数比较的算法框图 25

2.2.4　无符号数比较序列各步的说明 25

2.2.5　有符号二进制数串行比较装置 25

2.3　求最大数的装置 27

2.3.1　求最大数的算法 27

2.3.2　方案A 27

2.3.3　方案B 30

2.4　质数发生器 32

2.4.1　产生质数的方法 32

2.4.2　程序实现 33

2.4.3　线路实现 33

2.5　格雷码-二进制码转换器 36

2.5.1　转换规则 36

2.5.2　结构 38

2.5.3　算法框图 39

2.5.4　序列的语句说明 39

2.6　二-十进制转换器 39

2.6.1　二进制数转换为十进制数的算法 39

2.6.2　结构 40

2.6.3　转换过程 41

2.6.4算法框图 42

2.7　保存进位的加法 43

2.7.1　Mercer加法的算法 43

2.7.2　语句说明 43

2.7.3　检验加数为零的说明 45

2.7.4　检验加数同被加数相等的说明 45

参考文献 46

第三章　微程序设计 47

3.1　校验位发生器 47

3.1.1　微程序控制结构 47

3.1.2　微指令格式 48

3.1.3　说明 48

3.1.4　微程序 49

3.1.5　控制循环 50

3.1.6　微程序控制和逻辑线路控制的比较 50

3.2　微程序控制的电子计算机 51

3.2.1　结构 51

3.2.2　控制信号 52

3.2.3　微指令格式 53

3.2.4　语句说明 53

3.2.5　微程序 55

3.3　微程序保存在主存中 57

3.3.1　结构 57

3.3.2　机器工作序列 58

3.3.3　控制信号 59

3.3.4　微指令格式 59

3.3.5　语句说明 59

3.3.6　微程序 62

3.4　微程序控制装置的另一个例子 62

3.4.1　求最大数的微程序控制装置的结构 62

3.4.2　控制信号和时间关系 63

3.4.3　微指令格式 64

3.4.4　语句说明 64

3.4.5　微程序 67

参考文献 68

第四章　定点运算器 69

4.1　运算器的结构 69

4.1.1　定点数的格式 69

4.1.2　结构 69

4.1.3　平行加法器 71

4.1.4　Z输出端的用途 72

4.1.5　算符add2 72

4.2　执行加、减、乘、除操作的算法 72

4.2.1　加法与减法 72

4.2.2　乘法 74

4.2.3　除法 77

4.3　完整的说明 80

4.3.1　同步信号和控制信号 80

4.3.2　加-减法序列 81

4.3.3　乘法序列 82

4.3.4　除法序列 83

4.4　有小组进位和大组进位的平行加法器 84

4.4.1　一位全加器 84

4.4.2　平行加法器的功能 85

4.4.3　利用终端说明定义平行加法器 87

4.4.4　小组进位 90

4.4.5　大组进位 92

4.5　其他问题 93

4.5.1　双寄存器 93

4.5.2　运算器的指令 94

4.6　微程序控制的运算器 95

4.6.1　微程序控制的结构 95

4.6.2　同步信号和控制信号 96

4.6.3　微指令格式 97

4.6.4　运算器的微程序 97

4.6.5　微程序的一般特性 102

参考文献 103

第五章　浮点平行运算器 104

5.1　运算器的结构 104

5.1.1　浮点数的表示法 104

5.1.2　阶码 105

5.1.3　尾数 105

5.1.4　结构 105

5.2　浮点数的加法与减法 107

5.2.1　置初态 108

5.2.2　对阶 108

5.2.3　尾数的加法与减法 109

5.2.4　规格化 111

5.3　浮点数的乘法 112

5.3.1　置初态 112

5.3.2　阶码相加 113

5.3.3　尾数相乘 113

5.3.4　规格化 114

5.4　浮点数的除法 114

5.4.1　置初态 114

5.4.2　被除数对齐 115

5.4.3　阶码相减 117

5.4.4　尾数相除 117

5.5　CDL语言说明浮点运算器 118

5.5.1　同步信号和控制信号 118

