1计算机系统概论 1
1.1计算机的发展与应用 1
1.1.1计算机发展简史 1
1.1.2计算机的应用 7
1.1.3计算机的发展趋势 13
1.2计算机系统组成 15
1.2.1存储程序原理 15
1.2.2计算机硬件系统 16
1.2.3计算机软件系统 19
1.2.4计算机系统层次结构 23
1.3计算机的性能指标和分类 26
1.3.1计算机的性能指标 26
1.3.2计算机的工作特点 29
1.3.3计算机的分类 30
思考题与习题 35
2信息处理接口——数据表示与指令系统 36
2.1计算机的数据表示 36
2.1.1定点数据 36
2.1.2浮点数据 40
2.1.3字符串数据 44
2.1.4堆栈数据 48
2.2计算机的指令 51
2.2.1指令格式 51
2.2.2指令类型 57
2.3计算机的寻址技术 66
2.3.1基本寻址技术 66
2.3.2复合寻址技术 69
2.4指令系统 72
2.4.1指令系统设计要求 73
2.4.2精简指令系统 75
2.4.3指令系统设计实例 77
思考题与习题 83
3信息的存储——存储器 85
3.1存储器概述 85
3.1.1存储器的分类 85
3.1.2主存储器技术指标 89
3.1.3主存储器结构 92
3.2主存储器芯片 95
3.2.1静态随机存取存储器SRAM 96
3.2.2动态随机存取存储器DRAM 100
3.2.3只读存储器ROM 108
3.3主存储器设计 115
3.3.1主存储器逻辑设计 115
3.3.2内存条的选择与安装 123
3.3.3提高主存性能的方法 125
3.4辅助存储器 129
3.4.1磁表面存储器概述 129
3.4.2磁盘存储器 133
3.4.3光盘存储器 137
3.5存储系统 139
3.5.1存储器的层次结构 139
3.5.2高速缓冲存储器Cache 142
3.5.3虚拟存储器 145
思考题与习题 148
4信息的加工处理——处理器 150
4.1基本运算操作 150
4.1.1算术微操作 150
4.1.2逻辑和移位微操作 152
4.2定点加（减）法运算 160
4.2.1补码加（减）法运算 160
4.2.2二进制补码加法器 163
4.2.3多功能算术逻辑运算部件ALU 167
4.3定点乘法运算 171
4.3.1原码一位乘法 171
4.3.2补码一位乘法 175
4.3.3快速乘法 185
4.4浮点运算 192
4.4.1浮点加（减）运算 193
4.4.2浮点乘法运算 199
4.4.3浮点除法运算 202
4.5运算器组织 204
4.5.1运算器的基本结构 204
4.5.2运算器组成实例 207
4.5.3位片式运算器 211
思考题与习题 211
5信息处理的控制——控制器 215
5.1控制器及其控制方式 215
5.1.1控制器的基本功能 215
5.1.2控制器的控制方式 217
5.2时标系统 220
5.2.1指令周期与节拍信号 220
5.2.2指令周期与存储周期 222
5.2.3节拍的划分 223
5.3控制器的基本组织 225
5.3.1控制寄存器 225
5.3.2控制寄存器的控制信号 226
5.4组合逻辑控制器 227
5.4.1设计方法 227
5.4.2指令流程分析 229
5.4.3微操作控制部件的设计 231
5.5微程序控制器 235
5.5.1微程序控制基本概念 235
5.5.2微程序控制基本原理 237
5.5.3微指令编码和微指令格式 239
5.5.4微指令的顺序控制 249
思考题与习题 258
6信息的交换——输入／输出子系统 261
6.1I/O设备 261
6.1.1外部设备概述 261
6.1.2输入设备 263
6.1.3输出设备 269
6.2I/O控制 275
6.2.1I/O操作与I/O组织 275
6.2.2I/O接口 280
6.3程序直接控制传送 287
6.3.1无条件程序控制传送 287
6.3.2程序查询控制传送 287
6.4程序中断控制传送 289
6.4.1中断的基本概念 289
6.4.2中断系统 292
6.4.3程序中断控制传送及其接口 300
6.5直接内存存取DMA 304
6.5.1DMA特点和工作方式 304
6.5.2DMA接口与传送过程 307
6.5.3DMA接口类型 310
6.5.4DMA举例 313
6.6总线 315
6.6.1总线的基本概念 315
6.6.2总线系统的结构 318
6.6.3总线系统操作控制 321
思考题与习题 332
7信息的高效处理——并行技术 334
7.1概述 334
7.1.1并行性概念 335
7.1.2单处理机系统中的并行机制 337
7.2流水线技术 340
7.2.1指令流水线 341
7.2.2指令流水线冲突 344
7.3多处理机技术 354
7.3.1弗林分类法 355
7.3.2系统拓扑结构 356
7.3.3MIMD系统的体系结构 359
思考题与习题 361
8课程设计——计算机组成实验 364
8.1设计目的和步骤 364
8.1.1设计目的与内容 364
8.1.2设计步骤 365
8.2指令系统设计 367
8.2.1指令系统设计的基本要求 368
8.2.2指令的设计 369
8.3微处理器系统设计 371
8.3.1系统设计 371
8.3.2功能部件的实现 374
8.4计算机系统综合实验平台 386
8.4.1功能描述 387
8.4.2FPGA引脚配置表 391
8.5计算机调试 393
8.5.1仿真调试 394
8.5.2计算机硬件调试 397
参考文献 398