第1章 计算机系统概论 1
1.1 计算机的语言 1
1.2 计算机的硬件 2
1.3 计算机系统的层次结构 3
1.4 计算机的发展简史及应用 4
1.4.1 计算机发展简史 4
1.4.2 计算机应用 9
第2章 计算机中的信息表示 11
2.1 数制 11
2.1.1 概念 11
2.1.2 常用数制 12
2.1.3 进位制之间的相互转换 15
2.2 无符号数和有符号数 19
2.2.1 无符号数 19
2.2.2 有符号数 19
2.2.3 补码的性质 23
2.2.4 补码与原码的表示范围 24
2.2.5 反码表示法 25
2.3 数的定点表示和浮点表示 25
2.3.1 定点表示 25
2.3.2 浮点表示 27
2.4 字符数据表示 31
2.4.1 ASCII码 31
2.4.2 汉字编码 33
第3章 运算方法 34
3.1 定点运算 34
3.1.1 定点数的移位运算 34
3.1.2 定点数的加、减运算 37
3.1.3 定点数的乘法运算 41
3.1.4 定点数的除法运算 54
3.2 浮点运算 63
3.2.1 浮点数加减运算 63
3.2.2 浮点数乘除运算 66
第4章 运算器 68
4.1 算术逻辑单元ALU 68
4.2 全加器 68
4.2.1 串行加法器和并行加法器 69
4.2.2 实例：SN74181和SN74182芯片 73
第5章 存储器 78
5.1 存储器概述 78
5.1.1 存储器特性 78
5.1.2 存储层次 81
5.2 主存储器 82
5.2.1 半导体存储器 82
5.2.2 随机访问存储器的存储位 83
5.2.3 存储器芯片的内部组成 85
5.2.4 存储器芯片的组合 87
5.2.5 多字节数据的存储 89
5.2.6 纠错 90
5.2.7 高级DRAM组织 93
5.3 高速缓冲存储器 94
5.3.1 高速缓冲存储器原理 94
5.3.2 Cache行的映射 96
5.3.3 替换策略 98
5.3.4 写策略 99
5.4 外部存储器 99
5.4.1 磁盘 99
5.4.2 光盘 103
5.4.3 虚拟存储器 105
第6章 指令系统 108
6.1 机器指令 108
6.1.1 机器指令的发展 108
6.1.2 指令格式 109
6.1.3 指令操作码 112
6.1.4 指令字的长度 114
6.2 寻址方式 114
6.2.1 指令的寻址方式 115
6.2.2 操作数的寻址方式 115
6.3 指令类型与功能 124
6.3.1 数据传送指令 125
6.3.2 算术逻辑运算指令 125
6.3.3 移位操作指令 126
6.3.4 堆栈操作指令 126
6.3.5 字符串处理指令 127
6.3.6 程序控制指令 127
6.3.7 输入／输出指令 130
6.3.8 其他指令 130
6.4 RISC机和CISC机指令 130
6.4.1 复杂指令系统计算机CISC 131
6.4.2 精简指令系统计算机RISC 131
6.5 指令系统举例 133
6.5.1 IBM大型机指令系统 133
6.5.2 Pentium Ⅱ的指令系统 134
6.6 机器语言、汇编语言和高级语言 136
第7章 控制器组成原理 139
7.1 微操作分析 139
7.1.1 取指周期 139
7.1.2 间址周期 141
7.1.3 中断周期 141
7.1.4 执行周期 142
7.2 控制器的功能 144
7.2.1 控制器的功能需求 144
7.2.2 控制器控制信号 145
7.2.3 控制信号举例 146
7.2.4 多级时序系统 147
7.2.5 控制方式 148
7.3 控制器的设计 150
7.3.1 组合逻辑控制器 150
7.3.2 微程序控制器 155
第8章 中央处理器 162
8.1 中央处理器的结构 162
8.1.1 中央处理器的功能 162
8.1.2 中央处理器结构框图 163
8.1.3 中央处理器寄存器 164
8.2 指令周期 165
8.2.1 间接周期 165
8.2.2 数据流 166
8.3 指令流水 167
8.3.1 指令流水 168
8.3.2 流水线性能的影响因素 170
8.3.3 流水线的性能 174
8.3.4 流水线中的多发技术 175
8.3.5 流水线的结构 178
8.4 中断处理 178
8.4.1 中断和意外 179
8.4.2 中断向量表 179
8.4.3 中断管理 180
第9章 总线 181
9.1 总线的概念和作用 181
9.1.1 总线的概念 181
9.1.2 总线的作用 182
9.1.3 总线的分类 182
9.1.4 总线的组成及性能指标 184
9.2 总线仲裁 186
9.2.1 集中仲裁方式 187
9.2.2 分布仲裁方式 190
9.3 总线操作和定时 192
9.3.1 时钟同步定时方式 192
9.3.2 异步定时方式 193
9.3.3 半同步定时方式 195
9.4 总线标准 196
第10章 输入／输出系统 198
10.1 输入／输出设备概述 198
10.2 键盘 199
10.2.1 硬件扫描键盘 200
10.2.2 软件扫描键盘 201
10.3 显示设备 202
10.3.1 常见显卡标准 202
10.3.2 CRT显示器 203
10.3.3 液晶显示器 210
10.4 打印设备 213
10.4.1 概述 213
10.4.2 点阵打印机 214
10.4.3 喷墨打印机 216
10.4.4 激光打印机 217
10.5 I／O系统组织 221
10.5.1 系统需要解决的主要问题 221
10.5.2 I／O系统的组成 222
10.5.3 主机与外围设备间的连接方式与组织管理 223
10.5.4 I／O信息传送的控制方式 224
10.6 I／O接口 225
10.6.1 I／O接口的基本功能 225
10.6.2 I／O接口的分类 228
10.7 程序控制方式 229
10.7.1 直接程序控制方式 229
10.7.2 程序中断传送方式 230
10.8 直接存储器访问方式 239
10.8.1 DMA方式的特点与应用场合 240
10.8.2 DMA传送方式 241
10.8.3 DMA的硬件组织 242
10.8.4 DMA控制器的组成 243
10.8.5 DMA控制下的数据传送过程 244
参考文献 246