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目录 1

译者序 1

原序 1

第一章　计算机原理发展史 1

1.1 引言 1

1.2　早期计算机 4

1.2.1　首批开创者 4

1.2.2　阿塔纳索夫-莫克利诉讼案 7

1.2.3 同一体系：从ENIAC到UNIVAC 7

1.2.4　IAS计算机及更高级的机器 9

1.3　计算机市场的发展 10

1.4　小计算机的出现 12

1.4.1　MIT旋风号计算机 12

1.4.2　MTC，TX-0，TX-1和TX-2 13

1.4.3　E-101，G-15和LGP-30 13

1.4.4　PDP-1 14

1.4.5　CDC-160 16

1.4.6　PDP-5 19

1.4.7　PDP-8 19

1.4.8　IBM1800与1130 20

1.4.9　Interdata 4 21

1.4.10 PDP-11系列 24

1.4.11 Data General公司的Nova计算机 25

1.4.12　PDP-15 25

1.4.13 Interdata 7/32 27

1.4.14　Interdata 8/32 28

1.5　小型计算机：在计算机规模的不断演变中出现 31

1.5.1　“小型计算机”名称的第一次出现 31

1.5.2　根据主存容量确定机器类别 32

1.5.3　小型计算机的正式定义 33

1.5.4　中型计算机的正式定义 33

1.5.6　小型化的小型计算机：过渡性的机种 34

1.5.5　大型计算机的正式定义 34

1.6　微处理机：LSI工艺发展的必然结果 35

1.6.1　MOS/LSI工艺的出现 35

1.6.2　Intel 4004微处理机 36

1.6.3　Intel 8008微处理机 39

1.6.4　微处理机基本结构 41

1.6.5　微处理机市场的早期状况——继Intel之后 42

1.7　“微”与“小”的比较 43

1.8.2　按可靠性要求分类 45

1.8　应用类别的合理划分 45

1.8.1　按计算机用途分类 45

1.9　向分布式处理系统的方向发展 47

1.10　小结 48

参考文献 48

习题 50

2.1.2　晶体管-晶体管逻辑 53

2.1.1　二极管-晶体管逻辑 53

2.1 DTL，TTL与ECL逻辑电路 53

第二章　数字逻辑电路 53

2.1.3　发射极耦合逻辑 55

2.1.4　速度-功率的比较 56

2.2　逻辑功能 57

2.2.1　基本逻辑门 57

2.2.2　异或门 59

2.2.3　线逻辑 60

2.2.4　线逻辑的应用 60

2.3　存储单元 61

2.3.1　触发器特性 61

2.3.2　锁存器工作原理 62

2.3.3　触发器的一般形式 62

2.3.4　主从工作方式 64

2.3.5　边沿触发工作方式 66

2.3.6　JK触发器的通用性 67

2.4.3　中规模集成电路 68

2.4.2　小规模集成电路 68

2.4　集成电路 68

2.4.1　芯片的集成度 68

2.4.4　大规模集成电路 69

2.5　LSI控制存储器：ROM 69

2.5.1　ROM的特性 69

2.5.2　ROM 70

2.5.3　PROM 72

2.5.4　EPROM 73

2.6　PLA 73

2.7　LSI数据存储器：RAM 74

2.7.1　RAM器件的发展情况 74

2.7.2　静态MOS RAM存储单元 75

2.7.3　动态MOS RAM存储单元 76

2.7.4　双极静态RAM存储单元 78

2.8　小结 79

参考文献 79

习题 81

第三章　整机结构 84

3.1　计算机基本结构 84

3.1.1　机器的组成 84

3.1.2　哈佛机与普林斯顿机 86

3.1.3　存储器访问的局部集中性 92

3.2　内部结构 93

3.2.1　执行周期 93

3.2.2　中央处理单元 94

3.2.3　控制器 95

3.2.4　微处理机芯片的典型结构 97

3.3　数据传输选通逻辑 98

3.3.1　寄存器互连逻辑 98

3.3.2　专用数据通路与分时公共数据总线 101

3.3.3　单路选通与双路选通 103

3.3.4　数据总线结构 106

3.4.2　单总线结构 109

3.4　总线系统 109

3.4.1　基本考虑 109

3.4.3　双总线结构 110

3.4.4　三总线结构 112

3.4.5　一元化I/O与存储器总线的设计原理 112

3.4.6　微处理机总线结构 114

3.5　数据传输电路的划分方法 117

3.6　系列机原理与功能模件集装原理 121

3.6.1　兼容性原理 121

3.6.2　系列机原理 122

3.6.3　主机选购件 123

3.7　小结 124

参考文献 124

习题 125

4.1.1　存储器系统的分层结构 130

4.1 内存储器的管理 130

第四章　存储器组织结构 130

4.1.2　交错存储器操作 133

4.1.3　操作寄存器组 134

4.1.4　专用寄存器 136

4.2　寄存器群的组织结构 137

4.2.1　读写并行式寄存器阵列 137

4.2.2　单存取寄存器阵列 139

4.2.3　双接口并读式RAM 140

4.2.4　寄存器栈 142

