计算机设计与结构PDF电子书下载

第一章　组合逻辑 1

1.1 基本运算与专有名词 1

1.1.1 运算式的计算 4

1.1.2 真值表 5

1.1.3 函数及其表示法 6

1.1.4 标准型式 9

1.2 布林代数（交换代数） 11

1.3 基本硬体 13

1.4 组合电路之功能分析 15

1.5 组合电路之合成 17

1.5.1 AND-OR电路 17

1.5.2　OR-AND电路 19

1.5.3 NAND-NAND与NOR-NOR电路 20

1.6 常用的组合电路 21

1.6.1 加法器 21

1.6.2　解码器 27

1.6.3　字码转换器 29

1.6.4 编码器 30

1.6.5 多工器 31

1.6.6 解多工器 33

1.7　积体电路 33

1.7.1 技术 34

1.7.2 常用的积体电路 35

1.7.3 以IC设计电路 44

1.8 负载与时序 44

1.9　结语 47

第二章　序向电路 55

2.1　正反器 57

2.1.1 SR正反器 57

2.1.2　D正反器 61

2.1.3 JK正反器 61

2.1.4　T正反器 61

2.2 序向电路之分析 64

2.3 序向电路之设计 68

2.4　暂存器 76

2.5 暂存器传送逻辑 88

2.6 暂存器传送方式 91

2.6.1 点对点传送 91

2.6.2 汇流排传送 93

2.7 暂存器传送语言 93

2.8 用IC设计序向电路 99

2.9　结语 106

第三章　记忆体与储存 113

3.1 记忆体的类型 113

3.1.1 随机存取记忆体（Random-Access Memory） 114

3.1.2 内容定址式记忆体或相关记忆体 116

3.1.3 顺序存取记忆体 117

3.1.4 直接存取记忆体 119

3.2　记忆系统参数 119

3.3 记忆装置和结构 121

3.3.1 随机存取记忆体系统 121

3.3.2　唯读记忆体（ROM） 129

3.3.3　相关记忆细胞（AMC） 133

3.3.4 顺序存取记忆装置 135

3.3.5 直接存取储存装置 138

3.4　用IC设计RAM 145

3.5　记忆体层次 147

3.6　结语 148

第四章　电脑结构与程式设计 155

4.1 一部简单的电脑 155

4.1.1　资料格式 156

4.1.2　指令格式 158

4.1.3　指令集 158

4.1.4　定址模式 165

4.1.5　机器语言的程式设计 169

4.2 ASC组合程式 169

4.2.1　组合程序 174

4.3　载入程式 179

4.4　程式的执行 180

4.4.1 指令撷取周期 181

4.4.2　指令执行周期 181

4.5　程式的重定位（Relocation） 181

4.6 程式连结（Linking） 184

4.7 编译程式（Compiler） 187

4.8 结语 187

第五章　一部简易计算机的设计 191

5.1 指令集 192

5.2 字元长度 193

5.3 指令格式 193

5.4　记忆体和暂存器 194

5.5 资料和指令流程 195

5.5.1 撷取阶段 195

5.5.2　位址的计算 195

5.5.3 指令执行 196

5.6　汇流排（BUS）结构 196

5.7 算术和逻辑单元（ALU） 201

5.8 输入／输出 203

5.9 控制单元 204

5.9.1 控制单元的型态 207

5.9.2　ASC的硬体线路控制单元 208

5.9.3 记忆体对处理机的速度 208

5.9.4 机器周期 208

5.9.5 单位址指令 213

5.9.6　零位址指令 213

5.9.7 输入——输出指令 215

5.10　控制台（Console） 226

5.11　硬体设计语言说明 228

5.11.1　宣告 230

5.12　微程式规划的控制单元（MCU） 232

5.12.1　ASC的MCU 233

5.13　结语 241

第六章　实用结构 245

6.1 计算机系统的分类 245

6.2 指令集 247

6.2.1 指令长度 248

6.2.2　运算码选择 252

6.2.3 指令格式 254

6.3　堆叠制作 256

6.4 暂存器 258

6.5 定址模式 263

6.5.1 立即定址法 263

6.5.2 分页定址法 263

6.5.3 基底暂存器定址法 265

6.5.4　相对定址法 265

6.6 资料格式 272

6.6.1　十进位资料 273

6.6.2 文字串 274

6.6.3 浮点数字 274

6.7 CPU结构 276

6.8 记忆系统的加强功能 279

6.8.1 加强速度 279

