第一章 绪论 1
§1-1 电子数字计算机的产生和发展 1
一、电子数字计算机的产生 1
二、电子数字计算机的发展概况 2
三、电子数字计算机的发展动向 4
四、电子计算机分类 5
§1-2 电子数字计算机的特点及应用 6
一、电子数字计算机的特点 6
二、电子数字计算机的应用 7
§1-3 电子数字计算机的硬件框图及解题过程 8
一、电子数字计算机的硬件框图 8
二、电子数字计算机的解题过程 9
思考题与习题 13
第二章 计算机中数的表示法 14
§2-1 按位定值的计数制 14
一、两种进位计数制 14
二、二进制计数的优缺点 15
三、八进制（Octal）和十六进制（Hexadecimal）的表示法 17
§2-2 各种进位制的相互转换 18
一、各种进位制转换成十进制 18
二、将十进制数转换成其它进位制数 20
三、补码表示法 20
三、二进制数与八、十六进制数之间的转换 23
§2-3 数的小数点表示 24
一、定点表示法 24
二、浮点表示法 25
三、定点和浮点表示法的优缺点比较 26
§2-4 数的符号表示——原码、补码、反码、移码 28
一、机器数与真值 28
二、原码表示法 29
四、反码表示法 34
五、移码表示法 36
§2-5 编码 38
一、编码的意义及形式 38
二、二-十进制编码 39
三、具有检测能力的校验码 42
四、具有纠错能力的汉明码 43
五、数字、字母、字符编码 47
思考题与习题 49
一、算术移位的意义 52
二、移位规则 52
第三章 运算方法 52
§3-1 带符号的二进制数的移位运算 52
§3-2 定点加减法运算 54
一、原码加减法运算 54
二、补码加减法运算 57
三、反码加减法运算 60
§3-3 定点乘法运算 63
一、原码一位乘 63
二、原码两位乘 67
三、补码一位乘 69
四、补码两位乘 75
一、原码除法 77
§3-4 定点除法运算 77
二、补码除法 81
§3-5 浮点四则运算 84
一、浮点加减法运算 84
二、浮点乘法运算 88
三、浮点除法运算 90
思考题与习题 91
第四章 逻辑部件 94
第五章 计算机硬件结构简介 95
§5-1 计算机系统的多级层次结构 95
一、第一级机器M1 95
二、第二级虚拟机器M2 95
三、第三级虚拟机器M3 96
五、具有操作系统的多级层次计算机系统 97
四、第四级机器M0 97
§5-2 Von.Neumann计算机的结构特点 98
一、计算机结构与计算机组成 98
二、Von.Neumann计算机的结构特点 100
§5-3 计算机各子系统的基本组成 103
一、存储器子系统 103
二、运算器子系统 105
三、控制器子系统 107
四、I/O子系统 108
§5-4 机器语言的一般特征 109
一、指令的结构形式 110
二、指令格式的举例 122
思考题与习题 125
二、运算器的主要技术指标 127
一、运算器的分类 127
第六章 运算器 127
§6-1 概述 127
三、数据传送表达式 128
§6-2 串行定点二进制运算器 131
一、串行加减法运算器 131
※二、串行乘法运算器 134
※三、串行除法运算器 137
四、串行四则运算器的控制信号 140
§6-3 并行定点二进制运算器 140
一、并行加、减法运算器 141
二、并行加法器的进位链 142
三、并行乘法运算器 148
四、并行除法运算器 149
§6-4 浮点并行运算器 151
五、四则运算的并行运算器 151
一、浮点加、减法运算器 152
二、浮点乘法运算器 155
三、浮点除法运算器 156
§6-5 十进制运算器 157
一、两种编码的十进制加法器 158
二、十进制加减法运算器 162
§6-6 逻辑运算 168
一、测试操作 168
二、比较操作 169
三、求反操作 169
四、逻辑乘、逻辑加和按位加操作 170
思考题与习题 172
§7-1 概述 174
一、存储器分类 174
第七章 存储器 174
二、存储器的主要技术指标 175
§7-2 半导体存储器 176
一、概述 176
二、静态RAM 177
三、动态RAM 182
四、只读存储器ROM 189
§7-3 外存储器 193
一、磁表面存储器存储信息的基本原理 193
二、磁盘存储器 194
三、磁表面存储器的记录方式 197
一、多体模块结构 201
§7-4 多体并行交叉存储器 201
二、多体模块结构存储器的交叉编址 202
三、存控 203
§7-5 快速缓冲存储器 204
一、问题的提出 204
二、快速缓存的编址 204
三、快速缓存的结构 206
§7-6 虚拟存储器 209
一、基本原理 209
二、地址映象 209
三、地址翻译过程 213
四、页面调动 213
思考题与习题 215
一、控制器的基本功能 216
第八章 控制器 216
§8-1 概述 216
二、控制器的组成 217
三、控制器的控制方式 218
四、控制器中微操作命令序列的形成 219
§8-2 中断系统 220
一、中断概述 220
二、中断系统 222
§8-3 时标系统的分析 228
一、机器指令系统对时标系统的影响 228
二、机器指令系统的分析 229
三、指令周期、机器周期及节拍的安排 232
四、CPU工作周期及其标志 234
五、指令的重叠 236
六、局部控制 237
七、指令微操作的节拍安排 238
§8-4 组合逻辑控制部件的设计 241
一、微操作命令的操作时间表 241
二、微操作命令的最简表达式 242
三、微操作命令的逻辑电路 243
§8-5 微程序控制部件的设计 243
一、微程序控制设计思想的产生及其特点 243
二、微程序控制部件的一般工作原理及框图 244
三、微指令控制方式及微地址形成方式 247
四、微指令的重叠 249
五、微程序设计举例 252
思考题与习题 258
§8-6 控制台 258
§9-1 概述 260
一、I/O子系统的发展过程 260
第九章 输入输出系统 260
二、I/O子系统的组成 262
三、I/O设备与主机交换信息的方式 264
四、I/O子系统与主机的连接方式 268
§9-2 总线连接方式的I/O接口电路 268
一、I/O总线 268
二、接口部件 269
二、中断服务方式 270
§9-3 程序查询和中断处理 271
一、程序查询法 271
一、DMA服务方式的特点 279
§9-4 DMA服务方式 279
二、DMA接口的功能及其组成 280
三、DMA服务方式的工作过程 281
§9-5 常用的I/O设备 282
一、键盘输入 282
二、光电输入机 284
三、打印机 288
四、显示设备 294
思考题与习题 299
第十章 小型数字计算机设计 301
§10-1 概述 301
一、数据格式和指令格式 301
二、CPU 302
三、存储器 304
四、输入和输出 306
五、寄存器之间的信息传送控制 307
§10-2 寻址方法和指令系统 307
一、寻址方法 307
二、指令系统 308
§10-3 算术逻辑部件（ALU） 321
一、ALU电路 322
二、ALU运算所需时间 328
三、ALU的谥出判断 328
二、存取周期和访存时间 329
三、控制存储器的访问时间 329
一、时钟周期、CPU主周期和指令周期 329
§10-4 定时信号和操作方式 329
四、操作方式 330
§10-5 控制存储器 331
一、微指令格式 331
二、控制存储器结构框图 335
§10-6 微指令的时序分析 339
一、取指周期的微指令 339
二、间址周期的微指令 341
三、中断周期的微指令 342
四、执行周期的微指令 343
§10-7 I/O和DMA通道 368
§10-8 存储器 371
思考题与习题 372
参考文献 372