计算机组成原理PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1 计算机的发展 1

1.1.1 发展经历 1

1.1.2 摩尔定律 3

1.2 计算机系统的组成 4

1.2.1 计算机的硬件系统 4

1.2.2 计算机的软件系统 6

1.2.3 硬件与软件的逻辑等价性 7

1.2.4 计算机系统的层次结构 8

1.3 计算机的特点和性能指标 9

1.3.1 计算机的工作特点 9

1.3.2 计算机的主要性能指标 10

1.3.3 计算机的分类 11

习题 11

第2章 计算机中的数据表示 12

2.1 数据编码 12

2.1.1 数值数据的编码 12

2.1.2 数据的浮点表示 19

2.1.3 BCD码 25

2.2 非数值数据的编码 27

2.2.1 ASCII码 27

2.2.2 汉字编码 29

习题 31

第3章 运算方法和运算器 33

3.1 定点补码加减运算 33

3.1.1 补码加法 34

3.1.2 补码减法 34

3.1.3 溢出概念与检测方法 34

3.2 加法器 36

3.2.1 全加器 36

3.2.2 十进制加法器 36

3.3 定点乘法运算 37

3.3.1 原码定点乘法 37

3.3.2 补码定点乘法 38

3.3.3 阵列乘法器 40

3.4 定点除法运算 41

3.4.1 原码除法 41

3.4.2 补码定点除法 43

3.5 定点运算器的组成与结构 44

3.5.1 逻辑运算 44

3.5.2 多功能算术逻辑部件（74181） 45

3.5.3 运算器数据通路 46

3.5.4 定点运算器的基本结构及组成 46

3.6 浮点运算方法和浮点运算器 47

3.6.1 浮点加减法运算 47

3.6.2 浮点乘除法运算 48

3.6.3 浮点运算流水线 49

习题 50

第4章 存储子系统 51

4.1 存储系统概述 51

4.1.1 存储系统的层次结构 51

4.1.2 存储器的分类 52

4.2 半导体存储原理 54

4.2.1 静态存储单元与芯片 54

4.2.2 动态存储单元与芯片 58

4.2.3 动态存储器的刷新 60

4.2.4 半导体只读存储器与芯片 61

4.3 主存储器的组织 64

4.3.1 存储容量的扩展 64

4.3.2 主存储器与CPU、系统总线的连接 68

4.4 高速缓冲存储器 72

4.4.1 Cache在存储体系中的地位和作用 72

4.4.2 Cache的结构及工作原理 73

4.4.3 替换策略 76

4.5 并行存储系统 76

习题 79

第5章 指令系统 81

5.1 8088/8086的寻址方式 81

5.1.1 立即寻址方式 82

5.1.2 寄存器寻址方式 82

5.1.3 直接寻址方式 83

5.1.4 寄存器间接寻址方式 84

5.1.5 寄存器相对寻址方式 85

5.1.6 基址变址寻址方式 86

5.1.7 基址变址相对寻址方式 86

5.2 指令系统 88

5.2.1 数据传送指令 88

5.2.2 加减运算指令 93

5.2.3 乘除运算指令 96

5.2.4 逻辑运算和移位指令 98

5.2.5 转移指令 103

5.2.6 串操作指令 111

5.2.7 处理器控制指令 114

5.2.8 中断指令 115

习题 117

第6章 中央处理器子系统 119

6.1 中央处理器的功能与组成 119

6.1.1 CPU的功能 119

6.1.2 CPU的基本组成 120

6.1.3 CPU中的主要寄存器 120

6.1.4 操作控制器与时序产生器 122

6.2 指令周期 122

6.2.1 指令周期的基本概念 122

6.2.2 非访内指令的指令周期 122

6.2.3 取数指令的指令周期 123

6.2.4 存数指令的指令周期 123

6.2.5 空操作指令和转移指令的指令周期 124

6.2.6 用方框图语言表示指令周期 124

6.3 时序产生器和控制方式 124

6.3.1 时序信号的作用和体制 124

6.3.2 时序信号产生器 125

6.3.3 控制方式 125

6.4 微程序控制器 126

6.4.1 微命令和微操作 126

6.4.2 微指令和微程序 127

6.4.3 微程序控制器结构 127

6.5 微程序设计技术 127

6.5.1 微命令编码 128

6.5.2 微地址的形成方法 128

6.5.3 微指令格式 129

6.5.4 动态微程序设计 130

6.6 硬布线控制器 130

6.7 并行化及流水线技术 132

6.7.1 并行处理技术 132

6.7.2 流水CPU的结构 132

6.7.3 流水线中的主要问题 133

6.8 RISC的硬件结构特点 134

6.9 指令集技术 135

6.10 动态执行技术 137

习题 137

第7章 输入／输出设备 139

7.1 外围设备 139

7.1.1 外围设备的一般功能 139

7.1.2 外围设备的分类 140

7.2 显示器 140

7.2.1 显示器的类型 140

7.2.2 显示器的技术指标 142

7.3 显卡 144

7.4 打印设备 145

7.5 输入设备 149

7.5.1 声音输入设备 149

7.5.2 图像输入设备 150

7.5.3 交互式输入设备 150

7.6 硬磁盘存储设备 151

7.6.1 磁记录原理与记录方式 151

7.6.2 硬磁盘机的基本组成和分类 153

7.6.3 硬磁盘驱动器和控制器 153

7.6.4 磁盘上信息的分布 154

7.6.5 磁盘存储器的技术指标 154

7.7 光盘存储设备 155

7.7.1 光盘的分类 155

7.7.2 常见的光盘存储设备 156

习题 157

第8章 输入／输出技术 158

8.1 概述 158

8.1.1 主机与外部设备的连接 158

8.1.2 总线类型与总线标准 159

8.1.3 接口功能 162

8.2 数据传送控制方式 163

8.2.1 直接程序传送方式与接口 163

8.2.2 中断方式与接口 164

8.2.3 DMA方式与接口 167

习题 169

参考文献 171