电子计算机组成原理 第3版PDF电子书下载

第1章 概论 1

1.1电子计算机与存储程序控制 1

1.1.1电子计算机的发展 1

1.1.2存储程序的概念 2

1.2计算机的硬件组成 3

1.2.1计算机的主要部件 3

1.2.2计算机的总线结构（小型、微型机的典型结构） 4

1.2.3大型、中型机的典型结构 5

1.2.4不同对象观察到的计算机硬件系统 6

1.3计算机系统 7

1.3.1硬件与软件的关系 7

1.3.2系列机和软件兼容 8

1.3.3 计算机系统的多层次结构 8

1.3.4实际机器和虚拟机器 9

1.4计算机的工作过程和主要性能指标 9

1.4.2计算机的主要性能指标 10

1.4.1 计算机的工作过程 10

习题 12

第2章 计算机中数据信息的表示 13

2.1进位计数制 13

2.1.1进位计数制的基本概念 13

2.1.2计算机中常用的进位计数制 14

2.1.3各种数制间的相互转换 16

2.2.1无符号数和带符号数 18

2.2数值数据的编码表示 18

2.2.2原码表示法 19

2.2.3补码表示法 19

2.2.4反码表示法 21

2.2.5三种机器数的比较与转换 21

2.3数的定点表示与浮点表示 23

2.3.1定点表示法 23

2.3.2浮点表示法 24

2.3.3浮点数阶码的移码表示法 27

2.3.4定点／浮点表示法与定点／浮点计算机 28

2.3.5浮点数尾数的基值 29

2.3.6实用浮点数举例 30

2.4非数值数据的表示 32

2.4.1字符和字符串的表示方法 32

2.4.2汉字的表示方法 34

2.4.3统一代码（Unicode） 36

2.5十进制数和数串的表示 36

2.5.1 十进制数的编码（二一十进制编码） 37

2.5.2 十进制数串 39

2.6现代微机系统中的数据表示举例 40

2.7数据校验码 42

2.7.1奇偶校验码 42

2.7.2海明校验码 44

2.7.3循环冗余校验码 47

习题 49

3.1组合逻辑电路 52

3.1.1编码器 52

第3章 计算机中的逻辑部件 52

3.1.2译码器 53

3.1.3数据选择器与数据分配器 56

3.2时序逻辑电路 58

3.2.1寄存器 58

3.2.2移位寄存器 58

3.3总线电路 59

3.3.1三态门 59

3.2.3计数器 59

3.3.2单向和双向总线电路 60

3.4可编程逻辑器件（PLD） 61

3.4.1专用集成电路 61

3.4.2可编程逻辑器件 62

3.4.3高密度可编程逻辑器件 65

习题 66

第4章 指令系统 67

4.1指令格式 67

4.1.1机器指令的基本格式 67

4.1.2指令的地址码结构 68

4.1.3指令的操作码 70

4.2寻址技术 72

4.2.1编址方式 72

4.2.2数据寻址和指令寻址 73

4.2.3基本的数据寻址方式 73

4.2.4变型或组合寻址方式 79

4.3堆栈与堆栈操作 80

4.3.1堆栈结构 80

4.3.2堆栈操作 82

4.4指令类型 82

4.4.1数据传送类指令 82

4.4.2运算类指令 83

4.4.3程序控制类指令 84

4.4.4输入／输出类指令 86

4.4.5 80X86指令系统举例 86

4.5.1对指令系统的基本要求 89

4.5指令系统的发展 89

4.5.2从复杂指令系统到精简 90

指令系统 90

习题 90

第5章 运算方法和运算器 94

5.1定点加减运算 94

5.1.1原码加减运算 94

5.1.2补码加减运算 94

5.2.1溢出的产生 96

5.2补码的溢出判断与检测方法 96

5.2.2溢出的检测方法 97

5.3带符号数的移位和舍入操作 98

5.3.1带符号数的移位操作 99

5.3.2移位功能的实现 99

5.3.3带符号数的舍入操作 100

5.4基本算术运算的实现 100

5.4.1加法器 101

5.4.2进位的产生和传递 102

5.4.3并行加法器的快速进位 103

5.4.4补码定点加减运算的实现 105

5.5定点乘法运算 106

5.5.1原码一位乘法 106

5.5.2补码一位乘法 108

5.5.3补码两位乘法 111

5.5.4阵列乘法器 112

5.6定点除法运算 113

5.6.1原码除法运算 114

5.6.2补码除法运算 117

5.6.3阵列除法器 119

5.7规格化浮点运算 120

5.7.1浮点加减运算 120

5.7.2浮点乘除运算 123

5.7.3浮点运算器的实现 124

5.8十进制整数的加法运算 124

5.8.1一位十进制加法运算 124

5.8.2十进制加法器 126

5.8.3多位十进制加法 127

5.9逻辑运算与实现 128

5.10运算器的基本组成与实例 129

5.10.1运算器结构 129

5.10.2 ALU举例 131

5.10.3浮点运算器举例 134

习题 135

6.1.1存储器分类 137

6.1存储系统的组成 137

第6章 主存储器与存储系统 137

6.1.2存储系统层次结构 139

6.2主存储器的组织 140

6.2.1主存储器的基本结构 140

6.2.2主存储器的存储单元 140

6.2.3主存储器的主要技术指标 141

6.2.4数据在主存中的存放 142

6.3.1 RAM记忆单元电路 143

6.3半导体随机存储器和只读存储器 143

6.3.2动态RAM的刷新 145

6.3.3 RAM芯片分析 148

6.3.4半导体只读存储器（ROM） 151

