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第1章 计算机系统概述 1

1.1 计算机系统的硬件与软件 1

1.1.1 计算机硬件和软件的概念 1

1.1.2 计算机程序、指令和语言 2

1.2 计算机系统的层次结构 4

1.3 计算机的分类及其应用 5

1.3.1 计算机的分类 5

1.3.2 计算机的应用 5

1.4 计算机的特点和主要性能指标 7

1.4.1 计算机的特点 7

1.4.2 计算机的性能指标 9

1.5 电子计算机的发展简史 10

1.5.1 电子计算机的发展历史 10

1.5.2 微型计算机的发展 12

1.5.3 计算机的发展趋势 13

1.5.4 我国计算机产业的发展 14

习题 17

第2章 数据在计算机中的表示 20

2.1 进位计数制及其相互转换 20

2.1.1 进位计数制 20

2.1.2 常用进位计数制间的相互转换 21

2.2 数值数据在计算机中的表示 24

2.2.1 机器数 24

2.2.2 定点数的原码、反码、补码和移码 28

2.2.3 定点数和浮点数 31

2.2.4 十进制数的编码 33

2.3.1 字符数据的表示 36

2.3 非数值数据的表示 36

2.3.2 汉字编码 38

2.4 数据校验码 43

2.4.1 码制的距离 43

2.4.2 奇偶校验码 43

2.4.3 海明码 44

2.4.4 循环冗余校验码 46

习题 48

第3章 计算机的基本器件 51

3.1 基本逻辑操作与逻辑门的实现 51

3.1.1 三种基本逻辑运算 51

3.1.2 逻辑门的实现 51

3.2 组合逻辑电路 52

3.1.3 正逻辑和负逻辑 52

3.2.1 加法器 53

3.2.2 算术逻辑运算单元 54

3.2.3 译码器 54

3.2.4 数据选择器 56

3.3 时序逻辑电路 56

3.3.1 触发器 56

3.3.2 寄存器 58

3.3.3 计数器 61

3.4 总线 62

3.4.1 总线原理 63

3.4.2 总线分类 63

3.4.3 三态门 65

3.4.4 总线标准 66

3.4.5 总线缓冲器和总线控制器 68

3.5 时钟发生器 70

3.5.1 时钟发生器芯片8284介绍 70

3.5.2 8284与CPU的连接 71

习题 72

第4章 机器数的运算方法及运算器 74

4.1 机器数的加减运算 74

4.1.1 原码加法 74

4.1.2 补码加法 75

4.1.3 减法运算 77

4.2 定点乘法 78

4.2.1 原码一位乘法 78

4.2.2 补码一位乘法 79

4.2.3 原码两位乘法 80

4.2.4 补码两位乘法 81

4.3 定点除法 82

4.3.1 定点原码除法 82

4.3.2 定点补码除法 83

4.4 浮点数的算术运算 85

4.4.1 浮点数的补码加法运算 85

4.4.2 浮点数的乘法运算 86

4.4.3 浮点数的除法运算 86

4.5 逻辑运算 87

4.5.1 逻辑非 87

4.5.2 逻辑与 87

4.6 运算器的组成和结构 88

4.5.4 逻辑异或 88

4.5.3 逻辑或 88

4.6.1 算术逻辑运算单元ALU 89

4.6.2 通用寄存器组 91

4.6.3 状态寄存器 92

4.6.4 数据通路 92

4.6.5 运算器的基本结构 95

4.6.6 运算器组成实例 97

4.7 浮点运算器 99

4.7.1 80387的主要性能 99

4.7.2 80387的内部结构 100

4.7.3 80387的硬件特性 102

4.7.4 协处理器的工作方式 102

习题 103

5.1.1 指令格式 105

第5章 指令系统 105

5.1 指令格式和寻址方式 105

5.1.2 寻址方式 107

5.1.3 指令操作码的编码格式 110

5.2 指令的种类 111

5.2.1 数据传送类指令 111

5.2.2 算术逻辑运算类指令 112

5.2.3 字符串处理指令 113

5.2.4 输入输出指令 114

5.2.5 特权指令和陷阱指令 114

5.2.6 转移指令 114

5.2.7 子程序调用指令 115

5.3.2 重叠执行方式 116

5.3.1 顺序执行方式 116

