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出版说明1

前言1

第1章　绪论1

1.1　计算机发展简史1

1.2　计算机系统的层次结构6

1.2.1　冯·诺依曼型计算机原理6

1.2.2　非冯·诺依曼型计算机8

1.2.3　计算机的层次结构8

1.3　计算机组成原理研究的内容10

1.3.1　计算机组织与计算机结构的区别10

1.3.2　计算机组成原理课程研究的内容11

1.3.3　计算机组成原理的学习方法13

1.4　计算机的应用与发展趋势14

1.4.1　计算机的应用14

1.4.2　计算机的发展趋势15

1.4.3　计算机系统的度量指标16

1.5　小结17

1.6　习题17

第2章　数据信息表示18

2.1　信息表示概述18

2.2.2　有符号数表示21

2.2.1　无符号数表示21

2.2　数的符号表示21

2.2.3　BCD码24

2.2.4　字符数据表示26

2.3　浮点数表示29

2.3.1　浮点数的基本表示形式30

2.3.2　浮点数与定点数的比较33

2.4 IEEE 754标准34

2.5　数据校验35

2.5.1　奇偶校验码36

2.5.2　海明校验36

2.5.3　CRC校验39

2.6　小结41

2.7　习题41

第3章　运算单元设计44

3.1　逻辑运算44

3.1.1　基本逻辑运算44

3.1.2　移位运算45

3.2　定点数运算48

3.2.1　加减法运算48

3.2.2　乘法运算52

3.2.3　除法运算62

3.3　浮点数运算69

3.3.1　加减法运算70

3.3.2　乘除法运算72

3.4　算术逻辑单元75

3.4.1　并行加法器与快速进位链75

3.4.2　ALU单元80

3.5　小结81

3.6　习题82

第4章　指令系统85

4.1　计算机程序设计语言85

4.1.1　计算机程序设计语言的类型85

4.1.2　计算机程序的执行过程87

4.2.1　指令系统设计88

4.2　机器语言指令88

4.2.2　机器语言指令的一般格式89

4.2.3　操作类型92

4.2.4　数据类型95

4.2.5　寻址方式96

4.3　RISC技术103

4.3.1　RISC原理103

4.3.2　RISC特点105

4.3.3　RISC与CISC的比较105

4.4　8085指令系统106

4.4.1　8085微处理器的寄存器组106

4.4.2　8085微处理器指令集107

4.4.3　一个简单的8085程序110

4.5　小结111

4.6　习题111

第5章　CPU的结构114

5.1 CPU的组成114

5.1.1　CPU的功能114

5.1.2　CPU的组成115

5.1.3　CPU内部数据通路119

5.2　多级时序与时序系统123

5.2.1　时序控制方式124

5.2.2　指令周期与多级时序125

5.2.3　8085输出指令的时序129

5.3　小结130

5.4　习题131

第6章　CPU的设计132

6.1　CPU设计基本步骤132

6.2　组合逻辑控制器设计133

6.2.1　模型机基本设计133

6.2.2　微操作节拍安排134

6.2.3　模型机组合逻辑控制器设计136

6.3　微程序控制器设计139

6.3.1　微程序的基本原理139

6.3.2　微程序控制器的基本结构140

6.3.3　微指令格式设计141

6.3.4　模型机微程序设计145

6.3.5　Pentium微处理器151

6.4　流水线技术152

6.4.1　指令流水线原理152

6.4.2　流水线的性能155

6.4.3　流水线中的多发技术160

6.5　小结164

6.6　习题165

7.1.1　存储器的分类168

7.1　存储器系统概述168

第7章　存储器系统168

7.1.2　存储器的结构170

7.1.3　程序访问局部性原理170

7.1.4　存储器的层次结构171

7.2　主存储器173

7.2.1　主存储器的技术指标173

7.2.2　计算机内部存储部件174

7.2.3　随机读写存储器177

7.2.4　只读存储器184

7.2.5　主存储器的组织189

7.3.1　闪速存储器197

7.3　新型存储器197

7.3.2　双端口存储器199

7.3.3　多模块交叉存储器199

7.3.4　相联存储器201

7.3.5　其他新型存储器202

7.4　高速缓冲存储器203

7.4.1　高速缓冲存储器组织203

7.4.2　高速缓冲存储器调度与替换206

7.5　辅助存储器210

7.5.1　磁记录原理与记录方式210

7.5.2　硬磁盘存储器214

7.5.3　软磁盘存储器221

7.5.4　磁带存储器224

7.5.5　光存储器226

7.6　小结228

7.7　习题229

第8章　输入／输出系统231

8.1　外部设备231

8.1.1　外部设备的分类231

8.1.2　人机界面技术的发展232

8.1.3　输入设备233

8.1.4　输出设备239

8.1.5　其他外部设备251

8.1.6　多媒体技术255

8.2.1　总线的基本概念和分类258

8.2　系统总线258

8.2.2　总线的特性259

8.2.3　总线的标准化261

8.2.4　总线的连接方式264

8.2.5　总线控制268

8.2.6　总线通信控制270

8.2.7　总线上信息的传送方式273

8.3.1　接口的基本概念274

8.3.2　CPU与外部设备交换的信息274

8.3　I/O接口274

8.3.3　接口的功能275

8.3.4　I/O接口的基本结构275

8.3.5　I/O设备的编址方式276

8.3.6　输入／输出控制方式277

8.4　程序直接控制方式277

8.4.1　无条件传送方式277

8.4.2　条件传送方式278

8.5　程序中断方式280

8.5.1　中断的基本概念280

8.5.2　中断的分类281

8.5.3　中断的处理过程281

8.5.4　程序中断方式的接口电路和I/O中断的处理过程286

8.6　DMA方式287

8.6.1　DMA方式的基本概念287

8.6.2　DMA传送方式288

8.6.3　基本的DMA控制器功能及组成290

8.6.4　DMA的工作过程291

8.6.5　DMA控制器与系统的连接方式292

8.6.6　选择型和多路型DMA控制器293

8.6.7　DMA小结295

8.7　通道方式295

8.7.1　基本概念295

8.7.2　通道功能296

8.7.3　通道操作的过程297

8.7.4　通道类型297

8.7.5　通道指令与通道程序299

8.7.6　通道结构的发展301

8.8　习题302

附录304

附录A　基本逻辑门电路304

附录B　组合逻辑器件304

附录C　基本时序电路309

部分习题解答与提示311

参考文献323