目录 1
第一章 绪论 1
§1-1 电子数字计算机的产生和发展 1
一、电子数字计算机的产生 1
二、电子数字计算机的发展概况 2
三、电子数字计算机的发展动向 4
四、电子计算机分类 5
§1-2 电子数字计算机的特点及应用 6
一、电子数字计算机的特点 6
二、电子数字计算机的应用 7
§1-3 电子数字计算机的硬件框图及解题过程 8
一、电子数字计算机的硬件框图 8
二、电子数字计算机的解题过程 9
思考题与习题 13
第二章 计算机中数的表示法 14
§2-1 按位定值的计数制 14
一、两种进位计数制 14
二、二进制计数的优缺点 15
三、八进制（Octal）和十六进制（Hexadecimal）的表示法 17
§2-2 各种进位制的相互转换 18
一、各种进位制转换成十进制 18
二、将十进制数转换成其它进位制数 20
三、二进制数与八、十六进制数之间的转换 23
§2-3 数的小数点表示 24
一、定点表示法 24
二、浮点表示法 25
三、定点和浮点表示法的优缺点比较 26
一、机器数与真值 28
§2-4 数的符号表示——原码、补码、反码、移码 28
二、原码表示法 29
三、补码表示法 30
四、反码表示法 34
五、移码表示法 36
§2-5 编码 38
一、编码的意义及形式 38
二、二-十进制编码 39
三、具有检测能力的校验码 42
四、具有纠错能力的汉明码 43
五、数字、字母、字符编码 47
思考题与习题 49
二、移位规则 52
一、算术移位的意义 52
§3-1 带符号的二进制数的移位运算 52
第三章 运算方法 52
§3-2 定点加减法运算 54
一、原码加减法运算 54
二、补码加减法运算 57
三、反码加减法运算 60
§3-3 定点乘法运算 63
一、原码一位乘 63
二、原码两位乘 67
三、补码一位乘 69
四、补码两位乘 75
§3-4 定点除法运算 77
一、原码除法 77
二、补码除法 81
§3-5 浮点四则运算 84
一、浮点加减法运算 84
二、浮点乘法运算 88
三、浮点除法运算 90
思考题与习题 91
第四章 逻辑部件 94
§4-1 触发器 94
一、基本RS触发器 94
二、D触发器 95
三、T触发器 95
四、JK触发器 96
五、锁定触发器 96
§4-2 寄存器与计数器 97
一、寄存器 97
二、计数器 100
一、译码器 103
§4-3 译码器、编码器与多路开关 103
二、编码器 105
三、多路开关 106
§4-4 三态门及总线 108
一、三态门 108
二、总线 108
§4-5 节拍脉冲发生器 109
一、同步时钟脉冲发生器 109
二、节拍发生器 110
三、节拍脉冲分配器 111
§4-6 基本加法器和ALU部件 112
一、基本加法器 112
二、ALU部件 114
思考题与习题 114
二、第二级虚拟机器M2 116
一、第一级机器M1 116
§5-1 计算机系统的多级层次结构 116
第五章 计算机硬件结构简介 116
三、第三级虚拟机器M3 117
四、第四级机器M0 118
五、具有操作系统的多级层次计算机系统 118
§5-2 Von．Neumann计算机的结构特点 119
一、计算机结构与计算机组成 119
二、Von．Neumann计算机的结构特点 121
§5-3 计算机各子系统的基本组成 124
一、存储器子系统 124
二、运算器子系统 126
三、控制器子系统 128
四、I/O子系统 129
§5-4 机器语言的一般特征 130
一、指令的结构形式 131
二、指令格式的举例 143
思考题与习题 146
第六章 运算器 148
§6-1 概述 148
一、运算器的分类 148
二、运算器的主要技术指标 148
三、数据传送表达式 149
§6-2 串行定点二进制运算器 152
一、串行加减法运算器 152
二、串行乘法运算器 155
三、串行除法运算器 158
四、串行四则运算器的控制信号 161
§6-3 并行定点二进制运算器 161
一、并行加、减法运算器 162
二、并行加法器的进位链 163
三、并行乘法运算器 169
四、并行除法运算器 170
五、四则运算的并行运算器 172
