目录[3]〖3〗第1章计算机系统概论/1

1.1计算机及其发展与应用1

1.1.1计算机及其功能特点1

1.1.2计算机发展的历史2

1.1.3未来计算机的发展6

1.1.4计算机应用7

1.2计算机的结构原理9

1.2.1计算机的工作原理9

1.2.2冯·诺依曼计算机体系结构12

1.2.3计算机功能部件简介14

1.3计算机组成实现与性能分类16

1.3.1计算机组成与计算机实现16

1.3.2计算机组成层次与互连17

1.3.3计算机的主要性能指标18

1.3.4计算机的分类19

1.4计算机系统及其软件20

1.4.1计算机系统及其软硬件等效性21

1.4.2计算机软件的分类22

1.4.3计算机系统的层次性22

复习题24

练习题25

第2章计算机组成设计实现基础/26

2.1数据表示与非数值数据编码26

2.1.1数据表示与二进制编码26

2.1.2非数值数据编码27

2.1.3线性结构数据表示33

2.2数值数据表示34

2.2.1数值数据表示的相关概念34

2.2.2数值数据的表示格式36

2.2.3定点数的编码及其数值范围38

2.2.4定点机器数的比较与转换43

2.2.5定点机器数符号扩展46

2.2.6浮点数的编码与数值范围46

2.3数据校验的编译码与实现50

2.3.1数据校验及其基本思想51

2.3.2奇偶校验码52

2.3.3海明校验码55

2.3.4循环冗余校验码59

2.4指令格式与指令功能分类65

2.4.1指令及指令格式65

2.4.2指令格式的分类66

2.4.3指令系统及其指令功能分类69

2.4.4数据传输指令71

2.4.5运算操作指令73

2.4.6程序控制指令74

2.5寻址方式与堆栈76

2.5.1寻址方式及其分类76

2.5.2指令寻址方式77

2.5.3操作数寻址方式79

2.5.4堆栈及其寻址实现85

复习题89

练习题91

第3章系统总线及其I/O接口/95

3.1总线的基本概念95

3.1.1总线及其电路95

3.1.2总线的分类96

3.1.3总线的特性与性能指标97

3.1.4总线事务与数据传送方式98

3.2系统总线特性与连接结构100

3.2.1数据交换过程与传输线分类100

3.2.2总线通信的定时方式102

3.2.3串行传送的通信方式105

3.2.4总线仲裁及其仲裁方法106

3.2.5单处理器计算机的总线结构111

3.3系统总线I/O接口113

3.3.1I/O接口及其分类114

3.3.2I/O接口的功能与结构模型115

3.3.3串并行接口的组成结构117

3.4实用标准总线及其I/O接口118

3.4.1实用标准总线的发展历程118

3.4.2主流实用总线标准简介121

3.4.3典型实用接口标准简介124

复习题130

练习题131

第4章运算器及其设计实现/132

4.1二进制基本加法器及其进位逻辑132

4.1.1二进制基本加法器与串行加法器132

4.1.2并行加法器及其串行进位134

4.1.3先行进位及其层级分时136

4.2定点数加减运算及其逻辑实现142

4.2.1补码加减的运算方法143

4.2.2补码加减运算上溢判断方法147

4.2.3补码加减运算的逻辑实现151

4.2.4移码加减运算及其逻辑实现153

4.2.5十进制加运算及其逻辑实现155

4.3定点数乘运算及其逻辑实现158

4.3.1乘法器种类与手工运算的改进158

4.3.2有符号数的移位与舍入规则160

4.3.3原码一位乘法及其逻辑实现162

4.3.4补码一位乘法及其逻辑实现165

4.3.5两位乘运算方法168

4.3.6阵列乘法器173

4.4定点数除运算及其逻辑实现176

4.4.1除法器种类与手工运算的改进176

4.4.2原码除法及其逻辑实现178

4.4.3补码除法及其逻辑实现181

4.4.4阵列除法器186

4.5浮点数算术运算方法与逻辑运算实现188

4.5.1浮点数加减运算方法188

4.5.2浮点数乘除运算方法191

4.5.3逻辑运算及其实现195