6.3.5半导体存储器的封装 153

6.4主存储器的连接与控制 154

6.4.1 主存容量的扩展 154

6.4.2存储芯片的地址分配和片选 156

6.4.3主存储器和CPU的连接 159

6.4.4 主存的校验 160

6.4.5 PC系列微机的存储器接口 160

6.5 RAM芯片读写速度的发展 164

6.5.1 RAM与CPU速度的匹配 164

6.5.2 FPM DRAM 165

6.5.3 EDO DRAM 165

6.5.5 DDR SDRAM 166

6.5.4 SDRAM（同步DRAM） 166

6.5.6 Rambus DRAM 167

6.6提高存储系统性能的技术 167

6.6.1多体交叉存储技术 167

6.6.2高速缓冲存储器 169

6.6.3虚拟存储器 174

习题 176

7.1.1 CPU的功能 179

7.1中央处理器的功能和组成 179

第7章 CPU组织 179

7.1.2 CPU中的主要寄存器 180

7.1.3 CPU的组成 181

7.1.4 CPU的主要技术参数 182

7.1.5 Intel微处理器的发展 183

7.2控制器的组成和实现方法 185

7.2.1控制器的基本组成 185

7.2.2控制器的硬件实现方法 187

7.3.1时序系统 188

7.3时序系统与控制方式 188

7.3.2控制方式 190

7.3.3指令运行的基本过程 191

7.3.4指令的微操作序列 192

7.4微程序控制原理 194

7.4.1微程序控制的基本概念 194

7.4.2微指令编码法 195

7.4.3微程序控制器的组成和工作过程 197

7.4.4微程序入口地址的形成 198

7.4.5后继微地址的形成 199

7.4.6微程序设计 200

7.5基本控制单元的设计 203

7.5.1简单的CPU模型 203

7.5.2组合逻辑控制单元设计 205

7.5.3微程序控制单元设计 209

习题 211

8.1.1磁介质存储器的读／写 215

第8章 辅助存储器 215

8.1磁介质存储器的性能和原理 215

8.1.2磁介质存储器的技术指标 216

8.1.3数字磁记录方式 217

8.1.4磁记录方式的性能特点 219

8.1.5几种编码方式的比较 220

8.2磁介质存储设备 222

8.2.1硬盘存储器的基本结构与分类 222

8.2.2硬盘驱动器 222

8.2.3硬盘的信息分布和磁盘地址 223

8.2.4硬盘存储器的技术参数 224

8.2.5硬盘控制逻辑 226

8.2.6硬盘的分区域记录 227

8.2.7软磁盘存储器 228

8.3磁盘阵列（RAID） 229

8.3.1 RAID简介 229

8.3.2 RAID的分级 230

8.4.1光盘存储器的类型 231

8.4光盘存储器 231

8.4.2光盘存储器的组成及工作原理 232

8.4.3光盘驱动器 233

8.4.4DVD 234

8.5新型辅助存储器 235

8.5.1大容量可移动存储器 235

8.5.2闪存卡和USB电子盘 237

习题 239

第9章 输入／输出设备 241

9.1外部设备概述 241

9.1.1外部设备的分类 241

9.1.2外部设备的地位和作用 242

9.2键盘输入设备 242

9.2.1键开关与键盘类型 243

9.2.2键盘扫描 243

9.2.3 PC系列键盘 244

9.3.1鼠标器 247

9.3其他输入设备 247

9.3.2其他定位设备 248

9.3.3扫描仪 248

9.4打印输出设备 250

9.4.1打印机概述 250

9.4.2打印机的主要性能指标 251

9.4.3针式打印机的工作原理………（252 ） 254

9.4.4喷墨打印机的工作原理 254

9.4.5激光打印机的工作原理 255

9.5显示设备 256

9.5.1显示器概述 256

9.5.2 CRT显示器 257

9.5.3字符显示器的工作原理 260

9.5.4图形显示器的工作原理 263

9.5.5 LCD显示器 265

9.5.6视频显示标准 266

习题 267

10.1.2接口的功能和基本组成 269

10.1.1输入／输出接口 269

第10章 输入／输出系统 269

10.1主机与外设的连接 269

10.1.3外设的识别与端口寻址 271

10.1.4输入／输出信息传送控制方式 273

10.2程序查询方式及其接口 274

10.2.1程序查询方式 274

10.2.2程序查询方式接口 275

10.3中断系统和程序中断方式 278

10.3.1中断的基本概念 278

10.3.2中断请求的提出和传送 280

10.3.3中断优先级与判优方法 281

10.3.4中断响应 283

10.3.5进入中断服务程序 284

10.3.6中断现场的保护和恢复 286

10.3.7多重中断与中断屏蔽 287

10.3.8中断全过程 290

10.3.9程序中断接口 291

10.4 DMA方式及其接口 292

10.4.1 DMA方式的基本概念 292

10.4.2 DMA接口 293

10.4.3 DMA传送方法与传送过程 296

10.5通道控制方式 298

10.5.1通道的基本概念 298

10.5.2通道的类型与结构 299

10.5.3通道程序 302

10.5.4通道工作过程 304

10.6总线技术 305

10.6.1总线通信控制 305

10.6.2总线管理 306

10.6.3总线类型和总线标准 308

10.6.4 I/O接口标准 311

习题 314

参考文献 317