5.2.8 处理器控制指令 116

5.3 指令的执行方式 116

5.3.3 流水线方式 117

5.3.4 指令的执行过程 118

习题 121

第6章 主存储器和存储系统结构 125

6.1 存储器与存储系统概述 125

6.1.1 存储器分类 125

6.1.2 存储器的层次结构 127

6.2 主存储器 128

6.2.1 主存储器的性能技术指标 128

6.2.2 随机存取存储器 129

6.2.3 只读存储器 143

6.3 并行主存储器 147

6.4 高速缓冲存储器 150

6.4.1 高速缓冲存储器的工作原理 151

6.4.2 高速缓冲存储器的组织与管理 153

6.5 虚拟存储器 156

6.5.1 虚拟存储器的基本概念 156

6.5.2 页式虚拟存储器 157

6.5.3 段式虚拟存储器 160

6.5.4 段页式虚拟存储器 161

6.6 存储保护 163

6.6.1 存储区域保护 163

6.6.2 访问方式保护 165

习题 165

7.1.2 CPU的组成 167

7.1.1 CPU的功能 167

7.1 中央处理器(CPU)的功能及组成 167

第7章 中央处理器 167

7.1.3 CPU中的主要寄存器 168

7.1.4 操作控制器和时序产生器 170

7.2 指令周期 170

7.2.1 指令周期的基本概念 170

7.2.2 非访内指令的指令周期 172

7.2.3 直接访内指令的指令周期 174

7.2.4 间接访内指令的指令周期 176

7.2.5 程序控制指令的指令周期 178

7.3 组合逻辑控制器 179

7.3.1 组合逻辑控制器原理 179

7.3.2 组合逻辑控制器举例 180

7.4.1 微程序控制器的基本原理 182

7.4 微程序控制器 182

7.4.2 微指令结构 184

7.4.3 串/并行微程序控制 190

7.4.4 动态微程序设计 191

7.5 门阵列控制器 191

7.5.1 通用可编程逻辑器件 191

7.5.2 门阵列控制器 192

7.6 流水线处理器 194

7.6.1 流水线原理 194

7.6.2 流水线分类 196

7.6.3 流水线中的相关问题 197

7.7.1 RISC特点 200

7.7 RJSC硬件结构 200

7.7.2 RISC CPU 201

7.7.3 RISC寄存器 202

习题 204

第8章 外部设备 206

8.1 外部设备概述 206

8.1.1 外部设备的功能 206

8.1.2 外部设备的分类 207

8.1.3 外部设备与主机系统的联系 207

8.2 输入设备 208

8.2.1 键盘 208

8.2.2 图形输入设备 210

8.2.3 其他输入设备 211

8.3.1 显示设备分类及显示技术的有关术语 213

8.3 显示设备 213

8.3.2 字符显示器 215

8.3.3 图形显示器 218

8.3.4 图像显示器 219

8.4 打印机 220

8.4.1 打印机的分类 220

8.4.2 点阵针式打印机 221

8.4.3 激光打印机 224

8.4.4 喷墨打印机 225

8.5 磁记录设备 226

8.5.1 磁记录设备概述 226

8.5.2 硬磁盘存储器 230

8.5.3 软磁盘存储器 233

8.5.4 磁带存储器 236

8.6 光盘存储器 238

8.6.1 概述 238

8.6.2 组成 239

8.6.3 工作原理 240

习题 241

第9章 主机与外设的数据传输方式 243

9.1 概述 243

9.2 程序查询方式 244

9.2.1 程序查询方式的接口 244

9.2.2 程序查询输入/输出方式 245

9.3.1 中断的基本概念 246

9.3 程序中断方式 246

9.3.2 中断方式的接口 247

9.3.3 中断的响应和处理 247

9.3.4 多级中断 249

9.4 DMA方式 251

9.4.1 DMA方式的基本概念 251

9.4.2 DMA传送方式 251

9.4.3 基本的DMA控制器 252

9.4.4 DMA工作过程 254

9.5 通道方式 255

9.5.1 通道的作用和功能 255

9.5.2 通道的种类 255

9.5.3 通道的工作过程 256

习题 257