计算机组成原理PDF电子书下载

上篇 简明数字逻辑 3

第1章 概论 3

1.1 计算机历史 3

1.1.1 第一代电子管计算机 3

1.1.2 第二代晶体管计算机 4

1.1.3 第三代集成电路计算机 4

1.1.4 第四代超大规模集成电路计算机 5

1.2 计算机系统的层次结构 5

1.3 超级计算机发展史 6

习题 7

第2章 逻辑代数和逻辑门电路 9

2.1 逻辑关系和逻辑门电路 9

2.1.1 逻辑“与”及“与”门 9

2.1.2 逻辑“或”及“或”门 10

2.1.3 逻辑“非”及“非”门 11

2.1.4 复合逻辑及复合门 11

2.2 逻辑代数的基本定律 14

2.2.1 逻辑函数的“相等”概念 14

2.2.2 逻辑代数的基本定律 14

2.3 逻辑函数的化简 16

2.3.1 逻辑函数的标准“与或”式和最简式 16

2.3.2 逻辑函数的公式化简法 19

2.3.3 逻辑函数的卡诺图化简法 20

2.4 常用TTL门电路芯片 24

2.4.1 TTL“与非”门单元电路 24

2.4.2 常用TTL门电路芯片 24

习题 26

第3章 组合逻辑电路 27

3.1 组合逻辑电路的分析 27

3.1.1 分析方法 27

3.1.2 分析举例 28

3.2 组合逻辑电路的设计 29

3.2.1 组合逻辑电路设计方法 29

3.2.2 组合逻辑电路设计举例 29

3.3 中规模集成电路逻辑部件 32

3.3.1 编码器 32

3.3.2 译码器及其应用 33

3.3.3 数值比较器 37

3.3.4 数据选择器及其应用 39

3.3.5 组合逻辑电路举例 43

习题 45

第4章 时序逻辑电路 47

4.1 触发器 47

4.1.1 用“与非”门组成的基本RS触发器 47

4.1.2 用“与非”门组成的钟控触发器 48

4.1.3 边沿触发器 51

4.2 寄存器和移位器 54

4.2.1 寄存器 54

4.2.2 移位器 56

4.2.3 相联存储器 59

4.2.4 用JK触发器实现寄存器 61

4.3 同步计数器 61

4.3.1 计数器设计 61

4.3.2 计数器集成芯片介绍 65

4.3.3 N进制计数器 66

习题 67

第5章 只读存储器与可编程逻辑器件 71

5.1 只读存储器（ROM） 71

5.1.1 ROM的结构 71

5.1.2 ROM的工作原理 72

5.1.3 ROM制造技术简介 73

5.1.4 只读存储器（ROM）的应用 75

5.2 可编程逻辑器件 77

5.2.1 可编程逻辑阵列（PLA） 77

5.2.2 可编程阵列逻辑（PAL）简介 79

5.2.3 通用阵列逻辑（GAL）简介 79

5.2.4 实例介绍 80

习题 85

下篇 计算机组成原理 89

第6章 存储器组织 89

6.1 主存储器的构成 89

6.1.1 主存储器芯片 89

6.1.2 主存储器容量的扩展 95

6.2 存储系统组织 97

6.2.1 双端口存储器与并行主存系统 98

6.2.2 高速缓冲存储器 99

6.2.3 替换策略及更新策略 105

6.2.4 虚拟存储器 105

6.3 主存储器的芯片技术 109

6.3.1 快速页式动态存储器（FPM DRAM） 109

6.3.2 增强数据输出DRAM（EDRAM） 109

6.3.3 同步动态存储器 110

6.3.4 双速率同步动态存储器 110

6.3.5 磁性随机访问存储器 111

6.4 三级存储体系 112

6.5 磁盘存储设备 113

6.5.1 磁记录原理与记录方式 113

6.5.2 磁盘存储设备 115

习题 118

第7章 运算器 122

7.1 数据信息的表示方法 122

7.1.1 带符号数的表示 122

7.1.2 补码加减法 124

7.1.3 定点表示与浮点表示 127

7.1.4 溢出判别 129

7.1.5 字符的表示 129

7.2 算术逻辑运算部件ALU 131

7.2.1 一位全加器 131

7.2.2 串行进位并行加法器 132

7.2.3 先行进位并行加法器 132

7.2.4 补码加法器 133

7.2.5 算术逻辑运算部件ALU举例 134

7.3 定点乘除法运算 136

7.3.1 定点乘法运算 136

7.3.2 定点除法运算 144

7.4 浮点四则运算 146

7.4.1 浮点加减运算 146

7.4.2 浮点乘法运算 147

7.4.3 浮点除法运算 147

7.5 运算器的组成 148

7.5.1 暂存器型运算器 148

7.5.2 多路选择器型运算器 148

习题 149

第8章 指令系统 151

8.1 指令格式 151

8.1.1 指令字长 152

8.1.2 操作码格式 152

8.1.3 指令助记符 154

8.2 寻址方式 154

8.2.1 指令寻址方式 154

8.2.2 数据的寻址方式 154

8.3 指令类型 157

8.4 CISC和RISC 158

8.5 Pentium II指令格式 158

习题 159

第9章 控制器设计原理 161

9.1 基本概念 161

9.1.1 运算器及内总线 161

9.1.2 主存接口 162

9.1.3 控制器 163

9.2 机器指令的周期划分与控制信号 164

9.2.1 指令执行分析 164

9.2.2 指令执行周期 165

9.2.3 控制信号 165

9.3 指令执行流程 166

9.3.1 运算指令执行流程 167

9.3.2 传送指令执行流程 168

9.3.3 控制指令执行流程 169

9.4 微程序控制器 170

9.4.1 微程序控制的基本概念 170

9.4.2 微指令编码格式的设计 171

9.4.3 微程序控制器 172

9.5 时序系统 173

9.6 时序控制方式 174

9.7 模型机的主机设计 175

9.7.1 模型机指令系统设计 175

9.7.2 总体结构与数据通路 178

9.7.3 时序系统与时序控制方式 180

9.7.4 微指令格式 180

9.7.5 通用寄存器的控制逻辑表达式 183

9.7.6 微程序控制器 183

9.7.7 微程序流程图 185

9.7.8 微程序编制举例 188

9.7.9 模型机CPU设计过程总结 190

9.8 CPU技术简介 191

习题 194

第10章 输入/输出系统 197

10.1 输入/输出设备简介 197

10.1.1 常用输入设备简介 197

10.1.2 常用输出设备简介 198

10.2 系统总线 201

10.2.1 系统总线种类 202

10.2.2 总线通信同步方式 203

10.2.3 总线争用控制 205

10.2.4 微机总线 206

10.3 输入/输出接口 209

10.3.1 串行接口 210

10.3.2 并行接口 211

10.3.3 接口寻址 212

10.4 输入/输出控制方式 212

10.4.1 程序直接控制方式 213

10.4.2 程序中断控制方式 213

10.4.3 DMA控制方式 219

10.4.4 通道控制方式 222

习题 224

第11章 并行计算机体系结构简介 226

11.1 并行计算机的分类 226

11.2 SIMD计算机 227

11.2.1 阵列处理机 227

11.2.2 向量处理机 227

11.3 MIMD计算机 229

11.3.1 多处理器系统 230

11.3.2 多计算机系统 231

11.3.3 集群机系统 233

11.4 第六代超级计算机概念 236

习题 237

参考文献 238