4.6运算器组成及其组织结构196

4.6.1算术逻辑运算单元与部件196

4.6.2SN74181 ALU集成电路芯片198

4.6.3定点运算器组成及其组织结构200

4.6.4浮点运算器组成结构202

复习题204

练习题205

第5章主存储器及其组织实现/208

5.1存储器与存储系统的概述208

5.1.1存储器的访问与性能208

5.1.2存储器的分类及其结构209

5.1.3存储系统及其组织结构211

5.1.4二级结构存储系统及其比较214

5.1.5半导体存储器芯片的一般结构216

5.2MOS写常态存储器芯片219

5.2.1静态存储器芯片的结构原理220

5.2.2动态存储器芯片的结构原理223

5.2.3静态与动态存储器芯片的比较227

5.2.4静态存储器芯片的读写周期227

5.2.5动态MOS存储器的刷新231

5.3只读、混合与高性能MOS存储器芯片235

5.3.1只读MOS存储器芯片的结构原理235

5.3.2混合MOS存储器芯片的结构原理237

5.3.3双端口存储器239

5.3.4相联存储器240

5.3.5动态MOS存储器的新技术243

5.4主存储器及其容量扩展组织245

5.4.1半导体存储器芯片的特性与引脚245

5.4.2主机及其存储器的组成结构247

5.4.3主存储器模块的组织249

5.4.4主存储器实现及其与CPU的连接256

复习题266

练习题267

第6章控制器及其设计实现/270

6.1控制器功能结构与实现方法270

6.1.1中央处理器的功能与结构270

6.1.2中央处理器中的寄存器272

6.1.3中央处理器的主要性能指标275

6.1.4控制器的功能与结构276

6.1.5控制信号序列发生器的实现方法279

6.2指令处理的数据通路、微操作与微命令280

6.2.1指令处理流程及其状态转换281

6.2.2指令处理的数据通路及其微操作282

6.2.3模型机及其微命令285

6.3时序信号体系及其控制实现291

6.3.1指令周期及其时段划分291

6.3.2控制器时序控制293

6.3.3CPU内部时序信号体系295

6.3.4时序信号发生器298

6.4微程序设计技术302

6.4.1微指令及其基本格式302

6.4.2微程序及其与指令、微指令的关系305

6.4.3微命令的编码方法307

6.4.4微指令格式的类型310

6.4.5微程序运行的控制方法311

6.4.6微程序设计316

6.5硬布线控制器与微程序控制器321

6.5.1硬布线控制器321

6.5.2微程序控制器323

6.5.3微程序控制器与硬布线控制器的比较325

6.6控制信号序列发生器设计326

6.6.1模型机指令及其控制信号序列326

6.6.2组合逻辑控制信号序列发生器设计330

6.6.3存储逻辑控制信号序列发生器设计334

复习题338

练习题340

第7章输入输出系统及其操作控制/346

7.1输入输出系统概述346

7.1.1外围设备的分类与特性346

7.1.2输入输出系统及其结构功能348

7.1.3输入输出的过程与指令349

7.1.4输入输出控制的发展历程349

7.1.5输入输出系统的工作方式351

7.2中断及其实现的结构原理352

7.2.1中断与中断源352

7.2.2中断请求355

7.2.3中断响应357

7.2.4中断服务返回与中断过程结构363

7.3输入输出操作的控制方式366

7.3.1程序查询控制方式366

7.3.2程序中断控制方式369

7.3.3直接存储访问控制方式372

7.3.4通道控制方式377

7.4输入设备381

7.4.1键盘381

7.4.2扫描仪384

7.4.3数码相机386

7.4.4其他输入设备388

7.5输出设备390

7.5.1打印机390

7.5.2显示器394

7.6存储设备400

7.6.1磁表面存储器400

7.6.2硬磁盘存储器403

7.6.3冗余磁盘阵列406

7.6.4光盘存储器411

复习题414

练习题416