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第1章　计算机系统概论 1

1.1　计算机的分类和应用 1

1.1.1　电子数字计算机 1

1.1.2　计算机的分类 1

1.1.3　计算机的应用 2

1.2　计算机系统的发展 4

1.3　计算机的基本组成 5

1.3.1　计算机的软硬件概念 5

1.3.2　“存储程序控制”工作原理 5

1.4　计算机的硬件 6

1.5　软件与硬件的逻辑等价性 7

习题 7

第2章　数据的表示 8

2.1　进位计数制 8

2.1.1　基本概念 8

2.1.2　计算机中常用的进位计数制 9

2.1.3　不同进制数的转换 10

2.2　数值数据的表示 13

2.2.1　定点数 13

2.2.2　浮点数 18

2.3　非数值数据的表示 18

2.3.1　字符与字符串的表示 19

2.3.2　汉字的表示 20

习题 21

第3章　运算器 23

3.1　定点加减法运算 23

3.1.1　补码加法运算 23

3.1.2　补码减法运算 26

3.1.3　溢出及其检测方法 26

3.1.4　补码加减法器 28

3.2　定点乘法运算 28

3.2.1　原码乘法运算 28

3.2.2　补码乘法运算 30

3.3　定点除法运算 34

3.3.1　原码除法运算 34

3.3.2　补码除法运算 39

3.4　定点运算器 41

3.4.1　定点运算器的基本结构 41

3.4.2　算术逻辑部件（ALU） 43

3.4.3　定点运算器组成举例 47

3.5　浮点运算与浮点运算器 48

3.5.1　浮点加减运算 48

3.5.2　浮点乘除运算 50

3.5.3　浮点运算器 50

习题 50

第4章　主存与存储系统 52

4.1　存储器概述 52

4.1.1　存储器的分类 52

4.1.2　主存储器的技术指标 53

4.2　半导体存储器 54

4.2.1　半导体随机访问存储器（RAM） 54

4.2.2　半导体只读存储器（ROM） 59

4.3　主存储器与CPU的连接 60

4.3.1　位扩展法 60

4.3.2　字扩展法 61

4.3.3　字位扩展法 61

4.4　存储系统 61

4.4.1　高速缓冲存储器（Cache） 62

4.4.2　虚拟存储器 67

习题 70

第5章　指令系统 72

5.1　指令格式 72

5.1.1　操作码 73

5.1.2　地址码 74

5.1.3　指令字长度 75

5.1.4　指令助记符 76

5.2　操作数的存储与堆栈 76

5.2.1　操作数的类型和存储方式 76

5.2.2　堆栈 77

5.3　寻址方式 78

5.3.1　指令的寻址方式 78

5.3.2　操作数的寻址方式 78

5.4　指令类型 82

5.5　CISC和RISC 83

习题 84

第6章　控制器原理 85

6.1　控制器概述 85

6.1.1　控制器的基本功能 85

6.1.2　控制器的组成 85

6.1.3　指令周期 87

6.1.4　时序系统 88

6.1.5　控制器的控制方式 88

6.2　硬布线控制器 89

6.2.1　硬布线控制器的基本概念 89

6.2.2　硬布线控制器的基本原理 89

6.2.3　时序信号产生器 90

6.2.4　硬布线控制器的设计 91

6.3　微程序控制器 93

6.3.1　微程序控制器的基本原理 94

6.3.2　微程序设计技术 95

6.3.3　微程序控制器的设计 97

6.4　PLA控制器 98

6.4.1　可编程阵列逻辑（PLA）的基本原理 98

6.4.2　PLA控制器的设计思想 100

习题 101

第7章　系统总线 102

7.1　总线概述 102

7.1.1　总线的基本概念 102

7.1.2　总线的分类 102

7.1.3　总线的标准化 103

7.1.4　总线的性能指标 104

7.2　系统总线的组成及其数据传输过程 105

7.2.1　系统总线的组成 105

7.2.2　系统总线上的数据传输过程 105

7.3　系统总线的通信方式 106

7.3.1　同步通信方式 106

7.3.2　异步通信方式 107

7.4　系统总线的管理 109

7.4.1　集中式仲裁 109

7.4.2　分布式仲裁 111

7.5　单机系统中的总线结构 111

7.5.1　单总线结构 111

7.5.2　双总线结构 112

7.5.3　多总线结构 112

习题 114

第8章　外部设备 116

8.1　外部设备概述 116

8.1.1　外部设备的基本概念 116

8.1.2　外部设备的分类 116

8.2　输入设备 117

8.2.1　键盘 117

8.2.2　鼠标器 118

8.2.3　数码相机 118

8.3　输出设备 119

8.3.1　显示设备 119

8.3.2　打印设备 124

8.4　磁盘存储器 127

8.4.1　磁记录原理 127

8.4.2　磁记录编码方式 128

8.4.3　磁盘存储器 129

8.5　光存储器 132

8.5.1　光盘存储器的分类 133

8.5.2　光盘存储器的读写原理 133

8.5.3　光盘存储器的信息记录格式 133

8.5.4　光盘存储器的主要技术指标 133

习题 134

第9章　输入输出系统 136

9.1　I/O接口 136

9.1.1　I/O接口的定义 136

9.1.2　I/O接口的编址方式 136

9.1.3　I/O接口的功能 137

9.1.4　I/O接口的基本组成 137

9.1.5　I/O接口的分类 137

9.2　主机与外部设备的信息交换方式 138

9.3　程序查询方式 139

9.3.1　基本概念 139

9.3.2　程序查询方式的接口 139

9.3.3　程序查询方式的实现 140

9.4　程序中断方式 142

9.4.1　程序中断方式的基本概念 142

9.4.2 中断的基本概念 142

9.4.3 中断的产生和响应 143

9.4.4　中断的处理 145

9.4.5　程序中断方式的接口及实现 149

9.5　直接存储器访问（DMA）方式 151

9.5.1　DMA方式的基本概念 151

9.5.2　DMA控制器使用主存的方式 151

9.5.3　DMA控制器（DMAC） 153

9.5.4　DMA传送的过程 154

9.6　通道方式 155

9.6.1　通道方式的基本概念 155

9.6.2　通道的功能 156

9.6.3　通道的类型 156

9.6.4　通道方式的发展 157

习题 157