5.5.2　浮点数的加法与减法 119

5.5.3　浮点数的乘法 121

5.5.4　浮点数的除法 123

参考文献 125

第六章　串行运算器 126

6.1　串行二进制运算器 126

6.1.1　数的表示 126

6.1.2　全加-减器 126

6.1.3　结构 127

6.2　二进制加法与减法 129

6.2.1　算法 129

6.2.2　产生溢出的条件 129

6.2.3　结构 130

6.2.4　算法框图 130

6.3　二进制数的乘法 131

6.3.1　算法 131

6.3.2　结构 132

6.3.3　算法框图 132

6.4　二进制数的除法 133

6.4.1　算法 133

6.4.2　除法中止条件 133

6.4.3　结构 134

6.4.4　算法框图 135

6.5　语句说明 136

6.5.1　控制器结构 136

6.5.2　加法与减法序列 137

6.5.3　乘法序列 138

6.5.4　除法序列 138

6.6　十进制运算器 139

6.6.1　以二进制形式表示十进制数 139

6.6.2　操作执行的方法 140

6.6.3　二-十进制加-减器 141

6.6.4　串行十进制运算器 144

6.6.5　十进制加法与减法 146

6.6.6　十进制乘法 147

6.6.7　十进制除法的算法 148

6.7　十进制乘法器与除法器 149

6.7.1　使用被乘数九个倍数的乘法器 149

6.7.2　按乘2-对半原则工作的乘法器 150

6.7.3插入乘法表的乘法器 151

6.7.4　使用除数九个倍数的除法器 152

参考文献 152

第七章　存储器组织 153

7.1　随机存取存储器 153

7.1.1　存储体的组织 153

7.1.2　存储器组织 154

7.1.3　交叉制选择器 155

7.1.4　共用存取 156

7.1.5　共用存取存储器的类型 157

7.2　存储器寻址 157

7.2.1　绝对、直接和间接寻址 158

7.2.2　变址寻址 159

7.2.3　相对寻址 160

7.2.4　基本寻址 161

7.2.5　寄存器寻址 161

7.3　栈存储器 162

7.3.1　栈的组织 162

7.3.2　栈存储器的操作 163

7.3.3　栈的修改 163

7.4　相联存储器 164

7.4.1　存储器组织 165

7.4.2　数值检索操作 166

7.4.3　逻辑检索 170

7.4.4　按计数器检索 170

7.5　动态输入器 171

7.5.1　输入器的组织 172

7.5.2　存储分配和程序输入 175

7.5.3　指令执行序列 178

7.5.4　取操作分量 178

7.5.5　转移、变址和间接寻址 178

7.5.6　返回程序和存储器释放 178

7.6　存储器体系 179

7.6.1　存储器的缓冲 179

7.6.2　主存和缓冲存储器之间相互作用的组织 180

7.6.3　访问缓冲存储器的算法 184

7.6.4　性能评价 187

7.7　虚拟存储器 188

7.7.1　基本概念 189

7.7.2　页面组织 191

7.7.3　分段 192

7.7.4　段再分页的方法 194

7.7.5　规划算法 196

参考文献 197

第八章　控制组织 200

8.1　使用时序逻辑线路的控制组织 200

8.1.1　单拍控制 200

8.1.2　单一的控制信号序列 201

8.1.3　控制信号序列组 201

8.1.4 时间关系图 202

8.2　微程序控制的组织 204

8.2.1　微程序控制器 204

8.2.2　时间关系图 205

8.2.3　控制体系 206

8.2.4　微指令格式 207

8.2.5　微程序处理机 209

8.2.6　微程序输入输出控制器 215

8.3　中央控制组织 217

8.3.1　指令序列的组织 218

8.3.2　寻址 219

8.3.3　中断的优先权 222

8.3.4　中断序列 224

8.4　异步控制组织 228

8.4.1　存储器 228

8.4.2　输入输出部件 231

8.4.3　中央处理机 234

8.4.4　接口 236

