1 概论 1
1.1 计算机的发展与应用 1
1.1.1 计算机的发展 1
1.1.2 计算机的应用 8
1.2 计算机系统的组成 15
1.2.1 计算机的硬件系统 15
1.2.2 计算机的软件系统 18
1.2.3 计算机系统的层次结构 20
1.3.1 计算机的工作特点 21
1.3 计算机的特点、性能指标及分类 21
1.3.2 计算机的性能指标 22
1.3.3 计算机的分类 23
思考题与习题 25
2 运算方法与运算器 26
2.1 数据信息的表示方法 26
2.1.1 数值数据的表示 26
2.1.2 非数值数据的表示 35
2.2 定点数加、减法运算 38
2.2.1 补码加、减法与溢出概念 38
2.2.2 基本的二进制加、减法器 40
2.3.1 逻辑移位 43
2.3 移位运算 43
2.3.2 算术移位 44
2.3.3 循环移位 44
2.4 定点数乘法运算 45
2.4.1 原码一位乘法 45
2.4.2 定点补码一位乘法 48
2.5 定点除法运算 52
2.5.1 原码一位除法 52
2.5.2 补码一位除法 57
2.6.1 多功能算术逻辑运算单元（ALU） 59
2.6 定点运算器的组成与结构 59
2.6.2 定点运算器 61
2.7 浮点运算方法和浮点运算器 63
2.7.1 浮点算术运算 63
2.7.2 浮点运算器的结构原理 66
思考题与习题 68
3 存储器及存储系统 69
3.1 存储器概述 69
3.1.1 存储器的分类 71
3.1.2 存储器的分级结构 74
3.2 主存储器 76
3.2.1 主存储器技术指标 76
3.2.2 主存储器基本组成 78
3.2.3 主存储器基本操作 79
3.3 半导体存储器芯片 80
3.3.1 静态MOS存储器 80
3.3.2 动态MOS存储器 85
3.3.3 半导体只读存储器 90
3.4 主存储器组织 98
3.4.1 存储器与CPU的连接 98
3.4.2 高速缓冲存储器 102
3.4.3 多体交叉存储器 108
3.4.4 虚拟存储器 111
3.5.1 存储保护 118
3.5 存储保护和校验技术 118
3.5.2 存储校验技术 119
思考题与习题 124
4 指令系统 128
4.1 计算机硬件设计与完成方法 128
4.1.1 计算机硬件的总体设计 129
4.1.2 指令系统的模拟与仿真 131
4.2 指令格式 131
4.2.1 操作码 132
4.2.2 地址码 132
4.2.3 指令字长度 133
4.2.4 指令助记符 134
4.3 霍夫曼编码法 135
4.3.1 霍夫曼编码 135
4.3.2 操作码的设计 136
4.4 指令系统设计原则 137
4.5 指令和数据的寻址方式 138
4.5.1 指令的寻址方式 138
4.5.2 操作数寻址方式 138
4.5.3 寻址方式举例 141
4.6.1 指令系统分类 143
4.6 典型指令系统 143
4.6.2 CISC与RISC 145
4.6.3 指令格式实例 147
思考题与习题 153
5 中央处理器 154
5.1 CPU的功能和组成 154
5.1.1 CPU的功能 154
5.1.2 CPU的组成 155
5.2 指令周期 157
5.2.1 指令的基本概念 157
5.2.2 时序产生器 169
5.2.3 CPU的控制方式 174
5.3.1 微命令和微操作 176
5.3 微程序控制器 176
5.3.2 微指令和微程序 177
5.3.3 微程序控制器基本组成 178
5.3.4 CPU周期和微指令周期的关系 179
5.3.5 机器指令和微指令的关系 179
5.4 微程序设计技术 180
5.4.1 微命令编码 180
5.4.2 微地址的形成 182
5.4.3 微指令格式 184
5.5.1 硬布线控制器 186
5.5 硬布线控制器与门阵列控制器 186
5.4.4 动态微程序设计 186
5.5.2 门阵列控制器 190
5.6 CPU的新技术 195
5.6.1 流水线工作原理 195
5.6.2 RISC的硬件结构 197
5.6.3 Intel PentiumⅡ1 CPU 206
思考题与习题 212
6 系统总线 215
6.1 系统总线结构 215
6.1.1 总线的结构与连接方式 215
6.2.1 总线的控制 219
6.2 总线的控制与通信 219
6.1.2 总线接口 219
6.2.2 总线的通信 221
6.3 常用总线举例 224
6.3.1 总线结构类型 224
6.3.2 标准接口类型 226
思考题与习题 229
7 输入输出系统 230
7.1 信息传送的控制方式 230
7.1.1 I/O接口的基本概念 230
7.1.2 数据传送的控制方式 231
7.2.1 程序查询输入输出方式 232
7.2 程序查询方式 232
7.2.2 程序查询方式的接口 233
7.3 中断方式 234
7.3.1 中断的基本概念 234
7.3.2 CPU响应中断的条件 235
7.3.3 中断处理 236
7.3.4 单级中断与多级中断 238
7.3.5 程序中断方式的基本接口 240
7.4 DMA方式 241
7.4.1 DMA方式的基本概念和传送方式 241
7.4.2 DMA控制器的基本组成 243
7.4.3 选择型和多路型DMA控制器 246
7.5 通道控制方式 248
7.5.1 通道的基本概念 248
7.5.2 通道的类型 249
7.5.3 通道内部逻辑结构及工作过程 251
思考题与习题 253
8 外围设备 255
8.1 外围设备概述 255
8.1.1 外围设备的一般功能及分类 255
8.1.2 外围设备的特点 256
8.2 输入设备 257
8.1.3 外围设备的地位和作用 257
8.2.1 键盘 258
8.2.2 鼠标 260
8.2.3 扫描仪 262
8.2.4 数码相机 265
8.2.5 其他输入设备 269
8.3 打印输出设备 270
8.3.1 针式打印机 271
8.3.2 喷墨打印机 273
8.3.3 激光打印机 276
8.3.4 彩色热感应式打印机 278
8.4.1 CRT显示器 279
8.4 显示设备 279
8.4.2 液晶显示器 285
8.4.3 其他显示技术 287
8.5 磁表面存储器 288
8.5.1 磁记录原理与记录方式 288
8.5.2 硬磁盘存储器 299
8.5.3 软盘存储器 310
8.6 光盘存储器 313
8.6.1 光盘存储器的类型 313
8.6.2 光盘存储器的技术指标 314
8.6.3 光盘的记录介质 315
8.6.4 只读型光盘存储器的工作原理 316
8.6.3 一次写入型光盘 318
8.6.4 磁光盘存储器 319
8.6.5 光盘和磁盘的比较 320
8.7 通信与网络设备 320
8.7.1 调制解调器（Modem） 320
8.7.2 网络接口卡 321
8.7.3 中继器、集线器、交换机 322
8.7.4 网桥、路由器 325
思考题与习题 326
附录 英文缩写 328
参考文献 332