计算机组成与结构PDF电子书下载

第1章 概述 1

1．1 计算机的定义和特性 1

1．1．1 什么是计算机 1

1．1．2 计算机的特性 1

1．2 计算机的发展历程 2

1．2．1 电子计算机的诞生 2

1．2．2 第一代计算机 2

1．2．3 第二代计算机 3

1．2．4 第三代计算机 3

1．2．5 第四代计算机 3

1．2．7 我国计算机的发展 5

1．2．6 新一代计算机 5

1．3 计算机的组成与结构 6

1．3．1 计算机系统的层次结构 7

1．3．2 计算机硬件 7

1．3．3 计算机软件 8

1．4 计算机的分类与应用 10

1．4．1 计算机的分类 10

1．4．2 计算机应用 11

习题 13

第2章 数据的表示 14

2．1 数据、信息和媒体 14

2．1．1 数据 14

2．1．3 媒体 15

2．2 数字化信息编码 15

2．1．2 信息 15

2．3 数值数据的编码表示 17

2．3．1 进位计数制及其各进位制数之间的转换 17

2．3．2 定点与浮点表示 21

2．3．3 编码系统 22

2．3．4 无符号数的表示 27

2．3．5 浮点数的编码表示 27

2．3．6 十制进数的二进制编码表示 33

2．4 非数值数据的编码表示 35

2．4．1 逻辑数据 35

2．4．2 西文字符 35

2．4．3 汉字字符 37

2．4．4 多媒体信息 39

2．5 二进制信息的计量单位 41

2．6 数据校验码 42

2．6．1 奇偶校验码 43

2．6．2 海明校验码 43

2．6．3 循环冗余校验码 47

习题 50

第3章 运算器与运算方法 52

3．1 基本组成 52

3．2 算术与逻辑单元 53

3．2．1 半加器与全加器 53

3．2．2 串行进位与并行进位 54

3．2．3 ALU部件 57

3．3 定点加、减法运算 61

3．3．1 补码定点加、减法 61

3．3．2 原码定点加、减法 64

3．4 定点乘法运算 65

3．4．1 原码一位乘法 65

3．4．2 原码二位乘法 68

3．4．3 补码一位乘法 69

3．4．4 补码二位乘法 72

3．4．5 阵列乘法器 73

3．5 定点除法运算 74

3．5．1 原码除法运算 74

3．5．2 补码除法运算 80

3．5．3 阵列除法器 81

3．6 浮点运算 82

3．6．1 浮点加、减法 82

3．6．2 浮点乘、除法运算 86

3．7 十进制数的加、减法运算 88

习题 92

第4章 存储系统 94

4．1 存储器概述 94

4．1．1 存储器的主要性能指标 94

4．1．2 存储器分类 94

4．1．3 存储器结构 95

4．2 半导体读写存储器 97

4．2．1 基本存储单元 97

4．2．2 半导体RAM芯片 99

4．3 半导体只读存储器 108

4．3．1 掩膜只读存储器（masked ROM） 108

4．3．2 可编程ROM（PROM） 108

4．3．3 可擦除和编程的ROM（EPROM） 109

4．3．4 电擦除电改写只读存储器（EEPROM） 110

4．4 高速缓冲存储器 110

4．4．1 工作原理 110

4．4．2 映射方式 111

4．4．3 替换算法 113

4．4．4 Cache-主布内容的一致性问题 115

4．4．5 Cache结构举例 115

4．5 虚拟存储器 117

4．5．1 虚拟存储器的功能 117

4．5．2 虚拟存储器的基本管理方法 117

4．6 辅助存储器 121

4．6．1 磁表面存储器 121

4．6．2 光盘存储器 129

习题 133

第5章 指令系统 133

5．1 指令格式 133

5．1．1 指令的格式 133

5．1．2 指令长度 134

5．2 寻址方式 134

5．3 指令类型 136

5．4 堆栈和堆栈存取方式 139

5．5 指令系统举例 140

5．5．1 IBM 370系列机指令格式 140

5．5．2 PDP-11指令格式 141

5．5．3 Pentium指令系统 142

5．5．4 Power PC指令系统 143

5．6 CISC与RISC指令 145

5．7 MMX技术 147

