计算机组成原理实用教程(第4版)

第1章计算机系统概论1
1.1计算机的发展状况2
1.1.1计算机的定义2
1.1.2计算机的发展2
1.1.3微处理器的发展4
1.2计算机系统的组成5
1.2.1计算机硬件系统6
1.2.2PC的基本结构8
1.2.3计算机软件系统10
1.3计算机的应用11
1.4计算机系统的层次结构13
1.5计算机的主要性能指标14
习题115
第2章计算机中信息的表示方法18
2.1概述19
2.2数值数据的机内表示方法20
2.2.1数值数据在机内的表示20
2.2.2进位计数制及相互转换20
2.2.3数的符号表示24
2.2.4数的小数点表示27
2.2.5十进制数据的表示30
2.3非数值数据的表示31
2.3.1逻辑数据31
2.3.2字符编码31
2.3.3汉字编码32
2.3.4图像（图形）的数字表示35◆计算机组成原理实用教程（第4版）目录2.3.5语音的计算机表示35
2.3.6校验码36
习题237
第3章运算方法和运算器41
3.1定点数的加减法运算42
3.1.1补码加减法所依据的关系42
3.1.2补码加减法运算规则42
3.1.3溢出的概念及检测方法43
3.2二进制加法器45
3.2.1半加器45
3.2.2全加器46
3.2.3加法器47
3.2.4十进制加法器50
3.3定点数的乘除法运算51
3.3.1移位操作51
3.3.2原码一位乘法52
3.3.3阵列乘法器55
3.3.4定点除法运算55
3.4逻辑运算60
3.4.1逻辑与60
3.4.2逻辑或60
3.4.3逻辑异或60
3.4.4逻辑非60
3.5定点运算器的组成61
3.5.1定点运算器的基本结构61
3.5.2集成多功能算术/逻辑运算器62
3.6浮点数运算63
3.6.1浮点数的加减法63
3.6.2浮点数的乘除法运算65
习题366
第4章存储器系统69
4.1存储器概述70
4.1.1基本概念70
4.1.2存储器分类70
4.1.3存储器的性能指标72
4.2半导体存储器73
4.2.1半导体存储器概述73
4.2.2RAM存储原理76
4.2.3半导体 RAM芯片77
4.2.4半导体ROM的工作原理80
4.3存储器的组织83
4.4辅助存储器86
4.4.1磁表面存储器87
4.4.2硬磁盘存储器91
4.4.3光盘存储器94
4.4.4固态硬盘96
4.5存储体系的概述97
4.6cache工作原理简介99
4.6.1cache的引入99
4.6.2cache工作原理100
4.6.3主存—cache地址变换的地址映射101
4.6.4替换算法106
4.6.5主存—cache内容的一致性问题108
4.6.6cache结构举例108
4.7虚拟存储器的概念109
4.8存储器的校验方法110
习题4111
第5章指令系统116
5.1概述117
5.2机器指令118
5.2.1机器指令格式118
5.2.2操作数类型和存储方式122
5.2.3指令类型123
5.2.4指令助记符124
5.3寻址方式124
5.3.1指令的寻址方式124
5.3.2操作数的寻址方式124
5.4RISC技术128
5.4.1复杂指令CISC计算机128
5.4.2RISC技术的产生129
5.5MMX技术130
习题5131
第6章中央处理机的组织134
6.1CPU的功能135
6.2CPU的基本组成135
6.2.1运算部件135
6.2.2寄存器设置135
6.2.3时序部件137
6.2.4控制单元141
6.3指令的执行过程142
6.3.1模型计算机的总体结构142
6.3.2模型机的指令系统144
6.3.3时序系统146
6.3.4指令执行流程147
6.3.5指令的微操作控制信号序列150
6.4组合逻辑控制器的设计156
6.5微程序控制器的设计159
6.5.1微程序控制的基本原理159
6.5.2微程序设计技术164
6.6CPU性能设计169
习题6173
第7章总线及总线互连结构177
7.1总线的基本概念178
7.1.1总线的特性178
7.1.2总线的类型179
7.1.3系统总线的组成180
7.1.4总线的数据传输方式181
7.2总线的设计要素182
7.2.1信号线类型183
7.2.2仲裁方法183
7.2.3定时方式186
7.2.4总线事务类型189
7.2.5总线带宽189
7.3总线接口单元190
7.4总线性能指标190
7.5总线标准及发展过程191
7.6总线结构199
7.6.1总线结构的物理实现199
7.6.2总线结构199
7.6.3多总线分级结构举例201
习题7205
第8章输入输出设备208
8.1外设的分类与特点209
8.1.1外设的分类209
8.1.2外设的特点209
8.2输入设备210
8.2.1键盘210
8.2.2鼠标器212
8.2.3触摸屏215
8.3输出设备216
8.3.1打印机216
8.3.2显示设备221
习题8228
第9章输入输出系统230
9.1I/O接口231
9.1.1I/O接口的功能231
9.1.2I/O接口的基本组成232
9.1.3接口的分类233
9.2I/O设备的寻址234
9.3I/O数据传输控制方式236
9.4程序直接控制的数据传输方式238
9.5程序中断控制数据传输239
9.5.1中断的基本概念239
9.5.2中断结构243
9.5.3中断响应及响应的条件246
9.5.4向量中断247
9.5.5中断服务处理248
9.6直接存储器访问方式249
9.6.1直接存储器访问249
9.6.2DMA的特点250
9.6.3DMA三种工作方式250
9.6.4DMA控制器的组成251
9.6.5DMA操作过程252
9.6.6中断方式与DMA方式的区别253
9.7通道和I/O处理器方式254
9.7.1通道控制方式255
9.7.2输入输出处理机256
9.8常用标准接口举例256
习题9261
参考文献265