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第1章 概论1

1.1 计算机的分类1

1.1.1 按信息处理特性分类1

1.1.2 按计算机使用范围分类3

1.1.3 按计算机的规模和处理能力分类3

1.2 计算机的系统组成4

1.2.1 计算机硬件系统6

1.2.2 计算机软件系统7

1.3 计算机系统层次结构8

1.4 计算机主要技术指标10

1.5 计算机的发展11

小结13

习题14

第2章 计算机硬件基础15

2.1 组合逻辑电路15

2.1.1 逻辑门15

2.1.2 逻辑代数的基本公式15

2.1.3 逻辑函数的化简17

2.2.1 加法器19

2.2 组合逻辑电路实例19

2.2.2 算数逻辑运算单ALU22

2.2.3 译码器25

2.2.4 多路选择器26

2.3 时序逻辑电路27

2.3.1 触发器27

2.3.2 寄存器28

2.3.3 移位寄存器29

2.3.4 计数器30

小结34

习题35

第3章 信息编码与数据表示36

3.1 数值数据的表示36

3.1.1 进位计数制36

3.1.2 数据格式40

3.1.3 定点机器数表示方法41

3.1.4 浮点机器数表示方法47

3.2 非数值数据的表示50

3.2.1 字符编码51

3.2.2 汉字编码52

3.3.1 奇偶校验码54

3.3 校验码54

3.3.2 海明码55

3.3.3 循环冗余校验码（CRC）58

小结60

习题61

第4章 运算方法与运算器63

4.1 定点数的加减运算及实现63

4.1.1 补码加减运算及运算器63

4.1.2 机器数的移位运算67

4.1.3 移码加减运算与判溢68

4.1.4 十进制加法运算69

4.2 定点数的乘法运算及实现70

4.2.1 原码乘法及实现71

4.2.2 补码乘法及实现77

4.2.3 阵列乘法器83

4.3 定点数除法运算及实现85

4.3.1 原码除法及实现86

4.3.2 补码除法及实现90

4.3.3 阵列除法器94

4.4.1 定点运算器的组成95

4.4 定点运算器的组成与结构95

4.4.2 定点运算器的内部总线结构与通路96

4.5 浮点运算及运算器99

4.5.1 浮点加减运算99

4.5.2 浮点乘除运算102

4.5.3 浮点运算器106

小结107

习题107

5.1.1 存储器分类109

5.1 存储体系概述109

第5章 存储体系109

5.1.2 主存储器性能指标110

5.1.3 存储器的层次结构112

5.2 主存储器112

5.2.1 随机读写存储器114

5.2.2 只读存储器124

5.2.3 高性能的主存储器126

5.3 主存储器与CPU的连接129

5.3.1 存储器芯片介绍129

5.3.2 存储容量的扩展130

5.3.3 主存储器与CPU的连接方法132

5.4 高速存储器138

5.4.1 双端口存储器139

5.4.2 多体交叉存储器141

5.4.3 相联存储器143

5.5 高速缓冲存储器Cache145

5.5.1 Cache的基本原理145

5.5.2 主存与Cache的地址映射方式147

5.5.3 替换算法150

5.5.4 写策略151

5.5.5 Cache的多层次设计152

5.5.6 Pentium Ⅱ的Cache154

5.6 虚拟存储器156

5.7 外存储器159

5.7.1 磁盘存储器159

5.7.2 光盘存储器161

5.7.3 闪存盘162

5.8 存储保护165

小结166

习题167

第6章 指令系统169

6.1 指令格式169

6.2 寻址方式172

6.2.1 指令寻址172

6.2.2 数据寻址173

6.3 指令类型177

6.4 指令系统的设计技术179

6.4.2 操作码扩展技术180

6.4.1 指令系统的要求180

6.5 指令系统举例181

6.5.1 Pentium指令系统181

6.5.2 一种8位字长的指令系统设计183

6.6 指令系统的发展188

6.6.1 指令系统的发展演变188

6.6.2 RISC的特点189

小结190

习题190

7.1 控制器的组成及指令的执行192

7.1.1 控制器的组成192

第7章 控制器192

7.1.2 指令的执行过程194

7.1.3 指令周期199

7.2 控制方式和时序的产生200

7.2.1 控制方式200

7.2.2 时序脉冲发生器和启停控制201

7.3 微程序控制器202

7.3.1 微程序控制的基本概念203

7.3.2 微程序控制的基本原理203

7.3.3 微程序控制器的组成208

7.3.4 微程序设计技术209

7.4 微程序控制器及其微程序设计举例220

7.4.1 微程序控制器组成实例221

7.4.2 模型机微程序设计226

7.5 硬布线控制器231

7.5.1 时序系统232

7.5.2 硬布线控制器的结构234

7.5.3 硬布线控制器的设计方法235

7.5.4 硬布线控制器与微程序控制器的比较237

7.6 流水线基本工作原理237

7.7.1 Pentium Ⅱ CPU的技术性能239

7.7 Pentium Ⅱ CPU239

7.7.2 Pentium Ⅱ的内部结构及工作原理240

小结242

习题243

第8章 输入输出系统246

8.1 概述246

8.1.1 输入输出系统的构成246

8.1.2 外设与CPU的连接247

8.1.3 I/O指令格式248

8.2.1 I/O接口的功能249

8.2 输入输出接口249

8.2.2 I/O接口的组成250

8.3 主机与外设交换信息的方式251

8.3.1 程序查询方式251

8.3.2 程序中断方式252

8.3.3 直接存储器访问（DMA）方式253

8.3.4 通道方式254

8.3.5 输入输出处理机（IOP）方式254

小结254

习题255