計算機組成原理（第3版）

第1章 計算機系統(tǒng)概論 （1）
1.1 計算機系統(tǒng)簡介 （1）
1.1.1 計算機硬件和軟件的概念 （1）
1.1.2 計算機的基本組成 （2）
1.1.3 計算機程序、指令和語言 （4）
1.1.4 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) （6）
1.2 計算機的分類及其應(yīng)用 （8）
1.2.1 計算機的分類 （8）
1.2.2 計算機的應(yīng)用 （11）
1.3 計算機的特點和主要性能指標(biāo) （13）
1.3.1 計算機的特點 （13）
1.3.2 計算機硬件的主要技術(shù)指標(biāo) （14）
1.4 電子計算機的發(fā)展 （16）
1.4.1 電子計算機的發(fā)展歷史 （16）
1.4.2 微型計算機的發(fā)展 （18）
1.4.3 計算機的發(fā)展展望 （20）
習(xí)題1 （21）
第2章 信息編碼及其在計算機中的表示 （24）
2.1 信息的數(shù)字化編碼和信息的數(shù)據(jù)類型 （24）
2.1.1 信息的數(shù)字化編碼 （24）
2.1.2 信息的數(shù)據(jù)類型 （24）
2.2 進位計數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換 （25）
2.2.1 常用的進位計數(shù)制 （25）
2.2.2 常用進位計數(shù)制間的相互轉(zhuǎn)換 （26）
2.3 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示 （30）
2.3.1 字符數(shù)據(jù)的表示 （30）
2.3.2 漢字編碼 （31）
2.4 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示和運算 （34）
2.4.1 機器數(shù) （34）
2.4.2 定點數(shù)的原碼、反碼、補碼和移碼 （38）
2.4.3 定點數(shù)和浮點數(shù) （42）
2.4.4 十進制數(shù)的編碼 （45）
2.5 數(shù)據(jù)校驗碼 （49）
2.5.1 碼制的距離 （49）
2.5.2 奇偶校驗碼 （49）
2.5.3 漢明校驗碼 （50）
2.5.4 循環(huán)冗余校驗碼 （52）
習(xí)題2 （54）
第3章 組成計算機硬件的基本器件 （57）
3.1 邏輯代數(shù)與邏輯電路 （57）
3.1.1 邏輯代數(shù) （57）
3.1.2 邏輯電路 （62）
3.2 組合邏輯電路 （63）
3.2.1 加法器 （64）
3.2.2 算術(shù)邏輯單元 （65）
3.2.3 譯碼器 （65）
3.2.4 數(shù)據(jù)選擇器 （66）
3.3 時序邏輯電路 （66）
3.3.1 觸發(fā)器 （66）
3.3.2 寄存器 （68）
3.3.3 計數(shù)器 （70）
3.4 總線緩沖器和總線控制器 （71）
3.4.1 總線緩沖器 （71）
3.4.2 總線控制器 （72）
3.5 時鐘發(fā)生器 （73）
3.5.1 時鐘發(fā)生器芯片8284介紹 （73）
3.5.2 8284與CPU的連接 （74）
習(xí)題3 （74）
第4章 機器數(shù)的運算方法及運算器 （77）
4.1 機器數(shù)的加減運算及其實現(xiàn) （77）
4.1.1 原碼加法 （77）
4.1.2 補碼加法 （78）
4.1.3 減法運算 （81）
4.1.4 補碼加減運算線路的實現(xiàn) （82）
4.2 定點乘法及其實現(xiàn) （83）
4.2.1 原碼一位乘法及其實現(xiàn) （83）
4.2.2 定點補碼一位乘法及其實現(xiàn) （85）
4.2.3 原碼兩位乘法 （88）
4.2.4 補碼兩位乘法 （89）
4.3 定點除法及其實現(xiàn) （91）
4.3.1 定點原碼除法 （91）
4.3.2 定點補碼除法 （94）
4.4 浮點數(shù)的算術(shù)運算 （96）
4.4.1 浮點數(shù)的補碼加法運算 （96）
4.4.2 浮點數(shù)的乘法運算 （96）
4.4.3 浮點數(shù)的除法運算 （97）
4.5 運算器的組成和結(jié)構(gòu) （97）
4.5.1 算術(shù)邏輯單元ALU （97）
4.5.2 通用寄存器組 （99）
4.5.3 狀態(tài)寄存器 （100）
4.5.4 數(shù)據(jù)通路 （100）
4.5.5 運算器的基本結(jié)構(gòu) （103）
4.5.6 運算器組成實例 （105）
4.6 浮點運算器 （107）
4.6.1 浮點運算器的硬件配置 （107）
4.6.2 80387的主要性能 （107）
4.6.3 80387的內(nèi)部結(jié)構(gòu) （108）