习题 150

第6章 中央处理机组织 152

6．1 CPU的结构与功能 152

6．1．1 CPU的组成与操作 152

6．1．2 CPU时序控制方式 155

6．1．3 CPU控制流程 156

6．1．4 控制器的组成 157

6．1．5 一条完整指令的执行 158

6．1．6 CPU性能设计 159

6．1．7 典型CPU举例 163

6．2 组合逻辑控制与PLA控制 165

6．2．1 组合逻辑控制 166

6．2．2 PLA控制 167

6．3 微程序控制 169

6．3．1 Wilkes微程序控制 169

6．3．2 基本概念 170

6．3．3 微指令的格式与编码 171

6．3．4 微指令地址的生成 173

6．3．5 微程序设计举例 174

6．3．6 微程序应用 177

习题 177

第7章 总线及总线互联结构 180

7．1 总线的基本概念 180

7．1．1 总线的特性和分类 180

7．1．2 系统总线的组成 181

7．1．3 总线的数据传输方式 182

7．2 总线设计的要素 183

7．2．1 信号线类型 183

7．2．2 总线裁决 183

7．2．3 定时方式 188

7．2．4 总线事务类型 193

7．2．5 总线带宽 194

7．3 总线接口单元 194

7．4 总线标准 195

7．4．1 ISA总线 196

7．4．2 EISA总线 196

7．4．3 VL总线（VESA总线） 197

7．4．4 PCL总线 197

7．4．5 SCSI总线 203

7．4．6 EIA-232-D总线 206

7．5 多总线分级结构 207

7．5．1 单总线结构 207

7．5．2 双总线结构 207

7．5．3 三总线结构 208

7．5．4 多总线分级结构举例 210

习题 213

第8章 输入输出设备 215

8．1 输入输出设备的分类与特点 215

8．1．1 分类 215

8．1．2 特点 216

8．2 输入设备 216

8．2．1 键盘 216

8．2．2 鼠标器 217

8．3 打印机 218

8．3．1 打印机的种类 218

8．3．2 点阵打印机 219

8．3．3 激光印字机 220

8．4 显示器 222

8．4．1 监视器 222

8．4．2 光栅扫描显示器工作原理 223

8．4．3 IBM PC图形显示器 225

习题 225

第9章 输入输出组织 227

9．1 I/O接口 227

9．1．1 I/O接口的功能 227

9．1．2 I/O接口的结构 228

9．1．3 I/O接口的分类 229

9．2 I/O设备的寻址 230

9．2．1 操作系统在I/O中的作用 230

9．2．2 I/O端口的编址 231

9．3 I/O数据传送控制方式 234

9．3．1 I/O控制方式类型 234

9．3．2 程序直接控制方式 235

9．4 程序中断方式 237

9．4．1 中断的概念 237

9．4．2 中断的分类 238

9．4．3 中断系统的基本职能和结构 240

9．4．4 中断过程 242

9．5 直接存储器存取（DMA）方式 249

9．5．1 三种DMA方式 250

9．5．2 DMA接口的结构和功能 251

9．5．3 DMA操作步骤 253

9．5．4 DMA与存储器系统 254

9．6 通道和I/O处理器方式 255

9．6．1 通道的基本概念 255

9．6．2 通道的种类 256

9．6．3 通道程序 257

9．6．4 输入/输出处理机 259

9．7 外部接口 259

9．7．1 串行接口 260

9．7．2 并行接口 263

习题 264

10．1．1 发展历程、分类与应用 266

第10章 计算机硬件技术的发展 266

10．1 并行处理 266

10．1．2 阵列机 267

10．1．3 多处理机系统 269

10．1．4 分布式系统 272

10．2 新一代计算机 273

10．2．1 生物计算机 274

10．2．2 超导计算机 275

10．2．3 量子计算机 275

10．2．4 纳米计算机 276

10．2．5 光计算机 278

习题 279

参考文献 280