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目 录1

第一章引论1

§1-1计算机的发展及应用1

一、计算机的发展简史1

二、我国计算机发展的概况2

三、计算机应用简介3

§1-2计算机的基本原理与组成5

一、计算机工作的基本原理5

二、计算机的基本部件6

三、计算机的总线结构7

§1-3 计算机工作的基本流程8

一、指令与程序8

二、模型计算机的结构9

三、计算机工作的基本流程10

一、计算机的特点11

§1-4计算机的特性和类型11

二、计算机的性能指标12

三、计算机的类型12

§1-5计算机系统的层次结构14

一、硬件与软件14

二、计算机软件的基本内容15

三、计算机系统的层次结构16

习题17

第二章计算机的数据信息表示法18

§2-1数的进位系统18

一、常用的进位制18

二、各种进位制的相互转换19

§2-2数的编码表示21

一、原码表示法21

二、补码表示法21

三、反码表示法24

四、移码表示法25

§2-3数的定点与浮点表示26

一、定点表示法26

二、浮点表示法26

§2-4补码运算的基础28

一、补码的加法和减法28

二、溢出判断与变形补码30

三、补码的移位规则32

§2-5二一十进制编码及运算32

一、8421BCD码的加法运算33

二、8421BCD码的减法运算34

§2-6非数值数据的表示35

一、逻辑数据的表示35

二、字符的编码表示35

三、汉字的编码表示36

一、数据的传送方式37

§2-7数据的传送和校验码37

二、奇偶校验码38

三、汉明校验码39

四、循环冗余校验码42

习题45

第三章运算方法和运算器46

§3-1定点加减法运算46

一、原码的加减运算46

二、补码的加减运算47

三、加／减法典型线路48

§3-2定点乘法器49

一、原码一位乘法49

二、补码一位乘法50

三、原码二位乘法52

四、补码二位乘法54

五、一个通用移位乘法器举例54

一、原码比较法和恢复余数法56

§3-3 定点除法56

二、原码不恢复余数法57

三、补码不恢复余数法58

§3-4规格化浮点运算60

一、规格化浮点加减法60

二、浮点乘除法运算63

§3-5基本的运算方法和运算器63

一、基本的算术逻辑运算部件——63

全加器63

二、并行加法器的进位链65

三、先行进位加法器及设计68

四、函数发生器72

五、多功能算术运算逻辑部件74

六、运算器设计举例——SN74181ALU芯片及应用79

七、十进制加法器81

一、三种基本结构的运算器82

§3-6运算器的基本结构和实例82

二、运算器组成实例83

习题85

第四章指令系统和程序设计87

§4-1 指令格式87

一、指令的操作码87

二、指令的操作数87

三、指令的地址码89

四、指令格式实例91

§4-2寻址方式92

一、隐含寻址92

二、立即寻址93

三、直接寻址93

四、寄存器直接寻址93

五、间接寻址93

八、相对寻址94

七、变址寻址94

六、寄存器间接寻址94

九、基址寻址95

十、复合寻址95

十一、页面寻址95

十二、堆栈寻址96

十三、位寻址96

十四、块寻址96

十五、段寻址96

一、数据传送类指令97

十六、相关寻址97

§4-3指令功能97

二、算术运算类指令98

三、逻辑运算类指令98

四、移位类指令99

五、程序控制类指令99

一、Inte18080硬件结构100

§4-4指令系统举例100

七、其他类指令100

六、输入输出类指令100

二、Intel8080指令系统102

§4-5汇编语言程序设计简介106

一、机器语言与汇编语言106

二、程序设计的步骤107

三、程序设计的基本方法108

习题111

第五章控制器原理及设计112

§5-1概述112

一、控制器的功能112

二、控制器的组成113

三、控制器的分类114

四、中央处理器的组成114

五、CPU控制流程117

一、控制方式118

§5-2控制方式与时序系统118

二、时序系统119

三、时序部件121

§5-3指令的重迭与流水控制124

一、重迭控制方式124

二、流水控制方式126

