计算机组成原理PDF电子书下载

第1章　计算机系统概论 1

1.1　计算机的发展和应用 1

1.1.1　计算机的发展 1

1.1.2　计算机的分类 4

1.1.3　计算机的应用 5

1.2　计算机系统的组成 7

1.2.1　计算机的硬件系统 7

1.2.2　计算机的软件系统 10

1.3　计算机的工作过程和性能指标 14

1.3.1　计算机系统处理信息的基本过程 14

1.3.2　计算机的性能指标 15

1.4　计算机系统的层次结构 17

1.5　小结与提高 18

1.6　思考与练习 19

第2章　计算机数据的表示 20

2.1　计数制 20

2.1.1　十进制计数制 20

2.1.2　二进制计数制 21

2.1.3　R进制计数制 21

2.1.4　二进制数的应用 22

2.1.5　不同数制间数据的转换 22

2.2　数据信息的单位和计算机字长 26

2.2.1　数据的单位 26

2.2.2　计算机字长 27

2.3　定点数和浮点数 27

2.3.1　定点数表示法 27

2.3.2　浮点数表示法 27

2.3.3　定点数表示法和浮点数表示法的比较 28

2.4　带符号数的表示方法 29

2.4.1　计算机数和真值 29

2.4.2　原码表示法 29

2.4.3　补码表示法 30

2.4.4　反码表示法 34

2.4.5　移码表示法 35

2.4.6　各种编码的比较 35

2.5　十进制数据表示 36

2.5.1　二—十进制编码原理 36

2.5.2　二—十进制有权码 36

2.5.3　二—十进制无权码 37

2.6　字符编码 38

2.6.1　ASCII码 38

2.6.2　扩展BCD码 38

2.6.3　汉字的表示 38

2.7　数据校验码 39

2.7.1　奇偶校验码 39

2.7.2　海明校验码 40

2.7.3　循环冗余校验码 42

2.8　小结与提高 44

2.9　思考与练习 44

第3章　运算方法和运算器 46

3.1　定点加减法运算 46

3.1.1　补码加减法运算 46

3.1.2　溢出的产生和判断 49

3.1.3　补码加减法的逻辑实现 51

3.2　定点乘法运算 53

3.2.1　原码一位乘法 53

3.2.2　补码一位乘法 56

3.2.3　阵列乘法器 59

3.3　定点除法运算 62

3.3.1 原码除法 62

3.3.2　补码除法 66

3.3.3　阵列除法器 68

3.4　逻辑运算 69

3.5　浮点数运算和浮点运算器 70

3.5.1　浮点数的加减法 70

3.5.2　浮点数的乘除法运算 73

3.6　小结与提高 75

3.7　思考与练习 76

第4章　存储系统 77

4.1　存储器概述 77

4.1.1　存储器的分类 77

4.1.2　存储器的层次结构 80

4.2　主存储器 81

4.2.1　主存储器技术指标 81

4.2.2　主存储器基本组成 83

4.2.3　主存储器基本操作 83

4.3　半导体存储器芯片 84

4.3.1　静态MOS存储器 84

4.3.2　动态MOS存储器 86

4.3.3　半导体只读存储器 89

4.4　高速缓冲存储器 91

4.4.1　工作原理 91

4.4.2　映射方式 92

4.4.3　替换算法 94

4.4.4　Cache——主存内容的一致性问题 94

4.5　虚拟存储器 95

4.5.1　虚拟存储器的基本概念 95

4.5.2　虚拟存储器的基本管理方法 95

4.6　存储保护 98

4.6.1　存储区域保护 98

4.6.2　访问方式保护 100

4.7　小结与提高 100

4.8　思考与练习 101

第5章　指令系统 103

5.1　机器指令 103

5.1.1　指令的一般格式 103

5.1.2　指令字长 106

5.2　操作数类型和操作类型 106

5.2.1　操作数类型 106

5.2.2　数据在存储器中的存储方式 106

5.2.3　操作类型 107

5.3　寻址方式 108

5.3.1　指令的寻址方式 108