4.3　下推栈 145

4.3.1　栈的特性 145

4.3.2　TOS的管理方法 146

4.3.3　栈的物理结构 149

4.3.4　栈控制逻辑电路 150

参考文献 154

4.4　小结 154

习题 155

第五章　存储器访问方式 159

5.1　字长考虑 159

5.1.1　出发点 159

5.1.2　单字指令与多字指令的对比 160

5.1.3　决定字长时的折衷考虑 162

5.2　指令格式 162

5.2.1　操作码的考虑 162

5.2.2　四地址指令格式 163

5.2.3　三地址指令格式 164

5.2.4　两地址指令格式 165

5.2.5　单地址指令格式 167

5.2.6　零地址指令格式 168

5.3.1　寻址系统设计概念 170

5.3　寻址系统 170

5.2.7　单地址机器 170

5.3.2　直接寻址方式 172

5.3.3　间接寻址方式 174

5.3.4　多级间接寻址方式 175

5.3.5　自动变址寻址方式 177

5.3.6　变址寻址方式 178

5.3.7　基本地址寄存器寻址方式 180

5.3.8　广义存储体转接寻址方式 183

5.3.9　固定页寻址方式 185

5.3.10　程序相关分页寻址方式 187

5.3.11　通用寄存器寻址方式 187

5.4　小结 192

参考文献 192

习题 193

6.1.2　指令长度类别 197

6.1.1　宏指令定义 197

6.1　指令系统 197

第六章　指令系统剖析 197

6.1.3　操作码类别 199

6.2　机器命令类别 201

6.2.1　数据迁移命令类 201

6.2.2　计算命令类 202

6.2.3　输入／输出命令类 208

6.2.4　控制命令类 210

6.2.5　特殊功能命令类 217

6.2.6　扩充功能命令类 220

6.3　高效指令系统的设计 221

6.4　指令系统的其它优化方法 222

6.5　小结 223

参考文献 223

习题 223

7.2　控制功能 230

7.1　引言 230

第七章　常规控制逻辑与PLA控制逻辑 230

7.3　指令时序 232

7.3.1　按序寻址 233

7.3.2　操作数读取 234

7.3.3　无条件转移 235

7.3.4　条件转移 235

7.3.5　中断寻址 237

7.3.6　指令预取 239

7.3.7　指令译码与执行 240

7.3.8　周期时序发生器 242

7.3.9　移位寄存器方法 243

7.3.10　指令周期的编排 244

7.3.11　公共的指令读取周期 244

7.3.12 利用逻辑门设计译码器 245

7.3.13　指令执行 247

7.3.14　控制逻辑设计例解 248

7.4　总体控制逻辑的设计步骤 257

7.5　两级控制逻辑 258

7.6　可编程逻辑阵列 261

7.6.1　PLA输出选择 263

7.6.2　PLA在周期时序逻辑中的用法 264

7.7　用标准PLA作为基本构件 265

7.8　用标准PLA实现加法指令 267

7.9　现场可编程逻辑阵列 270

7.10　异步存储器读取 271

7.11　小结 273

参考文献 274

习题 274

第八章　程控输入／输出操作 276

8.1　引言 276

8.2　插入 278

8.2.1　程控I/O与插入原理 278

8.2.2　软件控制的插入方法 283

8.2.3 固件控制的插入方法 285

8.3　中断方法 290

8.3.1　程序中断的概念 290

8.3.2　单级中断机构 292

8.3.3　硬件查询法核查中断 296

8.3.5　二维多级优先中断机构 302

8.3.6　优先权分配的动态调整 306

8.3.7 利用下推栈进行中断管理 307

8.3.8　处理机状态字 309

8.3.9　广义的上下文转折 314

8.3.10 中断机构的微程序控制 318

8.4　小结 319

参考文献 320

习题 320

9.1　通道概念 327

第九章　通道控制的输入／输出操作 327

9.2　直接内存存取操作 331

9.2.1　DMA的基本特点 331

9.2.2　专用DMA 335

9.2.3　选择式DMA 336

9.2.4 复用式DMA 338

9.2.5　使用DMA调度程序 340

9.2.6　微处理机的DMA操作 342

9.3　串行通信方法 346

9.3.1 串行通道概述 346

9.3.2　专用局部串行通道 348

9.3.3　专用外部串行通道 350

9.3.4　公用串行通道 351

9.4　小结 354

参考文献 354

习题 355

A.1　PMOS 362

A.2　NMOS 362

附录A　MOS工艺 362

A.3　CMOS 363

附录B　双极工艺 365

B.1　双极晶体管 365

B.2　肖特基二极管箝位的晶体管 366

B.3　集成注入逻辑 367

B.4　肖特基I2L 369

附录C　软件特性 371

C.1　定义 371

C.2　软件的一般类别 372

C.3　语言翻译程序 373

附录D　MAC-8：一种通信用的微处理机 377

附录E Tandem16不间断计算机系统 388

汉英对照索引 391

8.3.4　多级优先中断机构 398