§5-4中断系统129

一、中断概述129

二、中断过程及系统功能实现132

三、中断控制器8259142

§5-5控制器的设计146

一、控制器设计步骤147

二、指令的操作流程148

三、微操作序列及时序151

四、控制逻辑部件的设计152

五、PLA控制器的设计154

§5-6组合逻辑控制器设计举例155

一、总体结构156

二、模型机指令系统156

三、模型机时序157

四、指令操作流程及微操作时间表157

五、操作控制逻辑的设计157

习题161

第六章微程序控制162

§6-1 微程序控制器的基本原理162

一、微程序控制中的若干基本概念162

二、微程序控制器的基本组成163

三、微程序控制器的工作过程164

§6-2微指令结构165

一、垂直微指令和水平微指令165

二、微指令的编码方法168

三、微程序的顺序控制171

一、微指令结构格式的设计175

§6-3微程序设计175

二、时序176

三、微指令的执行方式177

四、微中断及强制转移180

五、毫微程序设计181

六、微程序控制逻辑设计步骤182

§6-4微程序设计举例183

一、设计方案183

二、微程序时序183

三、微指令结构格式183

四、微程序代真187

§6-5 微程序设计技术的应用187

一、固件与固件工程187

二、微程序仿真188

四、面向高级语言的微程序解释189

习题189

三、用户微程序设计189

第七章 存储系统190

§7-1 概述190

一、存储器的基本概念190

二、存储器的主要技术指标191

三、存储器的发展与分类192

§7-2半导体随机存储器194

一、静态MOS存储器195

二、动态MOS存储器204

三、双极型存储器215

§7-3半导体只读存储器219

一、固定掩模型只读存储器219

二、可编程序的只读存储器220

三、可擦抹可编程的只读存储器222

§7-4磁表面存储器227

一、磁表面存储器原理227

二、数字磁记录方式231

三、磁盘存储器237

§7-5 存储器的系统结构247

一、主存储器多体交叉存取方式247

二、虚拟存储器248

三、高速缓冲存储器250

习题253

第八章 总线和接口255

§8-1总线255

一、总线的功能和类型255

二、总线传输的应答方式261

三、几种典型的总线264

§8-2并行接口281

一、Intel 8255A281

二、Z-80 PIO286

三、Z-80 CTC290

§8-3 串行通讯和串行接口294

一、通讯方式和标准294

二、Intel 8251 A296

三、Z-80 SIO300

习题305

第九章输入输出系统306

§9-1概述306

一、I/O设备的功能和分类306

二、I/O设备的定时方式307

三、I/O设备与主机的连接方式308

§9-2 主机与I/O设备的信息交换方式310

一、程序查询传送方式310

二、程序中断传送方式310

三、直接存储器访问方式311

四、通道控制方式323

一、键盘输入设备326

§9-3 I/O设备简介326

二、打印机327

三、显示终端331

四、数／模转换器335

五、模／数转换器338

六、绘图机342

习题347

第十章典型处理器系统介绍348

§10-1 Z-80微处理器348

一、概述348

二、Z-80的CPU结构348

三、Z-80 CPU的时序350

四、Z-80的中断方式354

五、Z-80的指令系统357

六、KL-8701高级文字处理机358

一、概述361

§10-2 8086/8088微处理器361

二、8086的基本结构362

三、8086的时序与中断364

四、8086的存储器组织与管理370

五、8086/8088的指令系统372

六、IBM PC系统概要381

§10-3 80386微处理器383

一、概述383

二、80386的基本结构384

三、80386的存储管理与保护389

四、80386的总线接口396

五、80386的指令系统398

六、IBM PS/2系统概要401

习题404

附录一 Z-80指令系统表405

附录二常用的几种逻辑符号对照表415

主要参考文献416