计算机基础PDF电子书下载

目 录 1

前言 1

第一章电子数字计算机的基本概念 1

§1.1引言 1

§1.2电子计算机的基本组成与工作原理 2

1.2.1基本组成 2

1.2.2计算机工作原理 5

§1.3计算机的功能与特性 6

1.3.1计算机的特性 6

1.3.2计算机的功能与应用 7

§1.4现代计算机系统的组成 9

1.4.1计算机系统 9

1.4.2计算机系统的层次结构 10

1.4.3硬件和软件的逻辑等价 11

§1.5计算机整机结构 11

1.5.1总线 11

1.5.2计算机组成结构与实例 13

§1.6系列机概念 18

1.6.1兼容性原理 18

1.6.2系列机 19

习题与思考 20

第二章计算机中的数和编码 21

§2.1进位计数制 21

2.1.1十进制与进位计数制 21

2.1.2二进计数制 22

2.1.4二－十进制 23

2.1.3八进制与十六进制 23

2.1.5各有关计数制间的转换 25

§2.2计算机中的机器数 29

2.2.1字长与精度 30

2.2.2机器数的定点和浮点表示 31

§2.3计算机中数的编码表示 33

2.3.1原码表示法 34

2.3.2补码表示法 35

2.3.3反码表示法 44

2.3.4移码表示法 44

2.3.5几种编码方法的比较和应用 45

§2.4计算机中字符编码 46

§2.5汉字在计算机中的编码 47

结束语 48

习题与思考 49

第三章指令和指令系统 52

§3.1指令和指令系统的含义 52

§3.2指令格式 53

3.2.1指令的基本组成部分 53

3.2.2指令格式设计准则 54

3.2.3指令中操作数地址的分析 55

3.2.4扩展操作码 59

3.2.5指令格式的实形 61

§3.3寻址方式 62

3.3.1寻址方式的设计 62

3.3.2立即寻址方式 63

3.3.3直接寻址方式 64

3.3.4间接寻址方式 65

3.3.5变址寻址方式 67

3.3.6基本地址寄存器寻址方式 68

3.3.7 PC相对寻址方式 69

3.3.8通用寄存器寻址方式 70

§3.4指令类型 72

3.4.1数据传送／迁移类指令 72

3.4.2计算类指令 72

3.4.3程序控制类指令 74

3.4.4输入／输出类指令 74

3.4.5特殊操作类指令 74

3.4.6处理机控制类指令 74

习题与思考 75

结束语 75

第四章信息的存贮体系 79

§4.1基本概念 79

4.1.1存贮器的基本组成 79

4.1.2存贮器分类 82

4.1.3存贮器性能的主要指标 84

§4.2半导体读写存贮器RAM 86

4.2.1半导体基本存贮电路 86

4.2.2 RAM结构与地址译码方式 91

4.2.3用静态集成存贮片组成RAM 94

4.2.4主存与CPU、I/O之间的连接 96

4.2.5动态的RAM刷新 99

4.3.1 ROM的特点与功用 101

4.3.2掩模只读存贮器 101

§4.3半导体只读存贮器ROM 101

4.3.3可编程序只读存贮器 103

（PROM） 103

4.3.4可擦除可编程只读存贮器 104

（EPROM） 104

§4.4提高存贮器性能的技术 106

4.4.1多模块存贮器和交叉存取 107

4.4.2高速缓冲存贮器 108

4.4.3虚拟存贮器概念 110

4.4.4存贮体系 110

§4.5外存贮器 111

4.5.1外存贮器的特点与组成 111

4.5.2数据记录方式 113

4.5.3磁盘存贮器 117

4.5.4磁带存贮器 125

结束语 127

习题与思考 127

第五章运算基础及逻辑组织 132

§5.1运算基础 132

5.1.1计算机中运算的特点 132

5.1.2定点带符号数的加、减法运算 132

5.1.3定点带符号数的乘法算法 134

5.1.4定点带符号数的除法算法 144

5.1.5浮点数的四则运算 147

5.1.6十进制运算 150

§5.2运算器功能及其逻辑组织 152

5.2.1运算器功能及其基本组成 152

5.2.2运算器与其他功能部件的连接 153

5.2.3数据传送及加工处理逻辑 154

5.2.4浮点处理运算选件 164

结束语 167

习题与思考 167

第六章程序控制原理及其逻辑组织 171

§6.1控制器的基本概念 171

6.1.1程序控制原理及其基本结构 171

6.1.2指令执行的基本工作过程 174

