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第1章　计算机系统概述1

1.1　计算工具及其进步1

1.1.1　从穴石记事到算盘——手动计算工具1

1.1.2　从Pascal加法器到ENIAC——内动力计算工具4

1.1.3　从提花机到巴贝奇分析机——实现自动计算7

1.2　0、1编码11

1.2.1　字与字节11

1.2.2　数值数据的0、1编码11

1.2.3　字符数据的0、1编码19

1.2.4　图像的0、1编码22

1.2.5　声音的0、1编码24

1.2.6　指令的0、1编码与计算机程序设计语言25

1.2.7　数据传输中的差错检验27

1.3　电子数字计算机工作原理30

1.3.1　诺伊曼原理30

1.3.2　计算机存储器原理30

1.3.3　开关电路的逻辑运算与算术运算32

1.3.4　计算机控制器的工作原理37

1.3.5　一个程序的执行过程38

1.3.6 操作系统——计算机的自我管理40

1.4　现代计算机系统结构与发展43

1.4.1　现代计算机系统的模块结构43

1.4.2　现代计算机系统的层次结构43

1.4.3　计算机系统的主要性能指标44

1.4.4　计算机系统的发展46

习题50

第2章　存储系统53

2.1　主存储器53

2.1.1　主存记忆元件53

2.1.2　主存储器组成56

2.1.3　主存工作模式与内存条60

2.1.4　主存储器的主要指标62

2.1.5　并行存储器63

2.1.6　并行处理机的存储组织66

2.2　辅助存储器67

2.2.1　磁表面存储器原理67

2.2.2 磁盘阵列RAID75

2.2.3　光盘存储器76

2.2.4　闪速存储器81

2.3　存储体系82

2.3.1　存储系统的分层结构82

2.3.2　虚拟存储器84

2.3.3　cache-主存结构86

习题89

第3章　输入输出及其控制93

3.1　外部设备93

3.1.1　外部设备分类及其发展93

3.1.2　字符设备96

3.1.3　图形与图像设备99

3.1.4　语音处理设备104

3.1.5　虚拟现实技术105

3.1.6　流通领域用外部设备108

3.2　输入输出中的数据传送控制111

3.2.1　程序直接传送控制111

3.2.2　程序中断控制113

3.2.3　DMA控制122

3.2.4　通道控制127

3.3　设备接口132

3.3.1　外部设备与主机的连接133

3.3.2　并行通信和并行接口134

3.3.3 串行通信和串行接口137

3.4　I/O设备管理139

3.4.1　缓冲区技术139

3.4.2　设备驱动程序141

3.4.3　I/O设备分配143

习题145

第4章　总线系统148

4.1　总线工作原理148

4.1.1　总线的通信控制方式148

4.1.2　总线的组成与仲裁150

4.1.3　总线特性与性能指标152

4.1.4　总线分类154

4.2　几种系统总线标准157

4.2.1　ISA总线157

4.2.2　微通道结构MCA和EISA158

4.2.3　PCI总线159

4.2.4 AGP总线161

4.3　几种设备总线标准162

4.3.1 EIA-232D/RS-449串行接口标准162

4.3.2 IDE接口与SCSI接口总线163

4.3.3　USB总线166

4.3.4　IEEE 1394总线168

4.3.5　IEEE 488总线170

习题170

第5章　处理器171

5.1　处理器的外特性——指令系统171

5.1.1　机器语言与汇编语言171

5.1.2　寻址方式173

5.1.3　CPU中的可编程寄存器178

5.1.4　Intel 8086指令简介180

5.1.5　指令系统的设计内容187

5.1.6 CISC与RISC188

5.2　指令的时序设计192

5.2.1　指令时序的控制192

5.2.2　指令的微操作分析193

5.2.3　指令时序信号的形成195

5.3　控制器设计196

5.3.1　时序部件设计196

5.3.2　组合逻辑控制器197

5.3.3　微程序操作控制部件200

习题204

第6章　计算机系统结构和器件的发展210

6.1　计算机并行技术概述210

6.1.1　计算机硬件并行技术的发展210

6.1.2　计算机并行性开发的技术对策210

6.1.3　Flynn分类法211

6.2　指令级并行技术213

6.2.1　指令流水技术213

6.2.2　流水线中的多发射技术218

6.2.3　Pentium CPU220

6.2.4　RISC处理器的体系结构223

6.2.5　流水线向量处理机228

6.3　线程级并行技术232

6.3.1　对称多处理器技术SMP233

6.3.2　同时多线程技术SMT238

6.3.3　超线程技术HT241

6.4　非诺伊曼体系的计算机系统245

6.4.1　数据流计算机246

6.4.2　归约机250

6.4.3　智能计算机251

6.4.4　人工神经网络计算机255

6.5　计算机元器件技术展望261

6.5.1　关于摩尔定律寿命的讨论261

6.5.2　纳米电子器件262

6.5.3　量子计算机263

6.5.4　光学计算机265

6.5.5　超导技术266

6.5.6　生物计算机267

习题269

附录A 国内外常用二进制逻辑元件图形符号对照表270

参考文献272