第1章 计算和计算机 1
1.1 计算 1
1.2 计算机发展简史 2
1.2.1 古代和近代计算工具 2
1.2.2 电子管计算机 4
1.2.3 晶体管计算机 6
1.2.4 集成电路计算机 7
1.2.5 超大规模集成电路计算机 8
1.2.6 计算机分类 9
1.3 计算机的层次结构 10
1.3.1 语言和虚拟机 11
1.3.2 多层计算机 12
1.4 本书概览 14
1.5 习题 14
2.1.1 门 16
2.1 门和布尔代数 16
第2章 基本逻辑部件 16
2.1.2 布尔函数及实现 17
2.2 基本逻辑电路 18
2.2.1 组合逻辑电路 19
2.2.2 时序逻辑电路 23
2.3 小结 27
2.4 习题 27
第3章 运算方法和运算部件 29
3.1 数据表示方法 29
3.1.1 信息编码 29
3.1.2 数值的进制表示及转换 30
3.1.3 定点数表示 32
3.1.4 浮点数表示 34
3.1.5 逻辑、字符数据表示 38
3.1.6 检错纠错码 40
3.2.1 加减运算 44
3.2 定点数加减运算 44
3.2.2 溢出处理 46
3.3 定点数乘除运算 47
3.3.1 原码一位乘法 47
3.3.2 布斯乘法 49
3.3.3 定点数除法 50
3.4 浮点数运算 51
3.4.1 浮点数加减运算 52
3.4.2 浮点数乘除运算 52
3.4.3 电路实现 53
3.5 运算器部件 54
3.5.1 运算器功能要求 54
3.5.2 运算部件设计 55
3.6 运算部件举例 55
3.6.1 Am2901运算器 56
3.6.2 Pentium运算器 62
3.7 小结 64
3.8 习题 64
第4章 指令系统和控制器部件 67
4.1 指令和指令系统 67
4.1.1 指令格式 67
4.1.2 寻址方式 69
4.1.3 指令系统 71
4.1.4 CISC和RISC 72
4.2 指令系统举例 73
4.2.1 Pentium指令系统 73
4.2.2 TEC 2000教学计算机指令系统 75
4.3 控制器的功能和组成 78
4.3.1 控制器功能和组成 79
4.3.2 指令执行步骤 80
4.4.1 微程序控制器基本工作原理 81
4.4 微程序控制器 81
4.4.2 组成和实现 83
4.4.3 设计技术 84
4.5 组合逻辑控制器 87
4.5.1 组成和实现原理 88
4.5.2 设计实现 89
4.5.3 与微程序控制器比较 90
4.6 流水线工作原理 91
4.7 控制器部件举例 93
4.7.1 TEC-2000控制器 93
4.7.2 Pentium控制器 110
4.8 小结 113
4.9 习题 113
5.1 存储器概述 116
5.1.1 存储器分类 116
第5章 层次存储系统 116
5.1.2 存储器系统设计目标 117
5.2 主存储器 119
5.2.1 主存储器与其他部件接口 119
5.2.2 静态存储器存储原理和读写时序 120
5.2.3 动态存储器存储原理和读写时序 121
5.2.4 提高主存储器性能 124
5.3 磁盘 125
5.3.1 磁记录原理与记录方式 126
5.3.2 硬磁盘的基本结构 128
5.3.3 磁盘阵列存储器 131
5.3.4 软磁盘存储器 134
5.4 光盘 134
5.4.1 光盘存储原理 134
5.4.2 光盘的发展 137
5.5.2 程序的局部性原理 140
5.5.1 层次存储器系统概述 140
5.5 层次存储器系统 140
5.6 高速缓存Cache 141
5.6.1 Cache的工作原理 141
5.6.2 Cache的组织方式 142
5.6.3 提高Cache性能 147
5.6.4 用Cache提高主存性能 150
5.7 虚拟存储器 152
5.7.1 虚拟存储器概述 152
5.7.2 段式虚拟存储管理 153
5.7.3 页式虚拟存储管理 154
5.8 Pentium的层次存储系统 155
5.8.1 Pentium的Cache管理 156
5.8.2 Pentium的存储器管理 158
5.9 TEC-2000主存储器设计 161
5.10 小结 164
5.11 习题 165
第6章 总线和输入输出系统 167
6.1 总线 167
6.1.1 总线概述 167
6.1.2 总线设计 169
6.1.3 总线举例 174
6.2 输入输出系统 178
6.2.1 外部设备数据传送控制方式 178
6.2.2 外部设备接口 181
6.2.3 输入设备 183
6.2.4 输出设备 185
6.3 小结 189
6.4 习题 189
附录 逻辑符号对照表 191
参考文献 192