4.6.4 80387的硬件特性 （110）
4.6.5 協(xié)處理器的工作方式 （111）
習(xí)題4 （111）
第5章 指令系統(tǒng) （114）
5.1 機器指令的格式 （114）
5.1.1 指令的含義 （114）
5.1.2 指令格式 （114）
5.1.3 指令格式舉例 （116）
5.1.4 指令操作碼的編碼格式 （117）
5.1.5 指令字長度與機器字長的關(guān)系 （118）
5.1.6 指令助記符 （119）
5.2 尋址方式 （119）
5.2.1 尋址方式和有效地址的概念 （119）
5.2.2 基本尋址方式 （120）
5.2.3 尋址方式舉例 （123）
5.3 指令的種類 （126）
5.3.1 數(shù)據(jù)傳送類指令 （126）
5.3.2 算術(shù)邏輯運算類指令 （127）
5.3.3 字符串處理指令 （128）
5.3.4 輸入/輸出（I/O）指令 （129）
5.3.5 特權(quán)指令和陷阱指令 （129）
5.3.6 轉(zhuǎn)移指令 （130）
5.3.7 子程序調(diào)用指令 （131）
5.3.8 處理器控制指令 （132）
5.4 指令的執(zhí)行方式 （132）
5.4.1 指令的順序執(zhí)行方式 （132）
5.4.2 重疊執(zhí)行方式 （132）
5.4.3 流水線方式 （133）
5.4.4 指令的執(zhí)行過程 （134）
5.5 精簡指令計算機（RISC）的指令系統(tǒng) （138）
5.5.1 RISC的由來與發(fā)展 （138）
5.5.2 RISC的特點 （138）
5.5.3 RISC指令系統(tǒng)舉例 （139）
習(xí)題5 （141）
第6章 存儲器系統(tǒng) （145）
6.1 存儲器與存儲系統(tǒng)概述 （145）
6.1.1 存儲器的作用 （145）
6.1.2 存儲器分類 （146）
6.1.3 存儲器的層次結(jié)構(gòu) （148）
6.2 主存儲器 （149）
6.2.1 主存儲器的性能技術(shù)指標(biāo) （149）
6.2.2 隨機存取存儲器 （151）
6.2.3 只讀存儲器 （163）
6.3 并行主存儲器 （167）
6.4 高速緩沖存儲器 （170）
6.4.1 程序訪問的局部性 （170）
6.4.2 高速緩沖存儲器的工作原理 （170）
6.4.3 高速緩沖器的組織與管理 （172）
6.5 虛擬存儲器 （175）
6.5.1 虛擬存儲器概述 （176）
6.5.2 頁式虛擬存儲器 （177）
6.5.3 段式虛擬存儲器 （180）
6.5.4 段頁式虛擬存儲器 （181）
6.6 輔助存儲器 （182）
6.6.1 硬磁盤存儲器 （183）
6.6.2 磁帶存儲器 （185）
6.6.3 光盤存儲器 （186）
6.6.4 閃爍存儲器和移動存儲設(shè)備 （189）
習(xí)題6 （191）
第7章 中央處理器 （196）
7.1 中央處理器的功能及組成 （196）
7.1.1 CPU的功能 （196）
7.1.2 CPU的組成 （196）
7.1.3 CPU中的主要寄存器 （198）
7.2 指令周期 （199）
7.2.1 指令周期的基本概念 （199）
7.2.2 非訪內(nèi)指令的指令周期 （201）
7.2.3 直接訪內(nèi)指令的指令周期 （203）
7.2.4 間接訪內(nèi)指令的指令周期 （205）
7.2.5 程序控制指令的指令周期 （207）
7.3 組合邏輯控制器 （207）
7.4 微程序控制器 （208）
7.4.1 微程序控制器的基本概念 （208）
7.4.2 微程序控制器的組成原理 （209）
7.4.3 微指令結(jié)構(gòu) （210）
7.4.4 微指令的執(zhí)行方式 （216）
7.4.5 微程序控制例題 （217）
7.5 流水線處理器 （221）
7.5.1 流水線原理 （221）
7.5.2 流水線分類 （223）
7.5.3 流水線中的相關(guān)問題 （224）
7.6 RISC CPU （227）
7.6.1 RISC機的優(yōu)點 （227）
7.6.2 RISC CPU （227）
7.7 CPU的發(fā)展 （229）
7.7.1 CPU采用的新技術(shù) （229）
7.7.2 CPU的新發(fā)展 （231）
習(xí)題7 （235）
第8章 系統(tǒng)總線 （238）
8.1 總線概述 （238）
8.1.1 總線的基本概念 （238）
8.1.2 總線原理 （239）
8.1.3 總線結(jié)構(gòu)類型 （239）
8.1.4 總線的分類 （241）
8.2 總線的組成 （243）
8.2.1 總線驅(qū)動和三態(tài)門 （243）
8.2.2 總線控制 （244）
8.2.3 總線通信 （246）
8.2.4 出錯處理 （248）
