1概论 1
1.1计算机硬件 1
电子计算机的硬件组成 1
计算机的硬件典型结构 3
1.2计算机软件 3
软件的组成与分类 3
计算机语言 4
1.3计算机系统的层次结构 5
1.4计算机的基本工作原理 6
存储程序工作原理 6
计算机的工作过程 7
1.5计算机的性能 9
计算机的性能指标 9
计算机的性能评价 10
1.6计算机系统的分类 11
习题1 14
2运算方法和运算器 15
2.1数据信息的表示 15
数值型数据的表示 15
数的编码表示 18
数的定点和浮点表示 23
十进制数的二进制编码表示 25
2.2定点加减法运算 27
补码加法运算 27
补码减法运算 27
补码运算结果的溢出判断 28
补码加减运算的实现电路 29
2.3定点乘除运算 30
原码一位乘法 30
补码一位乘法 32
原码一位除法 34
补码一位除法 37
2.4浮点数的运算方法 38
2.5运算器的基本组成与实例 41
运算器的基本组成 41
算术逻辑运算单元 42
定点运算器举例 49
浮点运算器举例 53
2.6数据校验码 54
奇偶校验码 54
海明校验码 55
循环冗余校验码 58
习题2 59
3主存储器与存储体系 62
3.1存储器基本概念 62
存储器的分类 62
主存储器的主要技术指标 63
主存储器中数据的存放 64
存储系统的层次结构 66
3.2半导体存储器芯片的结构及工作原理 67
半导体随机存取存储器 67
半导体只读存储器 74
3.3半导体存储器的组成与控制 80
主存储器扩展 81
主存储器与CPU的连接 87
动态存储器的控制 89
3.4高速存储器 95
双端口存储器 95
多体交叉存储器 96
相联存储器 98
3.5Cache存储器 99
Cache系统基本结构 100
Cache存储器的地址映像 100
替换策略 104
Cache与主存的一致性问题 105
Pentium PC机的Cache 106
3.6虚拟存储器 108
实地址与虚地址 108
主存—Cache体系与主存—辅存体系的差别 108
页式、段式和段页式虚拟存储器 108
Pentium处理器的虚拟存储器 112
习题3 115
4指令系统 117
4.1指令格式 117
指令的四要素 117
指令的地址数目 117
指令的操作码 119
指令长度 120
4.2寻址方式 121
立即寻址方式 122
直接寻址方式 122
间接寻址 122
寄存器寻址 123
寄存器间接寻址 123
相对寻址方式 123
变址寻址方式 124
基址寻址方式 125
复合型寻址方式 125
4.3指令类型 126
数据传送指令 126
算术逻辑运算指令 127
移位操作指令 127
浮点运算指令 128
十进制运算指令 129
字符串处理指令 129
转移类指令 129
堆栈操作指令 130
输入／输出指令 130
其他指令 131
4.4复杂指令系统举例 131
CISC的主要特征 131
Pentium指令系统 132
4.5精简指令系统举例 134
RISC的主要特征 134
SPARC指令系统 134
习题4 136
5中央处理器 138
5.1控制器的基本概念 138
控制器的功能 138
控制器的基本组成 139
控制器的实现方法 140
5.2时序系统与控制方式 141
时序系统 141
时序控制方式 143
5.3指令的执行过程 144
CPU的基本功能元素 144
指令执行的基本过程 145
指令执行的微操作序列 146
5.4微程序控制原理 148
微程序控制的基本概念 148
实现微程序控制的基本原理 148
微指令编码法 152
微程序流的控制 156
微指令格式及执行方式 162
微程序设计技术的应用 165
5.5微程序设计举例 166
模型机硬件系统构成 166
模型机指令系统 168
微指令格式 170
微程序设计 172
5.6硬布线控制器 177
硬布线控制器与微程序控制器的比较 177
硬布线控制器设计步骤 177
硬布线控制器设计举例 178
5.7流水线处理技术 185
重叠控制和先行控制 185
流水线工作原理 188
5.8CPU举例 194
Pentium处理器 194
SPARC处理器 199
习题5 205
6输入／输出系统 208
6.1I／（）系统概述 208
I／（）系统的功能与组成 208
I／（）设备的编址 209
I／（）数据传送控制方式 210
6.2程序直接控制方式 211
无条件传送方式 211
条件传送方式 212
6.3程序中断控制方式 213
中断的基本概念 213
中断请求和中断判优 214
中断响应和中断处理 217
多重中断和中断屏蔽 219
程序中断方式接口的基本结构及工作过程 221
6.4直接存储器存取方式 221
DMA的基本概念 222
DMA控制器组成 222
DMA数据传送过程 224
6.5通道方式 224
通道的功能 225
通道的类型 225
通道结构的发展 226
6.6总线技术 227
总线通信控制 227
总线组成及总线仲裁方式 227
总线类型和总线标准 228
习题6 229
7外部设备 230
7.1外部设备概述 230
外部设备的分类 230
外部设备的作用 231
7.2磁记录原理与记录方式 231
磁表面存储器的读／写 232
磁表面存储器的技术指标 233
数据磁记录方式 234
7.3软盘存储器 238
软盘片及其记录格式 238
软盘驱动器 240
软盘控制器 241
7.4硬盘存储器 242
硬盘驱动器 242
硬盘控制器 245
磁盘阵列存储器 246
磁盘参数的计算 249
7.5光盘存储器 249
光盘的种类及盘片结构 250
光盘读／写原理 251
光盘存储器的主要性能指标 252
7.6键盘、鼠标器和触摸屏 253
键盘 253
鼠标器 257
触摸屏 257
7.7显示设备 259
显示设备的种类及有关概念 259
字符显示器 262
图形和图像显示 264
7.8打印机 265
打印机的种类 265
针式打印机 265
激光打印机 266
喷墨打印机 268
习题7 269
8计算机系统结构 271
8.1计算机系统结构的基本概念 271
计算机系统结构 271
提高计算机系统运行速度的方法 271
计算机系统结构中的并行性 273
8.2指令级并行处理器结构 274
超标量处理器 274
超级流水线处理器 275
超长指令字处理器 275
并行多线程处理器 276
8.3阵列处理器 277
阵列处理器的基本结构 277
阵列处理器的主要特点 278
阵列处理器的并行算法 279
阵列处理器的互联网络 279
8.4向量处理器 282
向量处理器的基本概念 282
向量处理器的基本结构及性能指标 283
向量操作长度控制和向量访问步长 284
向量处理方法 284
提高向量处理器流水线性能的方法 285
8.5多处理器系统 285
多处理器系统的基本结构 285
多处理器系统分类 287
多处理器的互联结构 287
多处理器Cache的一致性 289
8.6基于消息传递的多计算机系统 290
多计算机系统的基本概念 290
大规模并行处理器系统 291
工作站集群系统 292
消息传递软件包 292
8.7新型计算机系统结构 293
习题8 294
参考文献 295