8.5　计算系统的框图 238

8.5.1　通道 238

8.5.2　控制器 242

8.5.3　积木式组态 242

参考文献 244

第九章　计算机组织 245

9.1　系统设备 245

9.1.1　主存 245

9.1.2　中央处理机 246

9.1.3　通道 246

9.1.4　输入输出设备和输入输出控制器 246

9.1.5　操作系统 246

9.2　格式和代码 247

9.2.1　数据格式 247

9.2.2　数据的表示方法 248

9.2.3　数据的编码 249

9.2.4　指令格式 251

9.3　计算机组织 253

9.3.1　结构图 254

9.3.2　存储器 254

9.3.3　寄存器 257

9.3.4　状态触发器 258

9.3.5　总线 259

9.3.6　通道 260

9.3.7　输入输出接口 261

9.3.8　输入输出控制器和输入输出设备 261

9.3.9　通道-通道转接器 261

9.4　中央处理机 262

9.4.1　指令表 262

9.4.2　通用寄存器 264

9.4.3　处理数据的方式 264

9.4.4　处理数据的操作 264

9.4.5　翻译 265

9.5　中央控制器 265

9.5.1　指令序列 266

9.5.2　CPU的状态 266

9.5.3　程序状态字（PSW） 267

9.5.4　中断 269

9.5.5　微程序 271

9.5.6　中断管理程序 271

9.6　管理程序和其他控制手段 272

9.6.1　存储保护 272

9.6.2　间隔计时器 272

9.6.3　等待状态 273

9.6.4　直接控制 273

9.6.5　初始程序输入 273

参考文献 273

第十章　通道组织 275

10.1　输入输出控制组织 275

10.1.1　程序直接控制 275

10.1.2　输入输出数据缓冲 276

10.1.3　数据通道 277

10.1.4 多路通道 279

10.1.5　输入输出处理机 280

10.2　通道中的操作 281

10.2.1　通道地址字 282

10.2.2　通道命令 282

10.2.3　通道中执行的操作 283

10.2.4 通道程序 283

10.2.5　通道状态字CSW 284

10.2.6　部件控制字UCW 285

10.2.7　程序状态字PSW 285

10.2.8　输入输出指令 286

10.2.9　输入输出中断 287

10.3　输入输出接口 288

10.3.1　多机系统中的输入输出接口 289

10.3.2　接口线 290

10.3.3　信号控制序列 291

10.3.4　地址、命令、状态和断定状态等字节 294

10.3.5　接口中的信号序列 295

10.4　选择通道 298

10.4.1　部件控制字UCW 298

10.4.2　结构图 299

10.4.3　数据传送操作 300

10.4.4“启动输入输出”指令 301

10.4.5　其他输入输出指令 304

10.5　多路通道 305

10.5.1　部件控制字 305

10.5.2　“测试通道”指令 306

10.5.3　“停止输入输出”指令 306

10.5.4　“测试输入输出”指令 307

10.5.5　“启动输入输出”指令 308

参考文献 310

第十一章　系统程序用微程序实现 311

11.1　程序调整为绝对地址 311

11.1.1　输入模块 311

11.1.2　绝对地址程序 314

11.1.3　转换算法 315

11.2　结构 317

11.3　算法框图 318

11.3.1　置初态 319

11.3.2　选择 319

11.3.3　拆卸 320

11.3.4　形成地址 320

11.4　编制微程序的准备工作 322

11.4.1　控制结构 322

11.4.2　同步信号和控制信号 323

11.4.3　微指令格式 324

11.5　编制微程序 326

11.5.1　拆卸 326

11.5.2　置初态 327

11.5.3　选择 328

11.5.4　形成地址 329

11.5.5　微程序 331

参考文献 332