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计算机组成原理 1

第1章 概论 1

1.1 计算机硬件的基本构成 1

1.1.1 运算器 1

1.1.2 存储器 2

1.1.3 控制器 3

1.1.4 输入输出设备 4

1.2 计算机软件概述 5

1.3 程序设计语言及其编译 6

习题1 7

第2章 数据编码和数据运算 9

2.1 数据与文字的编码 9

2.1.1 数制的转换 9

2.1.2 定点数的编码 12

2.1.3 浮点数的编码 16

2.1.4 文字的编码 19

2.1.5 检错码和纠错码 21

2.2 定点数加减法运算 24

2.2.1 补码的加减法运算 24

2.2.2 溢出概念与检测方法 25

2.2.3 基本的二进制加法／减法器 27

2.3 定点数乘除法运算 29

2.3.1 原码一位乘法 30

2.3.2 补码一位乘法 32

2.3.3 定点数除法运算 33

2.4 逻辑运算 37

2.5 定点运算器的组成和结构 40

2.6 浮点数运算和浮点运算器 42

2.6.1 浮点数加法和减法 42

2.6.2 浮点数乘法和除法 45

习题2 46

第3章 存储系统 50

3.1 存储器的构成 50

3.1.1 存储器芯片 50

3.1.2 存储器的基本组织 56

3.2 存储系统的构成 57

3.2.1 提高存储器工作速度的技术 57

3.2.2 层次化存储系统 61

3.3 高速缓冲存储器 62

3.3.1 Cache的功能与基本原理 62

3.3.2 地址映象与变换 63

3.3.3 替换策略及更新策略 69

3.4 虚拟存储器 71

3.4.1 页式虚拟存储器 71

3.4.2 段式虚拟存储器 73

3.4.3 段页式虚拟存储器 74

习题3 75

第4章 指令系统 78

4.1 指令格式和指令编码 78

4.1.1 操作码 79

4.1.2 地址码 80

4.1.3 指令字长度 81

4.1.4 指令助记符 82

4.2 操作数的存储及其寻址方式 83

4.2.1 操作数的类型和存储方式 83

4.2.2 数据的寻址方式 86

4.3 指令系统 89

4.3.1 指令类型 89

4.3.2 CISC和RISC 91

4.3.3 指令系统实例 92

习题4 94

第5章 控制器 97

5.1 基本概念 97

5.2 指令周期 100

5.2.1 运算指令周期 101

5.2.2 访存指令周期 103

5.2.3 控制指令周期 105

5.3 硬连线控制器 107

5.3.1 指令周期流程图 107

5.3.2 硬连线控制器 108

5.4 微程序控制器 111

5.4.1 微程序和微指令 111

5.4.2 微程序控制器原理 112

5.4.3 微程序设计技术 113

习题5 117

第6章 系统总线 119

6.1 总线的基本概念 119

6.1.1 总线的分类 119

6.1.2 总线的信息传输方式 120

6.1.3 总线的通信同步方式 122

6.2 总线控制 125

6.2.1 链式查询方式 125

6.2.2 计数器定时查询方式 126

6.2.3 独立请求方式 126

6.3 总线接口 128

6.3.1 串行总线接口 128

6.3.2 并行总线接口 131

习题6 134

第7章 外围设备 135

7.1 输出设备 135

7.1.1 显示设备 135

7.1.2 打印设备 137

7.1.3 绘图机 140

7.2 输入设备 141

7.2.1 文字输入设备 141

7.2.2 图形输入设备 141

7.2.3 图像输入设备 142

7.2.4 音频处理设备 143

7.3 磁盘存储设备 145

7.3.1 磁记录原理与记录方式 145

7.3.2 硬磁盘存储设备 147

7.3.3 软磁盘存储设备 151

7.3.4 光磁盘存储设备 154

7.4 光盘存储设备 154

7.4.1 光盘的分类 154

7.4.2 光盘的结构 155

7.4.3 信息存储方式 155

7.4.4 光盘驱动器 156

7.4.5 光盘驱动器的性能 157

7.4.6 可擦写光盘 157

习题7 158

第8章 输入输出系统 160

8.1 基本的输入输出方式 160

8.1.1 外围设备的寻址 161

8.1.2 外围设备的定时 161

8.1.3 程序查询输入输出方式 162

8.2 中断 166

8.2.1 中断的基本概念 166

8.2.2 中断响应的过程 167

8.2.3 中断请求与裁决 168

8.2.4 多重中断与中断屏蔽 169

8.2.5 中断输入输出接口 171

8.2.6 中断的类型与应用 171

8.3 DMA方式 172

8.3.1 DMA方式的基本概念 172

8.3.2 DMA传送方式 173

8.3.3 基本的DMA控制器 174

8.4 通道方式 176

8.4.1 通道的类型 176

8.4.2 通道的功能 178

8.4.3 通道工作过程 179

8.4.4 SCSI总线 179

习题8 182

参考文献 184

计算机组成原理自学考试大纲出版前言 187

一、课程性质与设置目的 189

二、课程内容与考核目标 190

第1章 概论 190

第2章 数据编码和数据运算 191

第3章 存储系统 192

第4章 指令系统 193

第5章 控制器 194

第6章 系统总线 195

第7章 外围设备 195

第8章 输入输出系统 196

三、有关说明与实施要求 198

附录 题型举例 200

后记 202