1 计算机系统概论 1
1.1 计算机的分类、发展与应用 1
1.1.1 计算机的分类 3
1.1.2 计算机的发展概况 4
1.1.3 计算机的应用 8
1.2 计算机的基本组成 12
1.2.1 计算机硬件 12
1.2.2 计算机软件 19
1.2.3 软件与硬件的逻辑等价性 21
1.3 计算机系统的概念 22
1.3.1 计算机系统的层次结构 22
1.3.2 计算机系统的3个术语 23
1.3.3 计算机体系结构的分类 24
2 指令系统 27
2.1 指令系统概述 27
2.1.1 指令系统的发展 27
2.1.2 指令系统的性能要求 28
2.2 指令格式 29
2.2.1 操作码 29
2.2.2 地址码 29
2.2.3 指令字长度 31
2.2.4 指令助记符 31
2.3 指令分类 32
2.3.1 数据传送指令 32
2.3.2 算术运算指令 32
2.3.3 逻辑运算指令 33
2.3.4 程序控制指令 33
2.3.5 输入输出指令 33
2.3.6 字符串处理指令 34
2.3.7 系统控制指令 34
2.4 寻址方式 34
2.4.1 指令寻址方式 34
2.4.2 操作数寻址方式 36
2.4.3 堆栈寻址方式 40
2.5 指令系统实例 43
2.5.1 8086/8088指令系统 43
2.5.2 Pentium指令系统 46
2.5.3 Pentium 4指令系统 46
2.5.4 Core 2指令系统 47
3 CPU组成 50
3.1 CPU的功能和组成 51
3.1.1 CPU的基本功能 51
3.1.2 CPU的基本组成 51
3.1.3 CPU中的主要寄存器 53
3.1.4 操作控制器和时序发生器 55
3.2 CPU的工作过程 55
3.2.1 指令的执行过程 56
3.2.2 指令周期 57
3.2.3 时序发生器 64
3.2.4 控制方式 65
3.3 操作控制器 66
3.3.1 组合逻辑控制器 67
3.3.2 微程序控制器 69
4 CPU新技术 75
4.1 并行处理技术概述 75
4.2 流水线技术 76
4.2.1 流水线技术 76
4.2.2 流水线的分类 77
4.2.3 流水计算机的组成 78
4.2.4 流水计算机的时空图 79
4.2.5 指令的相关性 81
4.3 SIMD技术 83
4.3.1 MMX 84
4.3.2 SSE 85
4.3.3 SSE2 86
4.3.4 SSE3 87
4.4 RISC技术 87
4.4.1 CISC的产生和发展 87
4.4.2 RISC的产生 88
4.4.3 RISC的特点 88
4.4.4 RISC与CISC的主要特征对比 90
4.5 超线程／多核技术 90
4.5.1 超线程 90
4.5.2 多核技术 91
4.6 动态执行技术 92
4.6.1 指令调度 92
4.6.2 乱序执行技术 93
4.6.3 分支预测 93
4.6.4 多重指令启动 94
4.7 低功耗管理技术 96
4.7.1 制程提升 97
4.7.2 降低电压 97
4.7.3 减少晶体管数量 97
4.7.4 降低频率 97
5 CPU实例 99
5.1 8086/8088 99
5.1.1 8086/8088的内部结构 99
5.1.2 8086/8088的寄存器结构 100
5.1.3 存储器寻址机制 103
5.1.4 8086/8088总线周期 104
5.1.5 8086/8088 CPU的特性 105
5.2 Pentium 105
5.2.1 Pentium的体系结构 105
5.2.2 Pentium的新技术特点 109
5.3 Pentium 4 109
5.3.1 Pentium 4的体系结构 110
5.3.2 Pentium 4的技术特点 111
5.4 Core 2 112
5.4.1 Core 2的体系结构 112
5.4.2 Core 2的技术特点 114