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出版说明 1

前言 1

第1章　绪论 1

1.1　计算机发展简史 1

1.2　计算机系统的层次结构 6

1.2.1　冯·诺依曼型计算机原理 6

1.2.2　非冯·诺依曼型计算机 8

1.2.3　计算机的层次结构 8

1.3　计算机组成原理研究的内容 10

1.3.1　计算机组织与计算机结构的区别 10

1.3.2　计算机组成原理课程研究的内容 11

1.3.3　计算机组成原理的学习方法 13

1.4　计算机的应用与发展趋势 14

1.4.1　计算机的应用 14

1.4.2　计算机的发展趋势 15

1.4.3　计算机系统的度量指标 16

1.5　小结 17

1.6　习题 17

第2章　数据信息表示 18

2.1　信息表示概述 18

2.2.2　有符号数表示 21

2.2.1　无符号数表示 21

2.2　数的符号表示 21

2.2.3　BCD码 24

2.2.4　字符数据表示 26

2.3　浮点数表示 29

2.3.1　浮点数的基本表示形式 30

2.3.2　浮点数与定点数的比较 33

2.4 IEEE 754标准 34

2.5　数据校验 35

2.5.1　奇偶校验码 36

2.5.2　海明校验 36

2.5.3　CRC校验 39

2.6　小结 41

2.7　习题 41

第3章　运算单元设计 44

3.1　逻辑运算 44

3.1.1　基本逻辑运算 44

3.1.2　移位运算 45

3.2　定点数运算 48

3.2.1　加减法运算 48

3.2.2　乘法运算 52

3.2.3　除法运算 62

3.3　浮点数运算 69

3.3.1　加减法运算 70

3.3.2　乘除法运算 72

3.4　算术逻辑单元 75

3.4.1　并行加法器与快速进位链 75

3.4.2　ALU单元 80

3.5　小结 81

3.6　习题 82

第4章　指令系统 85

4.1　计算机程序设计语言 85

4.1.1　计算机程序设计语言的类型 85

4.1.2　计算机程序的执行过程 87

4.2.1　指令系统设计 88

4.2　机器语言指令 88

4.2.2　机器语言指令的一般格式 89

4.2.3　操作类型 92

4.2.4　数据类型 95

4.2.5　寻址方式 96

4.3　RISC技术 103

4.3.1　RISC原理 103

4.3.2　RISC特点 105

4.3.3　RISC与CISC的比较 105

4.4　8085指令系统 106

4.4.1　8085微处理器的寄存器组 106

4.4.2　8085微处理器指令集 107

4.4.3　一个简单的8085程序 110

4.5　小结 111

4.6　习题 111

第5章　CPU的结构 114

5.1 CPU的组成 114

5.1.1　CPU的功能 114

5.1.2　CPU的组成 115

5.1.3　CPU内部数据通路 119

5.2　多级时序与时序系统 123

5.2.1　时序控制方式 124

5.2.2　指令周期与多级时序 125

5.2.3　8085输出指令的时序 129

5.3　小结 130

5.4　习题 131

第6章　CPU的设计 132

6.1　CPU设计基本步骤 132

6.2　组合逻辑控制器设计 133

6.2.1　模型机基本设计 133

6.2.2　微操作节拍安排 134

6.2.3　模型机组合逻辑控制器设计 136

6.3　微程序控制器设计 139

6.3.1　微程序的基本原理 139

6.3.2　微程序控制器的基本结构 140

6.3.3　微指令格式设计 141

6.3.4　模型机微程序设计 145

6.3.5　Pentium微处理器 151

6.4　流水线技术 152

6.4.1　指令流水线原理 152

6.4.2　流水线的性能 155

6.4.3　流水线中的多发技术 160

6.5　小结 164

6.6　习题 165

7.1.1　存储器的分类 168

7.1　存储器系统概述 168

第7章　存储器系统 168

7.1.2　存储器的结构 170

7.1.3　程序访问局部性原理 170

7.1.4　存储器的层次结构 171

7.2　主存储器 173

7.2.1　主存储器的技术指标 173

7.2.2　计算机内部存储部件 174

7.2.3　随机读写存储器 177

7.2.4　只读存储器 184

7.2.5　主存储器的组织 189

7.3.1　闪速存储器 197

7.3　新型存储器 197

7.3.2　双端口存储器 199

7.3.3　多模块交叉存储器 199

7.3.4　相联存储器 201

7.3.5　其他新型存储器 202

7.4　高速缓冲存储器 203

7.4.1　高速缓冲存储器组织 203

7.4.2　高速缓冲存储器调度与替换 206

7.5　辅助存储器 210

7.5.1　磁记录原理与记录方式 210

7.5.2　硬磁盘存储器 214

7.5.3　软磁盘存储器 221

7.5.4　磁带存储器 224

7.5.5　光存储器 226

7.6　小结 228

7.7　习题 229

第8章　输入／输出系统 231

8.1　外部设备 231

8.1.1　外部设备的分类 231

8.1.2　人机界面技术的发展 232

8.1.3　输入设备 233

8.1.4　输出设备 239

8.1.5　其他外部设备 251

8.1.6　多媒体技术 255

8.2.1　总线的基本概念和分类 258

8.2　系统总线 258

8.2.2　总线的特性 259

8.2.3　总线的标准化 261

8.2.4　总线的连接方式 264

8.2.5　总线控制 268

8.2.6　总线通信控制 270

8.2.7　总线上信息的传送方式 273

8.3.1　接口的基本概念 274

8.3.2　CPU与外部设备交换的信息 274

8.3　I/O接口 274

8.3.3　接口的功能 275

8.3.4　I/O接口的基本结构 275

8.3.5　I/O设备的编址方式 276

8.3.6　输入／输出控制方式 277

8.4　程序直接控制方式 277

8.4.1　无条件传送方式 277

8.4.2　条件传送方式 278

8.5　程序中断方式 280

8.5.1　中断的基本概念 280

8.5.2　中断的分类 281

8.5.3　中断的处理过程 281

8.5.4　程序中断方式的接口电路和I/O中断的处理过程 286

8.6　DMA方式 287

8.6.1　DMA方式的基本概念 287

8.6.2　DMA传送方式 288

8.6.3　基本的DMA控制器功能及组成 290

8.6.4　DMA的工作过程 291

8.6.5　DMA控制器与系统的连接方式 292

8.6.6　选择型和多路型DMA控制器 293

8.6.7　DMA小结 295

8.7　通道方式 295

8.7.1　基本概念 295

8.7.2　通道功能 296

8.7.3　通道操作的过程 297

8.7.4　通道类型 297

8.7.5　通道指令与通道程序 299

8.7.6　通道结构的发展 301

8.8　习题 302

附录 304

附录A　基本逻辑门电路 304

附录B　组合逻辑器件 304

附录C　基本时序电路 309

部分习题解答与提示 311

参考文献 323