§6-4 浮点并行运算器 172
一、浮点加、减法运算器 173
二、浮点乘法运算器 176
三、浮点除法运算器 177
§6-5 十进制运算器 178
一、两种编码的十进制加法器 179
二、十进制加减法运算器 183
§6-6 逻辑运算 189
一、测试操作 189
二、比较操作 190
三、求反操作 190
四、逻辑乘、逻辑加和按位加操作 191
思考题与习题 193
第七章 存储器 195
§7-1 概述 195
一、存储器分类 195
二、存储器的主要技术指标 196
§7-2 半导体存储器 197
一、概述 197
二、静态RAM 198
三、动态RAM 203
四、只读存储器ROM 210
§7-3 外存储器 214
一、磁表面存储器存储信息的基本原理 214
二、磁盘存储器 215
三、磁表面存储器的记录方式 218
一、多体模块结构 222
§7-4 多体并行交叉存储器 222
二、多体模块结构存储器的交叉编址 223
三、存控 224
§7-5 快速缓冲存储器 225
一、问题的提出 225
二、快速缓存的编址 225
三、快速缓存的结构 227
思考题与习题 230
第八章 控制器 231
§8-1 概述 231
一、控制器的基本功能 231
二、控制器的组成 232
三、控制器的控制方式 233
四、控制器中微操作命令序列的形成 234
一、中断概述 235
§8-2 中断系统 235
二、中断系统 237
§8-3 时标系统的分析 243
一、机器指令系统对时标系统的影响 243
二、机器指令系统的分析 244
三、指令周期、机器周期及节拍的安排 247
四、CPU工作周期及其标志 250
五、指令的重叠 251
六、局部控制 252
七、指令微操作的节拍安排 253
§8-4 组合逻辑控制部件的设计 256
一、微操作命令的操作时间表 256
二、微操作命令的最简表达式 257
§8-5 微程序控制部件的设计 258
一、微程序控制设计思想的产生及其特点 258
三、微操作命令的逻辑电路 258
二、微程序控制部件的一般工作原理及框图 259
三、微指令控制方式及微地址形成方式 261
四、微指令的重叠 264
五、微程序设计举例 267
§8-6 控制台 273
思考题与习题 273
第九章 输入输出系统 275
§9-1 概述 275
一、I/O子系统的发展过程 275
二、I/O子系统的组成 277
三、I/O设备与主机交换信息的方式 279
§9-2 总线连接方式的I/O接口电路 283
一、I/O总线 283
四、I/O子系统与主机的连接方式 283
二、接口部件 284
§9-3 程序查询和中断处理 286
一、程序查询法 286
二、中断服务方式 287
§9-4 DMA服务方式 294
一、DMA服务方式的特点 294
二、DMA接口的功能及其组成 295
三、DMA服务方式的工作过程 296
§9-5 常用的I/O设备 297
一、键盘输入 297
二、光电输入机 300
三、打印机 303
四、显示设备 309
思考题与习题 314
一、数据格式和指令格式 316
第十章 小型数字计算机设计 316
§10-1 概述 316
二、CPU 317
三、存储器 319
四、输入和输出 321
五、寄存器之间的信息传送控制 322
§10-2 寻址方法和指令系统 322
一、寻址方法 322
二、指令系统 323
§10-3 算术逻辑部件（ALU） 336
一、ALU电路 337
二、ALU运算所需时间 343
三、ALU的谥出判断 343
三、控制存储器的访问时间 344
二、存取周期和访存时间 344
一、时钟周期、CPU主周期和指令周期 344
§10-4 定时信号和操作方式 344
四、操作方式 345
§10-5 控制存储器 346
一、微指令格式 346
二、控制存储器结构框图 350
§10-6 微指令的时序分析 354
一、取指周期的微指令 354
二、间址周期的微指令 356
三、中断周期的微指令 357
四、执行周期的微指令 358
§10-7 I/O和DMA通道 383
§10-8 存储器 386
思考题与习题 387
参考文献 387