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第1章　计算机系统概论 1

1-1　计算机的发展与应用 1

1-1-1　计算机的发展简史 1

1-1-2　计算机的发展趋势 2

1-1-3　计算机的分类 3

1-1-4　计算机的应用 4

1-2　计算机的硬件系统 6

1-2-1　计算机硬件的基本组成 6

1-2-2　计算机的总线结构 7

1-3　计算机的软件系统 7

1-3-1　计算机软件的基本概念 7

1-3-2　计算机软件的分类 8

1-3-3　操作系统的基本功能 9

1-3-4　计算机的语言 10

1-4　计算机系统的层次结构 13

1-4-1　硬件与软件的关系 13

1-4-2　计算机系统的层次结构 13

1-5　计算机的性能指标 14

本章小结 15

练习1 15

第2章　计算机中数据的表示方法 16

2-1　计数制及其相互转换 16

2-1-1　二进制数及其特点 16

2-1-2　计算机中采用二进制数的原因 17

2-1-3　八进制数和十六进制数 18

2-1-4　计数制的相互转换 19

2-2-2　带符号数的表示方法 23

2-2-1　机器数和真值 23

2-2　数值型数据的表示方法 23

2-2-3　定点数和浮点数及其表示方法 28

2-3　计算机中的编码 32

2-3-1　字符的编码 32

2-3-2　十进制数字的编码 34

2-3-3　汉字的编码 35

2-4　其他信息的表示方法 37

2-4-1　语音的计算机表示方法 37

2-4-2　图像的计算机表示方法 37

2-4-3　图形的计算机表示方法 38

2-5　数据校验码 38

2-5-1　奇偶校验码 39

2-5-3　循环冗余校验码 40

2-5-2　交叉校验码 40

2-5-4　海明校验码 41

本章小结 43

练习2 43

第3章　运算方法和运算部件 45

3-1　算术逻辑运算基础 45

3-1-1　定点数的加减法运算 45

3-1-2　溢出及其判别方法 49

3-1-3　移位 51

3-1-4　十进制数的运算 52

3-1-5　逻辑运算 53

3-2　算术逻辑运算单元（ALU） 55

3-2-1　加法单元电路 55

3-2-2　串行加法器和并行加法器 56

3-2-3　并行加法器的进位链 57

3-2-4　ALU举例 61

3-3　定点数乘法运算 64

3-3-1　无符号数一位乘法 64

3-3-2　带符号数一位乘法 65

3-4　定点除法运算 70

3-4-1　无符号数一位除法 70

3-4-2　带符号数一位除法 73

3-5　浮点数运算 74

3-5-1　浮点数的加减法运算 74

3-5-2　浮点数的乘除法运算 76

3-5-3　浮点数运算器 77

本章小结 77

练习3 78

4-1-1　存储系统的层次结构 79

第4章　存储系统 79

4-1　存储系统的组织 79

4-1-2　存储器的分类 80

4-2　随机读写存储器 81

4-2-1　静态存储器（SRAM） 81

4-2-2　动态存储器（DRAM） 87

4-2-3　主存储器的组织 91

4-2-4　高性能主存储器 100

4-3　只读存储器和闪速存储器 103

4-3-1　只读存储器 103

4-3-2　闪速存储器 106

4-4　堆栈 110

4-4-1　串联堆栈 111

4-4-2　存储器堆栈 113

4-5　高速缓冲存储器（Cache） 114

4-5-1　Cache存储器的基本原理 114

4-5-2　主存与Cache的地址映射 116

4-5-3　替换算法 120

4-5-4　Cache存储器的读／写过程 121

4-5-5　多层次Cache存储器 121

4-5-6　奔腾PC的Cache 122

4-6　虚拟存储器 124

4-6-1　虚拟存储器的基本概念 124

4-6-2　页式虚拟存储器 126

4-6-3　段式虚拟存储器 127

4-6-4　段页式虚拟存储器 128

4-6-5　虚拟存储器工作的全过程 129

4-6-6　虚拟存储器举例（Pentium机的虚拟存储器） 130

4-7　存储保护 131

4-7-1　存储区域保护 131

4-7-2　访问方式保护 132

本章小结 133

练习4 133

第5章　指令系统 135

5-1　指令系统的发展与性能要求 135

5-1-1　指令系统的发展 135

5-1-2　指令系统的性能要求 135

5-1-3　指令与计算机语言的关系 136

5-2　指令格式 136

5-2-1　指令包含的信息及格式 136

5-2-2　指令操作码的扩展技术 138

5-3　寻址方式 140

5-3-1　操作数的寻址方式 140

5-2-3　指令长度与字长的关系 140