6.1.3微操作序列 175

§6.2控制时序 179

6.2.1控制定时关系 179

6.2.2定时信号系统的逻辑组织 180

6.3.1控制方式分类 181

§6.3控制方式及总线控制特性 181

6.3.2一元化总线控制特性 184

6.3.3一元化总线控制权裁决转让 188

逻辑 188

§6.4指令微操作流程 189

6.4.1取指令公共操作流程 190

6.4.2寻址及取操作数操作流程 190

6.4.3运算型指令执行操作流程 193

6.4.4非运算型指令执行操作流程示例 194

6.4.5机器指令运行过程中的事务处理 196

§6.5随机逻辑控制及PLA逻辑控制 196

6.5.1微操作控制逻辑的硬件实现方法 196

6.5.2随机逻辑控制原理 197

6.5.3 PLA逻辑控制原理 198

§6.6微程序控制原理 201

6.6.1基本概念 201

6.6.2微程序控制方式的应用 202

6.6.3微指令组合及微指令编译法 203

6.6.4执行微程序时的进程控制及微地址形成 206

6.6.5微程序控制逻辑原理例解 210

6.6.6微程序执行的时序控制 220

§6.7操作员控制台的功能 222

6.7.1一般描述 222

6.7.2 VAX-11/750控制台子系统概述 222

§6.8重叠控制技术 224

6.8.2时间重叠与先行控制的基本原理 225

6.8.1控制的“并行性”概念 225

6.8.3流水线处理及操作举例 231

结束语 235

习题与思考 235

第七章中断技术 238

§7.1中断技术的基本概念 238

7.1.1中断概念与引入中断技术后的计算机 238

7.1.2中断源与中断的分类 240

7.1.3中断控制全过程的描述 241

7.1.4中断控制系统的功能 243

§7.2中断优先级与判定 244

7.2.1软件查询方法 244

7.2.2硬件排队方法 245

7.2.3中断判优逻辑举例 248

7.3.1软件识别法 251

§7.3中断源的识别与中断服务程序的启动 251

7.3.2硬件向量中断法 252

§7.4中断屏蔽与多重中断 256

7.4.1中断屏蔽的必要性与实现方法 256

7.4.2多重中断概念 257

7.4.3实现多重中断的基本保证 258

§7.5中断现场的保护与恢复 259

7.5.1中断现场 259

7.5.2现场保护与恢复的实现 259

§7.6软件中断与系统调用 262

7.6.1 PDP-11机的自陷指令 262

7.6.2 8086CPU的中断指令 265

结束语 267

习题与思考 268

第八章I/O组织与接口技术 270

§8.1主机与外设的连接 270

8.1.1外部设备的分类与特点 270

8.1.2主机与外设的连接 271

8.1.3 I/O组织与外设接口 272

§8.2 I/O信息传送的控制与方式 274

8.2.1信息传送的控制 274

8.2.2信息传送的方式 277

§8.3外部设备的识别 280

8.3.1统一的地址码方式 280

8.3.2独立的设备码方式 282

8.3.3端口寻址方式 282

§8.4程序查询式I/O及其接口设计 283

8.4.1程序查询式I/O的程序设计及分析 284

8.4.2程序查询式外设接口的设计 289

§8.5中断式I/O及其接口设计 295

8.5.1中断式I/O的程序设计及分析 295

8.5.2中断式外设接口功能及其模型 300

8.5.3中断控制器设计举例 301

§8.6 DMA方式及其接口原理 303

8.6.1 DMA方式的工作过程描述 304

8.6.2 DMA接口原理模型 306

8.6.3 DMA方式的程序设计原理 308

§8.7可编程接口芯片工作原理简介 310

8.7.1可编程并行接口 311

8.7.2可编程串行接口 314

8.7.3 DMA芯片原理 320

连接 323

8.7.4 DAC和ADC及其与主机的 323

8.7.5可编程接口与智能外设 328

§8.8通道式I/O 329

8.8.1通道的类型与结构原理 330

8.8.2通道程序 334

8.8.3通道功能与通道工作过程简述 337

结束语 341

习题与思考 341

附录 344

附录一信息交换用的七位编码字符集 344

附录二PDP-11机指令系统 346

附录三8086/8088指令系统 351

参考文献 359