8.3 微機總線 （248）
8.3.1 ISA總線 （248）
8.3.2 EISA總線 （249）
8.3.3 MCA總線 （249）
8.3.4 局部總線PCI （249）
8.3.5 AGP總線 （250）
8.3.6 通用串行總線USB （250）
習(xí)題8 （252）
第9章 外圍設(shè)備與多媒體技術(shù) （255）
9.1 外圍設(shè)備概述 （255）
9.1.1 什么是外圍設(shè)備 （255）
9.1.2 外圍設(shè)備的分類和功能 （255）
9.1.3 外圍設(shè)備與主機系統(tǒng)的聯(lián)系 （258）
9.1.4 外圍設(shè)備的發(fā)展方向 （259）
9.2 輸入設(shè)備 （260）
9.2.1 鍵盤 （260）
9.2.2 鼠標(biāo)器 （263）
9.2.3 掃描儀 （265）
9.2.4 數(shù)碼相機 （268）
9.3 顯示設(shè)備 （270）
9.3.1 顯示設(shè)備的分類 （270）
9.3.2 顯示技術(shù)中的有關(guān)術(shù)語 （271）
9.3.3 顯示器的工作原理 （272）
9.3.4 顯示器的主要性能指標(biāo) （274）
9.3.5 顯示控制卡 （276）
9.3.6 LCD顯示器和CRT顯示器的比較及顯示技術(shù)未來發(fā)展趨勢 （278）
9.4 打印機和繪圖儀 （279）
9.4.1 打印機的分類 （279）
9.4.2 點陣針式打印機 （280）
9.4.3 激光打印機 （283）
9.4.4 噴墨打印機 （284）
9.4.5 打印機的主要性能指標(biāo) （285）
9.4.6 繪圖儀 （286）
9.5 多媒體技術(shù) （288）
9.5.1 多媒體概述 （288）
9.5.2 多媒體技術(shù)的特點 （290）
9.5.3 多媒體信息處理的關(guān)鍵技術(shù) （291）
9.5.4 多媒體技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域 （296）
習(xí)題9 （297）
第10章 輸入輸出系統(tǒng) （301）
10.1 I/O系統(tǒng)概述 （301）
10.1.1 I/O系統(tǒng)的功能與組成 （301）
10.1.2 輸入/輸出設(shè)備的尋址方式 （302）
10.1.3 輸入輸出數(shù)據(jù)傳送控制方式 （303）
10.2 程序查詢輸入/輸出方式 （304）
10.2.1 程序查詢方式的接口 （304）
10.2.2 程序查詢輸入/輸出方式 （305）
10.3 程序中斷輸入輸出方式 （306）
10.3.1 中斷的基本概念 （306）
10.3.2 中斷方式的接口 （307）
10.3.3 中斷的響應(yīng)和處理 （308）
10.3.4 多級中斷 （309）
10.4 DMA方式 （310）
10.4.1 DMA方式的基本概念 （310）
10.4.2 DMA傳送方式 （311）
10.4.3 基本的DMA控制器 （312）
10.4.4 DMA工作過程 （313）
10.5 通道方式 （314）
10.5.1 通道的作用和功能 （314）
10.5.2 通道的種類 （315）
10.5.3 通道的工作過程 （316）
習(xí)題10 （317）
第11章 計算機組成實驗指南 （320）
11.1 THJZ-1型計算機組成原理實驗系統(tǒng)概述 （320）
11.1.1 引言 （320）
11.1.2 系統(tǒng)組成與特點 （320）
11.1.3 系統(tǒng)通用電路簡介 （321）
11.1.4 系統(tǒng)控制信號定義及說明 （324）
11.1.5 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo) （325）
11.1.6 系統(tǒng)使用與初始化 （326）
11.2 實驗內(nèi)容 （327）
11.2.1 實驗一 運算器組成實驗 （327）
11.2.2 實驗二 存儲器實驗 （329）
11.2.3 實驗三 數(shù)據(jù)通路實驗 （331）
11.2.4 實驗四 微程序控制實驗 （333）
11.2.5 實驗五 計算機組成與指令周期實驗 （336）
11.3 集成電路說明及其他 （341）
11.3.1 集成電路說明 （341）
11.3.2 微指令代碼表 （343）
11.3.3 8位數(shù)據(jù)通路原理圖 （343）
習(xí)題答案 （346）
習(xí)題1 （346）
習(xí)題2 （347）
習(xí)題3 （347）
習(xí)題4 （348）
習(xí)題5 （349）
習(xí)題6 （350）
習(xí)題7 （351）
習(xí)題8 （351）
習(xí)題9 （352）
習(xí)題10 （353）
參考文獻 （354）