计算机组成原理PDF电子书下载

1 计算机系统概论 1

1.1 计算机的发展、分类和应用 1

1.1.1 计算机的发展 1

1.1.2 计算机的分类 3

1.1.3 计算机的应用 5

1.2 计算机的特点和主要性能指标 7

1.2.1 计算机的特点 7

1.2.2 计算机的性能指标 8

1.3 计算机系统的组成 9

1.3.1 计算机的硬件系统 10

1.3.2 计算机的软件系统 13

1.3.3 计算机系统的层次结构 14

习题与思考题 18

2 运算方法和运算器 19

2.1 数据信息的表示方法 19

2.1.1 数值数据的表示 20

2.1.2 非数值数据的表示 28

2.1.3 校验码 32

2.2.1 补码加、减法 37

2.2 定点加、减法运算 37

2.2.2 溢出概念与判断方法 38

2.2.3 基本的二进制加法、减法器 39

2.3 定点乘法运算 41

2.3.1 原码一位乘法 41

2.3.2 补码一位乘法 42

2.3.3 阵列乘法器 43

2.4 定点除法运算 45

2.4.1 原码一位除法 45

2.4.2 补码一位除法 48

2.4.3 阵列除法器 50

2.5 逻辑运算 51

2.5.1 逻辑非 51

2.5.2 逻辑或 51

2.5.3 逻辑与 51

2.5.4 逻辑异或 52

2.6 定点运算器的组成 52

2.6.1 多功能算术逻辑运算单元 52

2.6.2 定点运算器的基本结构 56

2.7.1 浮点加法、减法运算 59

2.7 浮点运算方法和浮点运算器 59

2.7.2 浮点乘法、除法运算 61

2.7.3 浮点运算器的基本结构 63

习题与思考题 64

3 存储系统 67

3.1 存储器概述 67

3.1.1 存储器分类 67

3.1.2 存储器的分级结构 70

3.2.1 主存储器的主要性能指标 73

3.2 主存储器 73

3.2.2 随机读／写存储器 76

3.2.3 只读存储器 86

3.3 高速缓冲存储器 88

3.3.1 Cache存储器工作原理 90

3.3.2 主存与Cache的地址映射 92

3.3.3 替换策略 95

3.3.4 Cache的写操作策略 98

3.4 虚拟存储器 100

3.4.1 段式虚拟存储器（Segmented-Memory Systems） 101

3.4.2 页式虚拟存储器（Paged-Memory Systems） 103

3.4.3 段页式虚拟存储器 105

3.4.4 虚拟存储器的工作过程 106

3.4.5 替换算法 107

3.5 高速存储器 109

3.5.1 多模块交叉存储器 109

3.5.2 双端口存储器 111

3.5.3 相联存储器 113

3.6 存储保护 114

3.6.1 存储区域保护 114

3.6.2 访问方式保护 115

习题与思考题 117

4 指令系统 120

4.1 指令系统的发展与性能要求 120

4.1.1 指令系统的发展 120

4.1.2 对指令系统性能的要求 121

4.2 指令格式 122

4.2.1 操作码 122

4.2.2 地址码 123

4.2.3 指令字长度 124

4.2.4 指令助记符 125

4.3.1 指令寻址方式 126

4.3 指令和数据的常用寻址方式 126

4.3.2 操作数寻址方式 127

4.3.3 寻址方式举例——Pentium微处理器寻址方式 133

4.4 堆栈寻址方式 135

4.4.1 串联堆栈 135

4.4.2 存储器堆栈 136

4.5 典型指令 139

4.5.1 指令的分类 139

4.5.2 复杂指令系统和精简指令系统 140

习题与思考题 142

5.1.1 CPU的功能 145

5 中央处理器 145

5.1 CPU的功能和组成 145

5.1.2 CPU的基本组成 146

5.2 指令周期 149

5.2.1 指令周期的基本概念 149

5.2.2 非访问内存指令CLA的指令周期 150

5.2.3 直接访问内存指令ADD的指令周期 153

5.2.4 直接访问内存指令STA的指令周期 154

5.2.5 NOP指令和程序控制指令JMP的指令周期 156

5.2.6 用方框图语言表示指令周期 158

5.2.7 时序信号产生器 160

5.2.8 CPU控制方式 166

5.3 组合逻辑控制器 167

5.3.1 组合逻辑控制器原理 167

5.3.2 组合逻辑控制器微操作控制信号的产生 169

5.4 微程序控制器 169

5.4.1 微程序控制器的基本原理 169

5.4.2 微指令格式 173

5.4.4 微程序举例 175

5.4.3 动态微程序设计 175

5.5 CPU的新技术 180

5.5.1 流水CPU 180

5.5.2 RISC CPU 189

5.5.3 多媒体CPU 190

习题与思考题 192

6 总线系统 195

6.1 总线的基本概念 195

6.1.1 总线的分类、特性与标准化 196

6.1.2 总线的连接方式 198

6.2.2 接口的基本概念 200

6.2 总线接口 200

6.2.1 总线的数据传送方式 200

6.3 总线的仲裁、定时和数据传送模式 201

6.3.1 总线的仲裁 201

6.3.2 总线的定时 204

6.3.3 总线数据的传送模式 205

6.4 常用的总线标准 206

6.4.1 ISA、EISA总线 206

6.4.2 VESA局部总线 209

6.4.3 PCI总线 211

6.4.4 其他总线 217

习题与思考题 221

7 输入输出系统 222

7.1 I/O系统概述 222

7.1.1 输入输出系统的组成与功能 223

7.1.2 输入输出设备的寻址方式 223

7.1.3 信息交换方式 224

7.2 程序中断方式 226

7.2.1 中断的基本概念 226

7.2.2 中断处理过程 228

7.3.1 DMA方式的基本概念 231

7.3.2 DMA 3种工作方式 231

7.3.3 基本的DMA控制器 231

7.3 DMA方式 231

7.4 通道控制方式 233

7.4.1 通道控制概述 233

7.4.2 通道的类型 234

7.5.1 外部设备的分类 236

7.5.2 输入设备 236

7.5 外部设备 236

7.5.3 输出设备 237

7.6 外存储器 244

7.6.1 磁记录原理与记录方式 244

7.6.2 磁盘存储器 247

7.6.3 光盘存储器 252

7.6.4 USB闪存盘 253

习题与思考题 254

附录 计算机专业名词英文缩写对照表 255

参考文献 257