计算机组成原理PDF电子书下载

1.1 计算机组成原理研究的内容 1

1.2 计算机组成和体系结构 3

1.3 冯·诺依曼计算机 4

1.4 计算机的发展简史 5

1.5 计算机的应用 5

习题 6

2.1 数的机器码表示方法 7

2．1．1 计算机带符号定点数的表示方法 8

2．1．2 计算机浮点数的表示方法 8

2.2 二进制带符号数的表示方法 9

2．2．1 原码表示方法 9

2．2．2 补码表示方法 10

2．2．3 反码表示方法 14

2．2．4 移码表示方法 16

2.3 字符与字符串的表示方法 16

2．4．1 补码加法运算 18

2.4 定点加减运算与溢出判断 18

2．4．2 负数的补码及补码的运算规则 19

2．4．3 溢出与检测方法 20

2．4．4 基本的二进制加法、减法器 22

2．4．5 十进制加法器 23

2．4．6 定点运算器的先行进位 25

2．5．1 逻辑非 28

2．5．2 逻辑加 28

2.5 逻辑运算 28

2．5．3 逻辑乘 29

2．5．4 异或 29

2.6 算术逻辑单元（ALU）的组织 30

2．6．1 1位ALU 30

2．6．2 32位ALU 31

2.7 定点乘法运算 32

2．7．1 原码一位乘法 32

2．7．2 被码一位乘法 34

2．7．3 补码两位乘法 37

2．7．4 陈列乘法 40

2.8 定点除法运算 41

2．8．1 定点原码除法 41

2．8．2 定点补码除法 44

2．8．3 阵列除法 51

2.9 浮点运算 53

2．9．1 浮点数的表示 53

2．9．2 移码的运算 54

2．9．3 二进制浮点数表示的IEEE标准 57

2．9．4 浮点算术运算 60

附录：同余式基本概念 69

习题 70

3.1 指令系统概述 73

3．1．1 指令系统的基本概念 73

3．1．2 指令的要素 74

3．1．3 指令的表示 75

3．2．1 地址 77

3．1．4 指令系统设计应该考虑的问题 77

3.2 操作数类型 77

3．2．2 数值 78

3．2．3 字符 78

3．2．4 逻辑数据 79

3．2．5 数据类型举例 79

3.3 指令类型 81

3．3．1 数据传送类型 81

3．3．2 算术运算类型 82

3．3．3 逻辑操作类型 82

3．3．4 移位操作类型 82

3．3．5 转移控制类型 83

3．3．6 输入输出类型 83

3．3．7 指令类型举例 84

3.4 寻址方式 88

3．4．2 直接寻址方式 89

3．4．3 间接寻址方式 89

3．4．1 立即寻址方式 89

3．4．4 寄存器寻址方式 90

3．4．5 寄存器间接寻址方式 90

3．4．6 偏移量寻址方式 91

3．4．7 实际机器的寻址方式简介 91

3.5 指令格式 94

3．5．1指令格式的选择 94

3．5．2 实际指令格式简介 97

习题 99

4.1 计算机组成的层次概念 101

4.2 RISC与CISC 102

4．2．1 高级语言计算机体系结构 102

4．2．2 精简指令系统计算机体系结构 102

4．2．3 复杂指令系统的依据 104

4.3 模型机的指令系统 104

4．3．1 把模型机的汇编语句翻译成机器指令 105

4．3．3 模型机寻址方式 106

4．3．2 模型机的指令格式 106

4.4 汇编语言概念 112

4.5 指令系统——软件的接口 114

4．5．1 C语言赋值语句编译为模型机汇编语言程序 114

4．5．2 把模型机的汇编语言翻译成机器语言 119

4．5．3 把C语言的条件转移语句编译成模型机的汇编语言程序 121

4．5．4 把C语言的循环语句编译成模型机的汇编语言程序 123

4．5．5 使用无条件转移地址表编译语句 125

4．6．1 概述 128

4.6 中央处理器（CPU）的设计——数据路径与控制器 128

4．6．2 单周期数据路径 129

4．6．3 单周期数据路径的控制器 137

4．6．4 多周期数据路径 151

4．6．5 多周期数据路径控制器的设计 173

4．6．6 异常概念 202

4．6．7 流水线概念简介 202

习题 204

5．1．1 存储器的功能 208

5.1 概论 208

5．1．2 存储器的分类 209

5．1．3 存储器的主要技术指标 210

5.2 存储器组织 212

5．2．1 存储单元 212

5．2．2 半导体存储器芯片组织逻辑 213

5．2．3 静态与动态芯片逻辑 216

5．2．4 芯片封装 218

5.3 存储器与CPU的连接 219

5.4 半导体只读存储器 221

5.5 并行存储器 223

5．5．1 双端口存储器 223

5．5．2 多体交叉存储器 223

5．5．3 相联存储器 226

5.6 存储体系 226

5．6．1 虚拟存储器 226

5．6．2 页式管理 228

5．7．1 基本原理 230

5．6．3 段工管理 230

5.7 高速缓冲存储器（Cache） 230

5．7．2 地址映射与变换 232

5．7．3 替换算法 235

5．7．4 两存储器的性能 235

习题 236

6.1 概述 238

6.2 接口概念与分类 238

6.3 输入输出的基本控制方式 240

6.4 计算机总线 242

6．4．1 总线的功能 242

6．4．2总线的分类 242

6．4．3总线的工作原理 244

6.5 主机与外围设备间的连接方式 251

习题 255

参考文献 256