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第1部分　计算机系统基础知识 1

专题1 计算机系统概论 1

1.1　计算机的分类及应用 1

1.1.1 计算机的分类和特点 1

目录 1

1.1.2　计算机的应用 3

1.2　计算机的硬件系统和软件系统 3

1.2.1　计算机的硬件系统 3

1.2.2　计算机的软件系统 6

1.3　计算机系统的多级层次结构 7

1.4　计算机的性能指标 9

第2部分　运算方法及运算器 11

专题2　数据表示方式 11

2.1　数制及数制转换 11

2.2.2　原码、反码、补码和移码 13

2.2　数据编码及变换方法 13

2.2.1　机器数和真值的概念 13

2.2.3　数的定点表示与浮点表示 15

2.2.4　字符和汉字的编码 19

2.2.5　十进制数的编码 20

2.3　数据校验码编码原理 20

专题3　运算方法与运算器 25

3.1　定点运算和定点运算器 25

3.1.1　定点加减运算 25

3.1.2　定点乘除运算 26

3.1.3　逻辑运算和移位操作 34

3.1.4　定点运算器 35

3.2　浮点运算和浮点运算器 41

3.2.1　浮点加减运算 41

3.2.3　浮点运算器 44

3.2.2　浮点乘除运算 44

3.3　运算器的结构 46

第3部分　控制系统 49

专题4　指令系统 49

4.1　指令系统的基本概念 49

4.2　指令格式和指令编码 49

4.3　操作数的类型与存储方式 52

4.4　寻址方式 54

4.5 指令类型 58

4.6　CISC和RISC技术 60

专题5　控制器原理 61

5.1　控制器的基本原理 61

5.1.1　控制器的基本功能 61

5.1.2　控制器的基本组成 62

5.1.3　控制器的组成方式 63

5.1.4　控制器的控制方式与时序系统 64

5.2　组合逻辑控制器 65

5.3　微程序控制器 66

5.3.1 微程序控制器的基本概念 66

5.3.2　微程序控制器的结构 67

5.3.3　微程序控制器的工作过程 68

5.3.4　微程序设计技术 68

5.3.5　微指令的执行方式 75

专题6　中央处理器CPU 77

6.1　CPU的基本功能和组成 77

6.2　指令的执行过程及控制 80

6.3　并行处理及流水技术 84

6.3.1 并行处理技术 84

6.3.2　指令流水技术 85

6.3.3　流水线中的主要问题 89

6.3.4　流水线中的多发技术 92

第4部分　存储系统 95

专题7　存储系统与主存储器 95

7.1　存储系统的构成 95

7.1.1　存储器的分类 95

7.1.2　存储器的层次结构 96

7.2　主存储器 97

7.2.1　半导体存储器 98

7.2.2　主存储器的组成 101

7.2.3　主存储器与CPU的连接 103

7.2.4　提高访存速度的措施 103

专题8　Cache存储器 108

8.1　Cache的基本原理 108

8.2　主存与Cache的地址映像 108

8.3　Cache内容的替换和主存内容的更新 111

专题9　虚拟存储器 112

9.1　虚拟存储器的基本原理 112

9.2　主存与虚拟存储器的地址映像 113

9.3　替换算法 117

第5部分　系统组成与I/O系统 119

专题10　总线 119

10.1　总线的特性 119

10.1.1　总线的分类 119

10.1.2　总线的性能指标 121

10.1.3　总线的通信同步方式 122

10.1.4　总线控制方式 124

10.2　总线接口 126

10.2.1 系统总线接口的基本功能 127

10.2.2　总线接口的分类 127

10.3.1　常用总线简介 128

10.3　常用总线和发展 128

10.3.2　总线的未来发展 130

专题11 外围设备 134

11.1　外设的功能和分类 134

11.2　显示设备 135

11.2.1　显示设备的分类及性能指标 135

11.2.2　点阵显示原理 136

11.2.3　显示设备的基本工作原理 138

11.3　打印设备 142

11.3.1 打印设备的分类 142

11.3.2　针式打印机 143

11.3.3　激光打印机 144

11.3.4　喷墨打印机 146

11.3.5　打印控制的原理 147

11.4.2 图形输入设备 148

11.4.1　键盘 148

11.4　输入设备 148

11.4.3　图像输入设备 149

11.5　辅助存储器 151

11.5.1　磁记录原理 151

11.5.2　硬盘 153

11.5.3 优盘 158

11.5.4　光盘存储设备 159

专题12　I/O系统 162

12.1　I/O设备与CPU的连接 162

12.2　I/O接口的基本功能和类型 163

12.3　外设与主机的信息传送和控制方式 165

附录A　综合练习题 179

附录B　综合练习参考答案 216

附录C 自测试卷及参考答案 264

参考文献 288