计算机原理与体系结构PDF电子书下载

第一章 计算机系统概论 1

1．1 计算机的经典结构及演变 1

1．1．1 计算机的抽象模型 1

1．1．2 冯·诺依曼型机器结构 4

1．1．3 冯·诺依曼型机器结构的演变 6

1．2 计算机系统的组成 7

1．2．1 硬件组成 7

1．2．2 软件组成 8

1．3 计算机系统的多级层次结构 11

1．3．1 虚拟机概念及多级层次结构 11

1．3．2 透明及视图 13

1．3．3 计算机系统结构的定义 14

1．3．4 关于体系结构的几个基本观点 16

1．4 计算机系统的主要性能指标 17

1．5 计算机的发展阶段及应用领域 21

第二章 数据表示 23

2．1 数值数据的机器码表示 23

2．1．1 数制 23

2．1．2 数的定点表示 28

2．1．3 数的浮点表示 36

2．1．4 十进制数的二进制编码 41

2．2．1 逻辑数据 45

2．2．2 七位和八位专用编码字符集 45

2．2 非数值数据的机器码表示 45

2．2．3 汉字编码 47

2．2．4 通用多八位编码字符集（UCS） 50

2．3 校验码 53

2．3．1 奇偶校验码 53

2．3．2 水平垂直奇偶校验码 55

2．3．3 海明校验码 57

2．3．4 循环冗余码（CRC） 67

2．4 数据压缩编码 75

2．4．1 数据压缩的基本概念 75

2．4．2 统计编码 76

3．1．1 逻辑命题与逻辑函数 80

3．1 逻辑代数基础 80

第三章 数字逻辑概要 80

3．1．2 逻辑代数的定律、定理、规则和常用公式 83

3．1．3 逻辑函数的化简 87

3．2 逻辑电路 89

3．2．1 集成电路的基本知识 89

3．2．2 逻辑门和触发器 94

3．2．3 逻辑电路的物理特性 99

3．2．4 组合逻辑电路 103

3．2．5 时序逻辑电路 106

3．3 逻辑部件 107

3．3．1 寄存器 107

3．3．2 计数器 109

3．3．3 数据多路选择器 112

3．3．4 译码器/数据多路分配器 114

3．3．5 编码器 116

3．3．6 存储器 117

3．3．7 可编程逻辑器件（PLD） 124

第四章 运算方法及运算器 127

4．1 数字系统的描述与设计综述 127

4．1．1 数字系统的描述方法 127

4．1．2 设计分级与分级设计 130

4．2 定点加减法运算 132

4．2．1 定点加减法公式及溢出的检测 133

4．2．2 超前进位加法器的设计 136

4．2．3 十进制加法器的设计 144

4．3 定点乘法运算 145

4．3．1 原码乘法 147

4．3．2 补码乘法 150

4．3．3 组合阵列乘法器 155

4．3．4 保留进位乘法器 156

4．3．5 提高乘法运算速度的途径 158

4．4 定点除法运算 159

4．4．1 原码除法 160

4．4．2 补码除法 163

4．5 逻辑运算及ALU设计 165

4．5．1 逻辑运算 165

4．5．2 基于函数发生器的ALU设计原理及应用 168

4．6．1 定点运算器的基本组成 174

4．6 定点运算器的组成与结构 174

4．6．2 位片及专用ALU的结构 176

4．6．3 数据通路及其控制 178

4．7 浮点运算器的组成与结构 182

4．7．1 浮点数的基本运算规则及实现方法 182

4．7．2 浮点算术部件的基本结构 187

4．7．3 浮点运算器举例：80387协处理器 187

第五章 指令系统 194

5．1 CPU的功能及基本结构 194

5．1．1 CPU的基本功能 194

5．1．2 CPU的基本结构 194

5．1．3 指令执行过程 198

5．2．1 指令的结构格式 200

5．2 指令的结构和格式优化 200

5．2．2 操作码的优化表示 201

5．2．3 指令格式的优化表示 204

5．3 寻址方式 204

5．3．1 直接寻址方式 205

5．3．2 间接寻址方式 208

5．3．3 带位移量的寻址方式 210

5．3．4 零地址寻址方式 213

5．3．5 位、页面、块寻址方式 214

5．4 指令的功能类型及指令系统的变革 215

5．4．1 指令系统的完备性、有效性和兼容性 215

5．4．2 指令的功能类型 216

5．4．3 指令的冗余性 217

