目录

第1章概述1

1.1计算机的概念1

1.2计算机的发展历程2

1.3计算机的组成与结构3

1.3.1计算机硬件系统4

1.3.2计算机软件系统6

1.4实验设计7

1.4.1PC系统的组成7

1.4.2AEDK虚拟机的组成9

1.4.3实验软件环境准备11

1.5本章小结12

习题112

第2章数据的表示13

2.1计算机常用的基本逻辑部件13

2.1.1基本逻辑电路13

2.1.28086系统的寄存器组18

2.2数值数据的编码表示19

2.2.1数制及数制转换19

2.2.2机器数编码表示24

2.2.3机器数表示形式的转换31

2.2.4十进制数的二进制编码表示33

2.3非数值数据的编码表示34

2.3.1逻辑数据34

2.3.2西文字符34

2.3.3汉字字符35

2.3.4多媒体信息362.4数据校验码37

2.4.1奇偶校验码37

2.4.2汉明校验码38

2.4.3循环冗余校验码40

2.5实验设计43

2.5.1PC的寄存器组43

2.5.2AEDK虚拟机的寄存器组45

2.6本章小结51

习题251

第3章运算器与运算方法53

3.1运算器53

3.1.1半加器和全加器53

3.1.2加法器55

3.1.3算术逻辑单元58

3.1.48086的算术逻辑单元61

3.2定点加减法运算62

3.2.1补码定点加减法62

3.2.2补码加减法运算器63

3.3定点乘法运算64

3.3.1原码乘法65

3.3.2补码乘法67

3.3.3阵列乘法器70

3.4定点除法运算71

3.4.1原码除法运算72

3.4.2补码除法运算75

3.4.3阵列除法器75

3.5浮点运算763.5.1浮点加减法运算77

3.5.2浮点乘除法运算78

3.6十进制数的加减法运算78

3.7实验设计81

3.7.1PC的运算器82

3.7.2AEDK虚拟机的运算器83

3.8本章小结86

习题386

第4章存储系统89

4.1存储系统概述89

4.1.1存储器的主要性能指标89

4.1.2存储器分类90

4.1.3存储系统的层次结构91

4.2半导体读写存储器91

4.2.1半导体基本存储单元92

4.2.2半导体RAM芯片93

4.2.3存储器扩展技术96

4.2.48086系统的存储器组织101

4.3半导体只读存储器103

4.3.1掩膜只读存储器103

4.3.2可编程只读存储器103

4.3.3可擦除可编程的只读存储器104

4.3.4电擦除电改写只读存储器105

4.3.5闪存存储器105

4.4高速缓冲存储器105

4.4.1工作原理106

4.4.2映像方式1074.4.3替换算法112

4.5虚拟存储器113

4.5.1虚拟存储器的概念113

4.5.2虚拟存储器的管理方式113

4.6辅助存储器116

4.6.1磁表面存储器116

4.6.2光盘存储器117

4.6.3固态硬盘118

4.7实验设计119

4.7.1PC的存储器119

4.7.2AEDK虚拟机的存储器122

4.8本章小结124

习题4125

第5章指令系统127

5.1指令系统概述127

5.1.1指令的格式127

5.1.2寻址方式128

5.1.3指令类型131

5.28086指令系统131

5.2.1处理器控制类指令132

5.2.2数据传送类指令133

5.2.3算术运算类指令138

5.2.4逻辑运算类指令145

5.2.5移位操作类指令147

5.2.6串操作类指令150

5.2.7控制转移类指令152

5.2.8中断指令和系统功能调用1575.3指令编码159

5.4指令格式设计162

5.5指令的执行164

5.5.1指令部件164

5.5.2指令的执行方式164

5.68086汇编语言程序设计165

5.6.1结构类伪指令166

5.6.2数据定义伪指令167

5.6.3运算符和操作符170

5.6.4汇编语言程序设计示例172

5.7实验设计180

5.7.1PC的指令系统180

5.7.2AEDK虚拟机的指令系统187

5.8本章小结193

习题5194

第6章中央处理器199

6.1中央处理器的结构与功能199

6.1.1中央处理器的功能200

6.1.2中央处理器的基本结构200

6.1.3中央处理器的控制流程202

6.1.4中央处理器的时序控制方式203

6.2指令执行控制序列204

6.3控制器的设计207

6.3.1组合逻辑控制器208

6.3.2PLA控制210

6.3.3微程序控制器211

6.48086微处理器2266.4.18086的内部结构226

6.4.28086的外部引脚226

6.5实验设计231

6.5.1PC的微处理器231

6.5.2AEDK虚拟机的控制器231

6.6本章小结236

习题6236

第7章输入输出系统239

7.1总线与接口标准239

7.1.1总线的性能参数和分类239

7.1.2常见的总线标准240

7.1.38086系统总线构成242

7.2输入输出接口244

7.2.1接口的组成结构245

7.2.2I/O端口地址译码246

7.2.3输入输出控制方式251

7.2.4并行接口253

7.2.5定时/计数技术265

7.2.6中断技术276

7.3输入输出设备295

7.3.1常用输入设备295

7.3.2常用输出设备296

7.4实验设计298

7.4.1PC的接口及输入输出设备298

7.4.2EL实验机的接口及输入输出设备300

7.5本章小结314

习题7314

参考文献317