6.8.2 加强大小 284

6.9 控制单元的加强功能 286

6.9.1 硬体接线式控制单元 286

6.9.2 微程式规划的控制单元 293

6.9.3 指令执行重叠 297

6.10　算术逻辑单元的加强功能 298

6.10.1　逻辑运算 298

6.10.2　加法和减法 299

6.10.3　乘法 302

6.10.4　除法 304

6.10.5　现货供应的ALU 306

6.10.6　堆叠ALU 310

6.10.7　管道（Pipelining） 311

6.10.8　多重处理机 313

6.10.9　十进位算术 313

6.10.10　串联式对并联式ALU 315

6.11　结语 315

第七章　输入／输出 321

7.1 一般的I/O模式 322

7.2 I/O问题 325

7.3 中断 330

7.3.1 ASC的中断机构 331

7.3.2　多重中断 333

7.3.3　依次询问 334

7.3.4 向量中断 335

7.3.5 中断结构的型式 336

7.4 直接记忆存取 339

7.5 通道（Channels） 342

7.6 前端处理机 343

7.7　串联I/O 345

7.8　常见的I/O装置 346

7.8.1 电传打字机 347

7.8.2 显示终端机 348

7.8.3 读卡机和打卡机 348

7.8.4 纸带阅读机和打孔机 349

7.8.5　印表机 349

7.8.6　A/D和D/A转换器 349

7.9　系统结构 350

7.9.1　DEC PDP-11系统 350

7.9.2 INTEL 8080 355

7.9.3　惠普（Hewlett-Packard）35系统 365

7.9.4 IBM 360系统 368

7.9.5　Control Data 6600 371

7.10　结语 373

第八章　进步的结构 377

8.1 结构的分类 377

8.1.1　SIMD 378

8.1.2　MISD 379

8.1.3　MIMD 380

8.2 超级计算机 382

8.2.1 ILLIAC-IV 382

8.2.2　STARAN 384

8.2.3　CDC STAR-100 387

8.2.4 德州仪器的ASC 389

8.2.5　C.mmp 391

8.2.6 Cm 393

8.3 高阶语言结构 403

8.4 资料流程结构 405

8.5 计算机网路和分散式处理 407

8.6 VLSI对结构的冲击 408

8.7　结语 409

附录A　数字系统（Number System）与字码（Codes） 413

A.1　二进位系统 414

A.2 八进位系统 417

A.3　十六进位系统 417

A.4　转换（Conversion） 418

A.4.1 2K基底转换 421

A.5 算术运算 422

A.5.1　二进位算术运算 423

A.5.2 八进位算术运算 426

A.5.3 十六进位算术运算 429

A.6 合正负号的数量表示法 431

A.7　互补数字系统 432

A.7.1 基底补数系统 432

A.7.2 缩减基底补数 435

A.8 字码 436

A.8.1 二进制十进位编码（Binary Coded Decimal,BCD） 437

A.8.2 超3（Excess-3） 437

A.8.3 五中选二（Two-Out-of-Five）码 438

A.8.4 文数字（Alphanumeric）码 439

附录B 布林函数（Boolean Function）的化简 443

B.1 文氏图（Venn Diagrams） 443

B.2　卡诺图 445

B.2.1 卡诺图的函数表示法 447

B.2.2 积项之和的绘图方式 448

B.2.3 和项之积绘图方式 449

B.2.4　化简（Minimization） 450

B.2.5　POS形式的化简函数 455

B.2.6 利用随意（Don't Care）方法的化简 456

B.3 昆麦克拉斯基程序 458

B.4 结论 461

附录C 硬体描述语言——（Hardware Description Language） 463

C.1 系统设计上所使用的HDL 464

C.2 计算机设计语言（CDL） 466

C.2.1 语法规则 466

C.2.2 运算子 467

C.2.3 宣告叙述 469

C.2.4 连续性 477

C.2.5 注解 477

C.2.6　微叙述 477

C.2.7　含标记叙述 478

C.2.8 开关叙述 478

C.2.9 结束叙述 479

C.2.10　旗标 479

C.3 翻译器 479

C.4 模拟器 480

C.5 描述（Description）范例 486

英汉名词对照表 497