1计算机系统概述 1
1.1计算机系统的基本组成和它的层次结构 2
1.2计算机硬件系统的5个功能部件及其功能 5
1.3计算机硬件系统的主要的技术和性能指标 8
1.4计算机系统的体系结构、组成和实现概述 10
1.5计算机系统的发展、应用与分类 12
思考与练习 16
2数据表示和运算方法 17
2.1二进制码与不同进制数之间的转换 18
2.1.1二进制码与进位计数制 18
2.1.2不同进制数之间的转换 19
2.2定点数在计算机内的表示与编码 21
2.2.1定点小数和整数的编码方法 22
2.2.2二一十进制数的编码 25
2.3浮点数在计算机内的表示 26
2.4文字和多媒体信息的表示与编码 29
2.4.1西文字符的编码 29
2.4.2汉字的编码 30
2.4.3多媒体信息的编码 31
2.5数据校验码 34
2.6二进制数值数据的运算算法 37
2.6.1补码加法与减法运算规则及电路实现 37
2.6.2原码一位乘法与除法的运算算法 39
思考与练习 42
3计算机的运算器部件 45
3.1算术逻辑运算部件的功能设计与线路实现 46
3.2计算机的定点运算器 48
3.2.1定点运算器部件的功能、组成与控制 48
3.2.2MIPS计算机多周期CPU系统中的运算器部件的组成与实现 50
3.2.3运算器芯片Ain2901实例与使用 52
3.3浮点运算和浮点运算器 56
3.3.1浮点数的运算规则 56
3.3.2浮点运算器举例 60
思考与练习 63
4指令系统和汇编语言程序设计 65
4.1指令格式和指令系统概述 66
4.1.1指令的定义与指令格式 66
4.1.2操作码的组织与编码 67
4.1.3有关操作数的类型、个数、来源、去向和地址安排 68
4.1.4指令的分类 70
4.1.5指令周期及其对计算机性能和硬件结构的影响 71
4.2寻址方式概述 72
4.3指令系统举例 75
4.3.1Pentium11计算机的指令系统 76
4.3.2MIPS32计算机的指令系统 78
4.3.3教学示例计算机的指令系统 79
4.4计算机的汇编语言程序设计简介 82
4.4.1汇编语言及其程序设计中的有关概念 82
4.4.2示例计算机支持的语言 83
4.4.3示例计算机的汇编语言程序设计举例 85
思考与练习 88
5计算机的控制器部件 90
5.1控制器的功能与组成概述 91
5.2硬连线控制器部件 92
5.2.1硬连线控制器的组成和运行原理简介 93
5.2.2MIPS32计算机的控制器简介 94
5.3微程序控制器部件 100
5.3.1微程序控制器的基本组成和运行原理 100
5.3.2微程序设计中的下地址形成逻辑和微程序设计 103
5.4指令流水线的概念和实现技术 104
5.4.1流水线的基本概念和主要性能指标 104
5.4.2指令流水线中的相关问题及其解决方案 107
5.4.3指令级并行技术 108
思考与练习 110
6存储器系统 112
6.1存储器概述 113
6.1.1存储器的分类 113
6.1.2主存储器的技术指标 115
6.1.3存储系统的层次结构 116
6.2半导体存储器 117
6.2.1随机存取存储器 117
6.2.2只读存储器 120
6.2.3DDR与DDR 122
6.3主存储器 123
6.3.1主存储器的基本组成 123
6.3.2主存储器的基本操作 124
6.3.3主存储器的组织 125
6.3.4提高存储器系统性能的途径 127
6.4辅助存储器 129
6.4.1辅助存储器的种类及技术指标 129
6.4.2硬盘存储器 131
6.4.3磁盘阵列技术 134
6.4.4光存储系统的组成与运行原理 135
6.5高速缓冲存储器 138
6.5.1Cache的结构与运行原理 138
6.5.2Cache的3种地址映像方式 141
6.5.3Pentium处理器的Cache管理 144
6.6虚拟存储器 146
6.6.1虚拟存储器的功能与特点 146
6.6.2页式虚拟存储器 146
6.6.3段式虚拟存储器 148
6.6.4段页式虚拟存储器 149
思考与练习 150
7输入／输出设备与输入／输出系统 153
7.1输入／输出设备 154
7.1.1输入／输出设备的分类及工作特点 154
7.1.2几种常用的输入／输出设备简介 155
7.2输入／输出接口 163
7.2.1接口的基本组成、功能和类型 163
7.2.2端口的编址与寻址 165
7.2.3几种标准外部接口 166
7.3输入／输出方式 169
7.3.1程序查询方式 170
7.3.2程序中断方式 170
7.3.3直接存储器访问（DMA）方式 173
7.3.4L/O通道控制方式和L/0处理机方式 174
7.4总线技术 175
7.4.1总线概述 175
7.4.2总线仲裁和数据传送控制 179
7.4.3系统总线标准举例 181
7.4.4Pentium计算机的总线系统 183
思考与练习 185
8并行计算机体系结构 187
8.1基础知识与基本概念 188
8.1.1计算机体系结构的分类 188
8.1.2并行计算机系统的性能问题 189
8.1.3并行计算机系统的软件技术 192
8.2SIMD计算机简介 194
8.3基于共享内存的多处理机系统 196
8.3.1一致性内存访问的UMA多处理机系统 197
8.3.2非一致性内存访问的NUMA多处理机系统 198
8.3.3仅高速缓存访问的COMA多处理机系统 199
8.4基于消息传递的多计算机系统 200
8.4.1大规模并行处理机MPP 201
8.4.2工作站集群COW 202
思考与练习 203
参考文献 204