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第1篇 基础知识2

第1章 绪论2

1.1 计算机的基本概念2

1.1.1 存储程序工作方式3

1.1.2 信息的数字化表示3

1.2 计算机系统的硬、软件组成5

1.2.1 计算机硬件系统5

1.2.2 计算机软件系统9

1.3 层次结构模型11

1.3.1 从计算机系统组成角度划分层次结构12

1.3.2 从语言功能角度划分层次结构14

1.3.3 软、硬件在逻辑上的等价15

1.4 计算机的工作过程16

1.4.1 处理问题的步骤16

1.4.2 指令执行过程17

1.5 数字计算机的特点与性能指标18

1.5.1 数字计算机的特点18

1.5.2 计算机的性能指标19

1.6 计算机的发展与应用20

1.6.1 计算机的发展历程20

1.6.2 提高计算机性能的若干技术23

1.6.3 计算机应用举例25

习题127

第2章 计算机中的信息表示28

2.1 数值型数据的表示28

2.1.1 带符号数的表示28

2.1.2 定点数与浮点数33

2.2 字符的表示38

2.2.1 ASCII码39

2.2.2 Unicode编码40

2.2.3 汉字编码简介41

2.3 指令信息的表示42

2.3.1 指令格式42

2.3.2 常用寻址方式46

2.3.3 指令类型51

2.3.4 Pentium Ⅱ指令格式54

2.3.5 SPARC指令格式56

习题257

第2篇 计算机系统分层结构60

第3章 微体系结构层——CPU组织60

3.1 CPU的组成和功能60

3.1.1 CPU的组成60

3.1.2 指令执行过程64

3.1.3 时序控制方式65

3.1.4 指令流水线67

3.2 算术逻辑部件ALU和运算方法70

3.2.1 算术逻辑部件ALU70

3.2.2 定点数运算方法74

3.2.3 浮点数运算方法82

3.2.4 十进制数加减运算84

3.3 CPU模型机的组成及其数据通路85

3.3.1 基本组成85

3.3.2 数据传送88

3.4 组合逻辑控制器原理89

3.4.1 模型机的指令系统89

3.4.2 模型机的时序系统93

3.4.3 指令流程95

3.4.4 微命令的综合与产生101

3.4.5 小结102

3.5 微程序控制器原理102

3.5.1 微程序控制概念102

3.5.2 微指令编码方式104

3.5.3 微程序的顺序控制106

3.5.4 微指令格式107

3.5.5 典型微指令举例——模型机微指令格式108

3.6 精简指令集计算机（RISC）109

3.6.1 RISC与CISC的概念109

3.6.2 UltraSPARC CPU的微体系结构111

习题3115

第4章 指令系统层117

4.1 80x86 CPU117

4.1.1 8086/8088 CPU117

4.1.2 80386/80486 CPU120

4.1.3 Pentium系列CPU122

4.2 80x86CPU的寄存器和主存储器126

4.2.1 80x86 CPU的寄存器126

4.2.2 80x86的主存储器130

4.3 80x86 CPU指令系统140

4.3.1 80x86寻址方式141

4.3.2 80x86 CPU指令系统148

习题4177

第5章 汇编语言层181

5.1 概述181

5.2 汇编语言语句格式183

5.3 80x86宏汇编语言数据、表达式和运算符184

5.3.1 常数184

5.3.2 变量185

5.3.3 标号188

5.3.4 表达式与运算符190

5.4 80x86宏汇编语言伪指令193

5.4.1 符号定义语句193

5.4.2 处理器选择伪指令194

5.4.3 段结构伪指令（SEGMENT/ENDS）195

5.4.4 段组伪指令（GROUP）199

5.4.5 内存模式和简化段定义伪指令200

5.4.6 定位和对准伪指令202

5.4.7 过程定义伪指令（PROC/ENDP）202

5.4.8 包含伪指令（INCLUDE）203

5.4.9 标题伪指令（TITLE）203

5.5 宏指令203

5.6 汇编语言程序设计基本技术210

5.6.1 程序设计步骤210

5.6.2 顺序程序设计211

5.6.3 分支程序设计214

5.6.4 循环程序设计222

5.6.5 子程序设计229

5.6.6 系统功能子程序的调用239

5.6.7 汇编语言程序的开发240

习题5247

第3篇 存储系统与输入／输出系统253

第6章 存储系统253

6.1 概述253

6.1.1 存储器的分类253

6.1.2 主存的主要技术指标255

6.2 存储原理256

6.2.1 半导体存储器的存储原理256

6.2.2 磁表面存储器的存储原理259

6.2.3 光存储器的存储原理262

6.3 主存储器的组织263

6.3.1 主存储器的逻辑设计263

6.3.2 主存储器与CPU的连接267

6.3.3 Pentium CPU与存储器组织270

6.3.4 高级DRAM273

6.4 高速缓冲存储器CACHE276

6.4.1 Cache的工作原理276

6.4.2 Cache的组织277

6.4.3 PentiumⅡCPU的Cache组织282

6.5 外部存储器283

6.5.1 硬磁盘存储器284

6.5.2 光盘存储器291

6.6 物理存储系统的组织293

6.6.1 存储系统的层次结构293

6.6.2 磁盘冗余阵列295

6.6.3 并行存储技术297

6.7 虚拟存储系统的组织298

6.7.1 概述298

6.7.2 虚拟存储器的组织方式299

6.7.3 Pentium CPU支持的虚拟存储器302

6.7.4 存储管理部件（MMU）304

习题6306

第7章 输入／输出系统307

7.1 概述307

7.1.1 主机与外围设备间的连接方式307

7.1.2 I/O接口的功能和分类308

7.1.3 接口的编址和I/O指令311

7.2 直接程序控制方式313

7.2.1 立即程序传送方式313

7.2.2 程序查询方式314

7.3 程序中断方式316

7.3.1 中断的基本概念316

7.3.2 中断的过程321

7.3.3 中断接口模型324

7.3.4 中断接口举例329

7.4 DMA方式334

7.4.1 DMA方式的一般概念335

7.4.2 DMA过程336

7.4.3 DMA接口组成337

7.4.4 DMA控制器编程及应用341

7.5 通道与IOP347

7.5.1 通道347

7.5.2 IOP与外围处理机348

7.6 总线350

7.6.1 总线的功能与分类350

7.6.2 总线标准及信号组成352

7.6.3 总线操作时序355

7.6.4 典型总线举例358

7.7 典型外设接口359

7.7.1 ATA接口359

7.7.2 SCSI接口360

7.8 I/O设备与I/O程序设计361

7.8.1 概述361

7.8.2 键盘363

7.8.3 鼠标器368

7.8.4 打印机369

7.8.5 液晶显示器371

习题7372

附录A ASCII码字符表373

参考文献374