5-3-2　寻址方式举例（Pentium CPU的寻址方式） 144

5-4　指令类型 146

5-5　CISC和RISC 149

5-5-1　CISC 149

5-5-2　RISC的产生与发展 150

5-5-3　RISC的特点 150

5-6　指令系统举例（Pentium CPU的指令系统） 151

本章小结 153

练习5 154

6-1-1　CPU的功能 156

6-1-2　CPU的组成 156

6-1　CPU的功能及组成 156

第6章　中央处理器 156

6-1-3　CPU中的主要寄存器 158

6-1-4　操作控制器 159

6-2　指令的执行过程 159

6-2-1　指令周期 160

6-2-2　不需访问主存指令的指令周期 161

6-2-3　直接访问主存指令的指令周期 164

6-2-4　间接访问主存指令的指令周期 166

6-2-5　程序控制指令的指令周期 167

6-2-6　指令周期流程图 168

6-3　时序部件 169

6-3-1　节拍电位与节拍脉冲 169

6-3-2　脉冲源 170

6-3-3　节拍信号发生器 170

6-4-1　微程序控制器 172

6-4　微操作控制器 172

6-4-2　硬布线控制器 179

6-5　流水CPU 181

6-5-1　基本概念 181

6-5-2　流水线分类 182

6-6　多媒体CPU 182

6-7　CPU结构举例 184

6-7-1　8086 CPU 184

6-7-2　80386 CPU 185

6-7-3　Pentium微处理器 186

本章小结 188

练习6 188

7-1　总线与总线结构 190

7-1-1　总线的基本概念 190

第7章　总线系统 190

7-1-2　总线的连接方式 191

7-1-3　总线的内部结构 193

7-1-4　总线结构对计算机系统性能的影响 194

7-2　总线接口 194

7-2-1　总线接口的基本概念 194

7-2-2　总线的控制与通信 195

7-2-3　总线的信息传送模式 199

7-3　PCI总线 200

7-3-1　PCI总线的信号 200

7-3-2　PCI总线的操作时序 203

本章小结 204

练习7 205

8-1-1　外围设备的分类 206

8-1　计算机外围设备概述 206

第8章　计算机的外围设备 206

8-1-2　外围设备的一般功能 207

8-2　输入设备 208

8-2-1　键盘 208

8-2-2　鼠标 209

8-2-3　图像输入设备 210

8-2-4　触摸屏 211

8-3　输出设备——显示器 212

8-3-1　显示设备的分类与相关概念 212

8-3-2　字符显示器 213

8-3-3　图形和图像显示 216

8-4　输出设备——打印机 216

8-4-1　点阵式打印机 217

8-4-2　喷墨打印机 218

8-4-3　激光打印机 219

8-4-4　打印机的发展趋势 220

8-5　磁记录的基本原理与记录方式 220

8-5-1　磁记录的基本原理 220

8-5-2　磁记录介质与磁头 221

8-5-3　磁记录方式 223

8-6　硬磁盘存储设备 224

8-6-1　硬磁盘存储器的结构与分类 225

8-6-2　硬磁盘驱动器及硬磁盘控制器 226

8-6-3　硬磁盘存储器的技术指标 227

8-7　软磁盘存储器 228

8-7-1　软磁盘片及记录格式 228

8-7-2　软磁盘驱动器和控制器 231

8-8-1　磁带机的结构 232

8-8　磁带存储设备 232

8-8-2　磁带的记录格式 234

8-9　光盘存储设备 235

8-9-1　光盘存储器的种类 236

8-9-2　光盘的读写原理 237

8-9-3　光盘存储器的组成 238

本章小结 238

练习8 239

第9章　输入输出系统 241

9-1　输入输出（I/O）系统概论 241

9-1-1　输入输出设备的编址 241

9-1-2　I/O接口（设备控制器）的功能与分类 242

9-1-3　I/O数据传送控制方式 243

9-2　直接程序控制方式 246

9-3-1　中断及其应用 247

9-3　程序中断输入输出方式 247

9-3-2　中断的产生和响应 249

9-3-3　中断响应和中断处理 250

9-3-4　程序中断设备接口的组成和工作原理 254

9-4　DMA输入输出方式 255

9-4-1　DMA三种工作方式 256

9-4-2　DMA控制器组成 257

9-4-3　DMA传送过程 258

9-5　通道控制方式和外围处理机方式 260

9-5-1　I/O通道的基本概念 260

9-5-2　I/O通道的种类 260

9-5-3　通道型I/O处理机（IOP）和外围处理机 262

本章小结 262

练习9 262