计算机组成原理PDF电子书下载

第1章　概论 1

1.1　计算工具的发展和Von Neumann计算机 1

1.1.1　人类计算机工具的进步 1

1.1.2　Von Neumann计算机的体系结构 1

1.1.3　非Von Neumann计算机 3

1.2　计算机组成原理所涉及的内容 4

1.2.1　计算机系统的层次结构 4

1.2.2　计算机的分类 5

本章小结 7

习题一 7

第2章　存储体系 8

2.1　存储器概述 8

2.1.1　存储器基本组成 8

2.1.2　存储器分类 9

2.1.3　存储器主要性能指标 10

2.2　半导体读写存储器RAM 11

2.2.1　半导体基本存储单元 11

2.2.2　半导体存储芯片的组织 15

2.3　半导体只读存储器ROM 17

2.3.1　掩模只读存储器MROM 18

2.3.2　一次性编程只读存储器PROM 18

2.3.3　可改写的只读存储器EPROM 19

2.3.4　电可改写只读存储器E2PROM和闪存 20

2.4　主存储器与CPU的连接 21

2.4.1　CPU与MM速度的协调 21

2.4.2　存储芯片的工作时序 21

2.4.3　用存储芯片构成主存储器 23

2.5　并行存储器 26

2.5.1　双端口存储器 26

2.5.2　多模块存储器 27

2.5.3　相联存储器 28

2.6　存储体系 30

2.6.1　高速缓冲存储器Cache 30

2.6.2　虚拟存储器 35

2.6.3　三级存储体系 40

2.7　外存储器 41

2.7.1　磁记录原理及记录方式 41

2.7.2　磁盘存储器 48

2.7.3　磁带存储器 52

2.7.4　激光记录原理及光盘存储器 53

本章小结 56

习题二 57

第3章　数值与编码 61

3.1　数值的编码表示 61

3.1.1　原码表示 61

3.1.2　补码表示 62

3.1.3　反码表示 66

3.1.4　移码表示 67

3.2　定点数与浮点数 68

3.3　非数值信息的表示 71

3.3.1　逻辑数据 71

3.3.2　字符编码ASCII码 72

3.3.3　汉字编码 73

本章小结 75

习题三 75

第4章　指令系统 78

4.1　指令 78

4.1.1　指令中的地址码格式 79

4.1.2　指令中的操作码格式 81

4.1.3　寻址方式 83

4.1.4　指令类型 89

4.2　PC机的指令系统 92

4.2.1　操作数的寻址方式 92

4.2.2　传送类指令 98

4.2.3　算术运算类指令 102

4.2.4　逻辑运算类指令 109

4.2.5　转向地址的寻址方式 113

4.2.6　程序控制类指令 115

4.2.7　标志位操作指令 130

4.3　指令系统的发展 130

4.3.1　指令系统的发展演变 130

4.3.2　RISC的特点 132

本章小结 133

习题四 133

第5章　运算方式与运算器 140

5.1　计算机中的非四则运算及其实现 140

5.1.1　逻辑运算及算逻部件ALU 140

5.1.2　移位操作及移位寄存器 141

5.1.3　计数操作及同步计数器 142

5.1.4　取补、取反操作及取补器 145

5.2　定点数的加减运算及加法器 147

5.2.1　补码的加减运算及溢出判别 147

5.2.2　并行加法器及先行进位链 152

5.2.3　移码加减运算 156

5.2.4　二-十进制加法运算及加法器 157

5.3　定点小数的乘法运算及实现 159

5.3.1　原码乘法及实现 159

5.3.2　补码乘法及实现 164

5.3.3　阵列乘法器 167

5.4　定点小数的除法运算及实现 169

5.4.1　原码除法及实现 169

5.4.2　补码除法及实现 175

5.4.3　阵列除法器 178

5.5　定点运算器的组成与结构 179

5.5.1　运算器的内部总线结构 180

5.5.2　带有累加器的简单运算器结构 182

5.5.3　单总线移位乘除的运算器结构 184

5.5.4　三总线阵列乘除的运算器结构 188

5.6　浮点四则运算及浮点运算器组成 190

5.6.1　浮点加减运算 191

5.6.2　浮点乘法运算 193

5.6.3　浮点除法运算 195

5.6.4　浮点运算器组成 196

本章小结 202

习题五 203

第6章　程序控制原理与控制器 207

6.1　控制器基本概念 207

6.1.1　控制器基本组成与分类 207

6.1.2　指令执行基本过程 208

6.1.3　控制器时序系统 208

6.1.4　控制器基本控制方式 212

6.2　一台模型机的设计 213

6.2.1　模型机指令系统与寻址方式 214

6.2.2　模型机CPU及模型机硬件系统组成 218

6.2.3　模型机时序系统与控制方式 221

6.2.4　模型机的指令微流程 223

6.2.5　模型机组合逻辑控制器的设计 233

6.3　微程序控制原理 238

6.3.1　微程序控制器的基本构成和工作原理 238

6.3.2　微指令编码方式 240

6.3.3　微地址产生方式 242

6.3.4　微程序时序控制 244

6.4　模型机微程序控制器的设计 246

6.4.1　模型机微指令格式设计 246

6.4.2　模型机微程序设计举例 250

6.5　并行处理技术 257

6.5.1　指令流水线 257

6.5.2　并行性概念 259

6.5.3　并行处理技术的发展及多机系统 261

本章小结 263

习题六 264

第7章　系统总线与输入输出控制方式 270

7.1　系统总线 270

7.1.1　总线概述 270

7.1.2　系统总线的结构与组成 272

7.1.3　系统总线的操作时序和操作方式 275

7.1.4　系统总线的争用与仲裁 279

7.2　输入输出概论 283

7.2.1　外设的种类及与CPU的连接 283

7.2.2　外设接口 284

7.2.3　接口寻址 287

7.3　直接程序控制方式 288

7.3.1　基本概念 288

7.3.2　程序查询方式接口基本组成 289

7.3.3　查询方式程序基本结构 293

7.4　程序中断方式 294

7.4.1　中断基本概念 294

7.4.2　向量中断法执行步骤 297

7.4.3　程序中断方式接口构成 301

7.4.4　中断嵌套与中断屏蔽 304

7.4.5　集中式中断控制器及向量中断过程图示 307

7.4.6　向量中断方式程序基本结构 312

7.5　直接存储器访问（DMA）方式 315

7.5.1 DMA方式基本概念 315

7.5.2 DMA的传送方式 318

7.5.3 DMA接口组成 319

7.6　输入输出处理机（IOP）方式 322

7.6.1 IOP方式基本概念 323

7.6.2 IOP的数据传送方式 324

7.6.3 IOP的工作过程 325

本章小结 326

习题七 327

参考文献 331