5．4．4 CISC与RISC 219

第六章 控制器 222

6．1 控制器的功能及实现综述 222

6．2 指令时序及控制方式 227

6．2．1 时钟周期、机器周期和指令周期 227

6．2．2 时序信号系统 228

6．2．3 控制方式 231

6．3 组合逻辑控制器 232

6．3．1 硬布线控制逻辑设计综述 232

6．3．2 组合逻辑控制器的设计原理 233

6．3．3 组合逻辑控制器设计举例 235

6．4 PLD控制器 240

6．5 微程序控制原理 242

6．5．1 微程序控制的基本概念 242

6．5．2 微程序控制器设计举例 243

6．5．3 机器指令连续执行与微程序执行的交叉过程 250

6．6 微程序设计技术及应用 251

6．6．1 微程序设计技术 251

6．6．2 微程序设计的应用 262

第七章 存储系统及存储体系 265

7．1 存储器的分类及基本特征 265

7．1．1 存储器技术多样化及其原因 265

7．1．2 存储器的分类 265

7．1．3 存储器件的特征 267

7．2 主存储器 269

7．2．1 主存的基本结构及读/写操作 269

7．2．2 主存的阵列组织方式 271

7．2．3 半导体存储器的使用及存储容量的扩展 274

7．2．4 多体交叉存储器 279

7．2．5 双口存储器 282

7．2．6 主存校验 284

7．3 大容量辅助存储器 286

7．3．1 磁记录原理与磁记录方式 286

7．3．2 磁盘存储器 289

7．3．3 磁带存储器 294

7．4．1 存储体系的形成和发展 296

7．4 存储体系原理 296

7．4．2 存储体系的性能参数 301

7．4．3 程序的局部性 303

7．4．4 地址映像和变换 304

7．4．5 替换策略 310

7．5 虚拟存储器 311

7．5．1 虚拟存储器概念 311

7．5．2 页式虚拟存储器 312

7．5．3 段式虚拟存储器 316

7．5．4 段页式虚拟存储器 318

7．6 高速缓冲存储器（CaCHE） 319

7．7 主存储器的管理与保护 323

8．1．1 外部设备的分类和特征 326

第八章 输入输出系统 326

8．1 输入输出系统概述 326

8．1．2 I/O设备的编址方式 327

8．1．3 I/O接口 329

8．1．4 总线技术 331

8．2 I/O程序控制方式 341

8．2．1 无条件传送方式 341

8．2．1 状态驱动或程序查询方式 342

8．2．3 I/O程序控制方式的评价 344

8．3 I/O中断控制方式 345

8．3．1 中断的定义、目的及分类 345

8．3．2 中断响应条件和中断优先级 346

8．3．3 中断过程 349

8．3．4 中断判优及入口地址生成 351

8．3．5 中断控制器 358

8．3．6 I/O中断控制方式的评价 360

8．4 直接存储器存取（DMA）控制方式 361

8．4．1 DMA的基本概念及传送过程 361

8．4．2 DMA的工作方式 363

8．4．3 DMA控制器 365

8．4．4 DMA控制方式的评价 368

8．5 通道和I/O处理机控制方式 369

8．5．1 通道处理机方式 369

8．5．2 输入输出处理机（IOP）和外围处理机（PPU） 373

8．6 常用的输入输出设备 375

第九章 其他体系结构 382

9．1 流水线结构 382

9．1．1 重叠控制与流水控制方式 382

9．1．2 流水方式的性能参数 385

9．1．3 流水结构的分类 387

9．1．4 相关处理 389

9．2 RISC结构 392

9．2．1 RISC的特点 392

9．2．2 RISC的技术类型 394

9．2．3 RISC性能评测 398

9．3．1 并行性概念及分类 400

9．3 并行处理机结构 400

9．3．2 阵列处理机 402

9．3．3 向量处理机 404

9．3．4 大规模并行处理机（MPP） 408

9．4 计算机网络 411

9．4．1 计算机网络综述 411

9．4．2 数据通信技术 418

9．4．3 计算机网络的体系结构和网间互连 444

9．5 多媒体系统 462

9．5．1 多媒体技术概述 462

9．5．2 多媒体系统的组成与结构 468

9．5．3 多媒体个人计算机（MPC） 471

主要参考文献 473