计算机组成与设计PDF电子书下载

目录 1

第一章 概论 1

§1.1计算机的特点 1

§1.2存储程序的概念 2

§1.3计算机的基本组成 2

§1.3.1运算器 3

§1.3.2存储器 3

§1.3.3输入设备 4

§1.4.1硬件与软件 5

§1.4计算机系统的层次结构 5

§1.3.5控制器 5

§1.3.4输出设备 5

§1.4.2软件的基本内容 6

§1.4.3计算机系统的层次结构 7

§1.4.4硬、软件的功能分配与逻辑等价 8

§1.5计算机系统的硬件设计 9

§1.6计算机系统的总线结构 10

*第二章 逻辑电路 13

§2.1基本逻辑门电路 13

§2.2数字电路的属系 13

§2.3布尔代数 15

§2.4.2用布尔代数化简逻辑式 17

§2.4逻辑式的化简 17

§2.4.1真值表与逻辑式 17

§2.4.3用图解法化简逻辑式 18

§2.4.4无关条件的考虑 20

§2.5组合逻辑电路 21

§2.5.1定义 21

§2.5.2组合电路设计 22

§2.6时序逻辑电路 27

§2.6.1基本触发器（锁存器） 27

§2.6.2同步触发器 28

§2.6.3触发器的激励特性 30

§2.6.4时序电路分析 31

§2.6.5同步时序电路的设计 32

§2.6.6主－从触发器和边沿触发器 39

§2.6.7常用时序电路介绍 42

§2.7存储器和堆栈 45

习题 48

第三章 数据表示 50

§3.1进位计数制 50

§3.1.1进位计数制的基本概念 50

§3.1.2不同进位制数之间的转换 51

§3.2.1真值与机器数 53

§3.2.2机器数的原码表示法 53

§3.2带符号数的表示 53

§3.2.3机器数的补码表示法 54

§3.2.4机器数的反码表示法 56

§3.3补码运算的基本规则 57

§3.3.1真值、原码与补码间的转换 57

§3.3.2补码的加法规则 58

§3.3.3补码的减法规则 59

§3.3.4补码加减运算实例 59

§3.3.5机器数的移位规则 60

§3.4定点数和浮点数 61

§3.4.1定点表示法 62

§3.4.2浮点表示法 63

§3.5十进制数的表示 65

§3.6字符的表示 66

§3.7校验码 68

§3.7.1奇偶校验 69

§3.7.2海明码 71

§3.7.3循环冗余码（CRC）校验 73

习题 79

第四章 运算方法与运算器 82

§4.1并行加法器的组成与快速进位的实现 82

*§4.2原码机器数的加减运算器 87

§4.2.2原码加减法运算的硬件实现 88

§4.2.1原码加减法运算的算法 88

§4.3补码机器数的加减运算器 90

§4.3.1补码加减运算的算法 90

§4.3.2补码加减运算的硬件实现 91

§4.4状态寄存器 91

§4.5十进制加法器 93

§4.6算术逻辑部件（ALU） 94

§4.7定点乘法运算 98

§4.7.1原码一位乘法 98

§4.7.2原码二位乘法 100

§4.7.3补码一位乘法 102

§4.7.4补码二位乘法 106

*§4.7.5多位乘法概念 107

§4.8定点除法运算 109

§4.8.1原码比较法与恢复余数法 110

§4.8.2原码不恢复余数法（加减交替法） 112

*§4.8.3补码不恢复余数法 113

*§4.8.4快速除法简介 116

§4.9浮点运算 119

§4.9.1浮点加减运算 119

§4.9.2浮点乘法运算 120

§4.9.3浮点除法运算 121

§4.9.4浮点运算的舍入问题 121

§4.9.5浮点运算的硬件实现 122

习题 123

第五章 指令系统和汇编语言 125

§5.1指令系统的基本概念 125

§5.1.1指令的分类 125

§5.1.2指令的格式 127

§5.1.3寻址方式 129

§5.1.4寻址方式应用举例 134

§5.2机器指令与汇编语言 137

§5.3 PDP—11寻址方式简介 138

习题 146

§6.2控制器的功能及设计方法 147

第六章 中央处理器（CPU） 147

§6.1 CPU的设计步骤 147

§6.2.1控制器的功能 148

§6.2.2控制器设计方法 148

§6.3寄存器结构与微操作描述——RPL语言简介 149

§6.3.1寄存器之间的并行传送 149

§6.3.2数据的总线传送 151

§6.4 CPU指令系统与总体结构 153

§6.4.1指令系统的确定 153

§6.4.2总体结构的确定 153

§6.5.1几个基本操作的微操作序例 155

§6.5控制器的设计 155

§6.5.2指令的执行过程 158

§6.5.3CPU的定时系统 164

§6.5.4控制器的硬件实现 164

§6.5.5节拍信号的起停控制 168

习题 169

第七章 微程序控制器 173

§7.1微程序控制的基本概念 173

§7.2微指令 174

§7.2.1微命令字段的编码方法 174

§7.2.2微地址段的组成 176

§7.3.1模型机结构 179

7.3微程序设计实例 179

§7.3.2微程序设计 182

§7.4微程序中的定时问题 184

§7.5微程序控制的评价 185

习题 186

第八章 输入输出与中断系统 187

§8.1典型I/O设备的工作原理 187

§8.1.1键盘输入设备 187

§8.1.2纸带输入机 189

§8.1.3打印机 190

§8.2.1I/O指令格式 191

§8.2 I/O指令格式及I/O传送的特点 191

§8.2.2I/O数据传送的特点 192

§8.3计算机与外部设备之间的数据传送 193

§8.3.1程序控制方式的I/O传送 193

§8.3.2中断方式的I/O传送 195

§8.3.3直接存储器存取（DMA）方式 196

§8.3.4I/O处理器（I/O通道） 197

§8.4中断系统 198

§8.4.1中断的类型 199

§8.4.2中断请求的监测 200

§8.4.4中断源的识别 201

§8.4.3中断的控制 201

§8.4.5中断优先级 202

§8.4.6中断屏蔽 204

§8.4.7优先级中断系统实例 205

§8.4.8中断服务程序 206

§8.5 I/O接口电路 208

§8.5.1接口的主要功能 208

§8.5.2接口的组成 208

§8.5.3接口的分类 209

§8.5.4并行接口电路举例 209

§8.5.5异步串行接口电路 211

§8.6I/O处理器的工作原理 213

习题 216

第九章 存储系统 218

§9.1存储器的分类 218

§9.2存储器的主要性能指标 219

§9.3主存储器的组成以及与CPU的连接 220

§9.3.1存储元件 220

§9.3.2存储单元与它的编址 220

§9.3.3半导体RAM的组成 222

§9.3.4半导体只读存储器（ROM） 225

§9.3.5半导体存储器组织举例 226

*§9.4辅助存储器 227

§9.4.1磁表面存储原理 227

§9.4.2磁记录方式 228

§9.4.3磁盘存储器 234

§9.4.4磁带存储器 237

§9.5存储系统的层次结构 239

§9.6多模块交叉存储技术 241

§9.7高速缓冲存储器 244

§9.7.1高速缓冲存储器的读／写操作 245

§9.7.2映射函数（Mapping） 245

§9.7.3替换算法 248

§9.8虚拟存储系统 249

习题 252

主要参考文献 253