第1章 计算机系统概论 1
1.1计算机的发展与应用 1
计算机的发展阶段和发展趋势 1
计算机的应用 3
1.2计算机系统的组成 4
计算机硬件系统 5
计算机软件系统 5
计算机系统的层次结构 6
1.3计算机系统结构 7
传统冯·诺依曼计算机系统结构 7
现代计算机系统结构 8
关联 8
习题 9
第2章 计算机中数据的表示 10
2.1进位计数制及其相互转换 10
进位计数制 10
进位计数制的相互转换 11
2.2定点数的表示 13
符号的表示 13
小数点的表示 13
机器数形式 14
2.3浮点数的表示 20
浮点数的格式 20
浮点数的规格化 21
浮点数的表示范围 22
浮点数的机器零 23
2.4非数值数据的表示 23
字符与字符串 23
BCD码与十进制数 24
2.5数据校验码 26
奇偶校验码 26
海明校验码 27
循环冗余校验码 29
关联 32
习题 32
第3章 运算方法与运算器 36
3.1定点数的算术运算与实现 36
定点数加减运算 36
定点数乘法运算 41
定点数除法运算 47
3.2逻辑运算和移位操作 51
逻辑运算 51
移位操作 51
3.3定点运算器 52
算术逻辑单元 52
定点运算器的基本结构 56
定点运算器模型 57
3.4浮点数的算术运算与浮点运算器 58
浮点数的加减运算 58
浮点数的乘法和除法运算 59
浮点运算器 61
并联 62
习题 63
第4章 存储器系统 67
4.1存储器概述 67
存储器分类 67
存储器系统结构 68
主存储器的技术指标 69
4.2半导体存储器 70
半导体存储器分类 70
存储元电路 71
存储器芯片 74
存储器的扩展与应用 85
并行存储器 91
4.3高速缓冲存储器 93
Cache基本原理 93
Cache的结构 94
Cache的读／写过程 98
4.4虚拟存储器 99
概述 99
页式虚拟存储器 100
段式虚拟存储器 102
段页式虚拟存储器 103
替换算法 104
关联 104
习题 105
第5章 指令系统 108
5.1指令系统与性能 108
指令与指令系统 108
指令系统的性能 109
5.2机器指令 109
机器指令的格式 109
指令字的长度 109
机器指令的分类 110
5.3操作码的编码方法 111
定长编码 111
变长编码 111
5.4地址码的寻址方式 115
指令寻址方式 115
操作数寻址方式 115
5.5典型的指令系统 118
复杂指令系统 118
精简指令系统 120
关联 122
习题 123
第6章 控制器 126
6.1 CPU的功能和组成 126
CPU的功能 126
CPU的基本组成 127
6.2控制器的时序系统和控制方式 130
有关周期的基本概念 130
时序信号与体制 131
时序信号发生器 132
控制方式 134
6.3指令流程图 134
典型指令及周期分析 135
指令周期流程 142
6.4微程序控制器 144
基本概念 144
微程序控制器基本原理 146
微程序设计 148
微程序设计举例 152
微程序控制器设计步骤 155
6.5组合逻辑控制器 156
6.6门阵列控制器 159
可编程逻辑阵列PLA 159
基本思想 160
6.7流水线处理技术 160
指令执行方式 160
流水线的分类 161
线性流水线 162
流水线中的相关问题 163
6.8多媒体技术 165
6.9典型CPU简介 166
8086 CPU 166
Pentium微处理器 168
关联 170
习题 171
第7章 接口与输入／输出 176
7.1接口概述 176
接口的功能与组成 176
I／O接口的编址方式 177
I／O接口地址的译码 178
7.2输入／输出方式 180
程序控制传送方式 181
中断方式 184
直接存储器方式 189
通道方式 194
关联 196
习题 196
第8章 外围设备 201
8.1外围设备概述 201
外围设备的概念 201
外围设备的分类 202
外围设备的功能 202
8.2输入设备 203
键盘 203
鼠标 204
其他输入设备 204
8.3输出设备 206
显示器 206
打印机 208
8.4外存储设备 213
磁表面存储器的原理 213
磁记录方式 213
硬磁盘存储器 215
光盘存储设备 218
闪存 220
关联 222
习题 222
第9章 总线 224
9.1总线技术概述 224
9.2总线系统结构 227
总线通道组成 227
总线结构类型 227
9.3总线信息传送方式及定时 229
总线信息传送方式 229
总线定时 230
9.4总线的仲裁 230
集中式仲裁 231
分布式仲裁 232
9.5计算机中的总线 233
内部总线 233
外部通信总线 236
9.6新一代总线 239
PCI Express总线 239
USB总线 242
关联 245
习题 246
第10章 并行处理与互连网络 248
10.1并行处理的概念 248
并行性 248
并行性的等级和分类 248
开发并行性的途径 250
10.2并行处理机基本结构 250
并行处理机的两种典型结构 250
并行处理机的特点 252
10.3 SIMD计算机基本结构 253
SIMD计算机模型 253
SIMD计算机发展过程 254
Illiac IV计算机 254
BSP计算机 257
CM-2计算机 259
10.4 SIMD计算机的应用 261
计算模型及有限差分 261
阵列处理机的几种基本算法 262
10.5互连网络的概念 263
互连网络的基本概念和作用 263
特性参数和性能参数 264
互连函数 267
10.6静态互连网络 270
静态互连网络结构 270
静态互连网络特性 272
10.7动态互连网络 273
动态互连网络的互连形式 273
动态网络互连方式的比较 275
多级互连网络 276
10.8互连网络的消息传递机制 277
消息寻径 277
死锁和虚拟通道 281
单播方式下的寻径 283
广播方式下的寻径 285
关联 286
习题 286
第11章 多处理机与机群系统 288
11.1多处理机系统特点与分类 288
基本结构 288
多处理机系统特点 289
多处理机系统的Cache一致性问题 290
11.2多处理机软件和典型的多处理机系统 292
并行算法 292
程序并行性分析 293
并行程序设计语言 294
MPP和SMP 294
CM-5系统 298
SGI Origin 2000系列服务器 299
11.3机群系统 300
机群系统的结构特点 300
机群系统的关键技术 301
提高通信系统的性能 303
几种典型系统 306
关联 306
习题 307
参考文献 308