第1章 计算机概述 1
1.1 计算机简介 1
1.1.1 计算机定义和特性 1
1.1.2 计算机的分类 1
1.1.3 计算机的应用 2
1.2 计算机发展简史 2
1.3 计算机的组成与结构 3
1.3.1 计算机系统的基本组成 3
1.3.2 计算机系统的层次结构 6
1.4 实验设计 8
1.4.1 计算机硬件的组成 8
1.4.2 自控／计控原理实验机的硬件组成 8
1.4.3 EL实验机的硬件组成 9
习题1 11
第2章 运算基础 12
2.1 逻辑电路基本 12
2.2 数值数据的编码表示 15
2.2.1 数制和数制转换 15
2.2.2 数据的编码和表示 19
2.2.3 机器数表示形式的变换 25
2.2.4 十进制数的二进制编码表示 27
2.3 非数值数据的编码表示 28
2.3.1 逻辑数据 28
2.3.2 西文字符 28
2.3.3 汉字字符 29
2.3.4 多媒体信息 30
2.4 检错码和纠错码 31
2.4.1 奇偶校验码 31
2.4.2 海明校验码 32
2.4.3 CRC校验码 34
2.5 实验设计 36
2.5.1 PC中的寄存器组 36
2.5.2 AEDK实验机的寄存器组 38
2.5.3 EL实验机的寄存器组 43
习题2 46
第3章 机器数的运算方法和运算器 47
3.1 加法器 47
3.1.1 半加器与全加器 47
3.1.2 串行进位与并行进位 48
3.1.3 算术逻辑运算部件 51
3.2 机器数的加减法运算 55
3.2.1 原码加减法 55
3.2.2 补码加减法 55
3.2.3 溢出及检测 56
3.2.4 补码加减法运算器 57
3.3 定点乘法运算 58
3.3.1 原码一位乘法运算 58
3.3.2 原码两位乘法运算 60
3.3.3 补码一位乘法运算 62
3.3.4 补码两位乘法运算 63
3.3.5 阵列乘法器 64
3.4 定点除法运算 65
3.4.1 定点原码除法运算 65
3.4.2 定点补码除法运算 68
3.4.3 阵列除法器 69
3.5 浮点数的算术运算 69
3.5.1 浮点数加减法运算 70
3.5.2 浮点数乘、除法运算 71
3.6 十进制数加法、减法 71
3.7 实验设计 74
3.7.1 PC中的运算器 74
3.7.2 AEDK实验机的运算器 75
3.7.3 EL实验机的运算器 78
习题3 80
第4章 指令系统 82
4.1 指令格式和寻址方法 82
4.1.1 指令格式 82
4.1.2 寻址方式 82
4.1.3 指令的种类 84
4.2 指令编码 85
4.3 格式设计举例 87
4.4 指令的执行 88
4.4.1 指令部件 89
4.4.2 指令的执行方式 89
4.5 CISC和RISC 90
4.6 实验设计 91
4.6.1 PC的指令系统 91
4.6.2 AEDK实验机的指令系统 91
4.6.3 EL实验机的指令系统 95
习题4 98
第5章 中央处理器 100
5.1 中央处理器的结构与功能 100
5.1.1 中央处理器的功能 100
5.1.2 中央处理器的基本结构 100
5.1.3 中央处理器的控制流程 102
5.1.4 中央处理器的时序控制方式 103
5.2 指令执行过程 103
5.3 控制器的设计 106
5.3.1 组合逻辑控制器 107
5.3.2 PLA控制 109
5.3.3 微程序控制器 109
5.4 实验设计 121
5.4.1 PC中程序的执行 122
5.4.2 AEDK实验机的控制器 122
5.4.3 EL实验机的控制器 126
习题5 133
第6章 存储器 134
6.1 存储器概述 134
6.1.1 存储器的基本概念 134
6.1.2 存储器的性能指标 134
6.1.3 存储器的分类 135
6.2 半导体读写存储器 136
6.2.1 半导体基本存储单元 136
6.2.2 半导体RAM芯片 138
6.2.3 用存储芯片构成主存储器 141
6.3 半导体只读存储器 145
6.3.1 掩膜只读存储器（Masked ROM） 145
6.3.2 可编程ROM（PROM） 146
6.3.3 可擦除和编程的ROM（EPROM） 147
6.3.4 电擦除电改写只读存储器（EEPROM） 147
6.4 主存储器 147
6.4.1 容量 148
6.4.2 时间 148
6.4.3 周期 148
6.4.4 主存分类 148
6.5 高速缓冲存储器 148
6.5.1 工作原理 149
6.5.2 映像方式 149
6.5.3 替换算法 154
6.6 虚拟存储器 156
6.6.1 虚拟存储器的概念 156
6.6.2 虚拟存储器的基本管理方法 156
6.6.3 磁表面存储器 158
6.6.4 光盘存储器 159
6.7 实验设计 161
6.7.1 PC中的存储器 161
6.7.2 AEDK实验机的存储器 164
6.7.3 EL实验机的存储器 166
习题6 167
第7章 系统总线 169
7.1 总线概述 169
7.1.1 总线的分类 169
7.1.2 总线的工作原理 170
7.1.3 总线的主要性能参数 171
7.2 总线的通信 171
7.3 总线接口 175
7.3.1 总线接口的概念 175
7.3.2 常用的总线接口 176
习题7 180
第8章 输入／输出系统 181
8.1 输入／输出系统概述 181
8.1.1 输入／输出系统工作原理 181
8.1.2 输入／输出方式 181
8.2 输入／输出接口 182
8.2.1 接口的功能 182
8.2.2 接口的分类 183
8.2.3 接口的组成结构 183
8.2.4 CPU与I/O接口之间的数据交换方式 184
8.3 外部设备 186
8.3.1 常用输入设备 186
8.3.2 常用输出设备 187
8.4 实验设计 189
习题8 190