5.3.2　操作数寻址方式 108

5.4　RISC简介 110

5.4.1　复杂指令系统计算机（CISC） 110

5.4.2　RISC技术的产生 111

5.5　小结与提高 111

5.6　思考与练习 112

第6章 中央处理器 114

6.1 CPU的基本功能及其组成 114

6.1.1　CPU的基本功能 114

6.1.2　CPU的基本组成 115

6.2　指令周期和时序信号发生器 118

6.2.1　指令周期 118

6.2.2　时序发生器 120

6.2.3　控制器基本控制方式 124

6.3　组合逻辑控制器 125

6.3.1　组合逻辑控制器的基本原理 125

6.3.2　指令执行流程 127

6.3.3　微操作信号的产生 131

6.4　微程序控制 132

6.4.1　Wilkes微程序控制 132

6.4.2　微程序控制器的基本概念 133

6.4.3　微指令及其编码方法 134

6.4.4　微指令地址的生成 135

6.4.5　微程序应用 136

6.5　小结与提高 136

6.6　思考与练习 137

第7章　系统总线 139

7.1　系统总线的结构 139

7.1.1　总线的基本概念 139

7.1.2　总线的连接方式 142

7.2　总线接口 144

7.2.1　总线的数据传输方式 144

7.2.2　接口的基本概念 145

7.3　总线的裁决和定时 146

7.3.1　总线裁决 146

7.3.2　总线的定时 149

7.4　常用总线 153

7.4.1　ISA总线 153

7.4.2　EISA总线 153

7.4.3 VL总线（VESA总线） 154

7.4.4　PCI总线 155

7.4.5　SCSI总线 159

7.4.6　EIA-232-D总线 161

7.5　小结与提高 161

7.6　思考与练习 162

第8章　输入／输出系统 164

8.1　I/O接口 164

8.1.1　I/O接口的功能和结构 164

8.1.2　I/O接口的分类 166

8.2　I/O设备的寻址 167

8.2.1　操作系统在I/O中的作用 167

8.2.2　I/O端口的编址 168

8.3　I/O数据传送控制方式 169

8.3.1　I/O控制方式类型 169

8.3.2　程序直接控制方式 170

8.4　程序中断方式 171

8.4.1　中断的基本概念 171

8.4.2　中断系统的基本功能和结构 172

8.4.3　中断工作过程 174

8.5　DMA方式 175

8.5.1　DMA方式的基本概念 175

8.5.2　DMA传送方式 176

8.5.3　DMA接口的结构和功能 177

8.5.4　DMA操作 178

8.5.5　DMA与存储器系统 179

8.6　I/O通道 180

8.6.1　通道的基本概念 180

8.6.2　通道的分类 181

8.6.3　通道程序 182

8.6.4　输入／输出处理机 183

8.7　小结与提高 183

8.8　思考与练习 184

第9章　外部设备 186

9.1　外部设备的种类和特点 186

9.1.1　外部设备的分类 186

9.1.2　外部设备的工作特点 187

9.2　输入设备 188

9.2.1　键盘 188

9.2.2　鼠标 188

9.2.3　扫描仪 190

9.3　显示输出设备 192

9.3.1　显示设备的种类 192

9.3.2　显示技术中的有关术语 194

9.3.3　字符显示器 196

9.3.4　图形和图像显示 196

9.4　打印输出设备 197

9.4.1　打印机的种类 197

9.4.2　点阵打印机 198

9.4.3　激光打印机 199

9.5　外存储器 200

9.5.1　磁表面存储器 200

9.5.2　光盘存储器 205

9.6　通信设备 206

9.6.1　调制解调器 206

9.6.2　网络适配器 208

9.6.3　网络互连设备 208

9.7　小结与提高 211

9.8　思考与练习 212

主要参考文献 213