计算机组成原理(本科教材)

第1章 计算机系统概述 1.1 计算机的发展 1.1.1 **台电子计算机 1.1.2 计算机的发展历程 1.1.3 中国计算机的发展历程 1.1.4 计算机的分类 1.1.5 计算机的发展趋势 1.2 计算机系统的硬件 1.2.1 冯·诺依曼计算机结构 1.2.2 计算机硬件组成 1.3 计算机系统的软件 1.3.1 计算机的系统软件 1.3.2 计算机的应用软件 1.4 计算机系统的多层次结构 1.4.1 从计算机系统组成角度划分层次结构 1.4.2 从语言功能角度划分层次结构 1.4.3 硬件和软件的逻辑等价性 1.5 计算机的主要性能指标 本章小结 习题1 第2章 计算机中的数据表示 2.1 数值型数据的表示 2.1.1 真值和机器数 2.1.2 定点和浮点格式 2.1.3 十进制数串的表示 2.2 非数值型数据的表示 2.2.1 字符和字符串 2.2.2 汉字的表示 2.2.3 Unicode编码 2.3 其他信息的数字化 2.4 校验码 2.4.1 奇偶校验码 2.4.2 海明校验码 2.4.3 循环冗余校验码 本章小结 习题2 第3章 运算方法和运算器 3.1 定点加减运算 3.1.1 补码加法运算 3.1.2 补码减法运算 3.1.3 溢出概念及检测方法 3.1.4 基本二进制加法/减法器 3.1.5 十进制数的加法运算 3.2 定点乘法运算 3.2.1 移位和舍入操作 3.2.2 原码一位乘法 3.2.3 补码一位乘法运算 3.2.4 阵列乘法器 3.3 定点除法运算 3.3.1 手工运算 3.3.2 恢复余数除法 3.3.3 不恢复余数除法 3.3.4 阵列除法器 3.4 浮点运算 3.4.1 浮点加减运算 3.4.2 浮点乘除运算 3.5 逻辑运算 3.6 运算器的基本组成与实例 3.6.1 运算器的基本结构 3.6.2 多功能算术逻辑运算单元实例 3.6.3 浮点运算器示例 本章小结 习题3 第4章 多层次的存储系统 4.1 存储系统概述 4.1.1 存储器分类 4.1.2 存储系统层次结构 4.1.3 主存的数据组织 4.1.4 主存储器的主要技术指标 4.2 半导体存储器 4.2.1 SRAM存储器 4.2.2 DRAM存储器 4.2.3 只读存储器和闪速存储器 4.2.4 存储器容量扩充 4.2.5 半导体存储器的封装 4.3 并行存储技术 4.4 高速缓冲存储器 4.4.1 高速缓存工作原理 4.4.2 主存与Cache的地址映射 4.4.3 替换算法 4.4.4 Cache写策略 4.4.5 微型计算机中Cache技术的实现 4.5 虚拟存储器 4.5.1 虚拟存储器的基本概念 4.5.2 页式虚拟存储器 4.5.3 段式虚拟存储器 4.5.4 段页式虚拟存储器 4.5.5 快表与慢表 本章小结 习题4 第5章 指令系统 5.1 概述 5.1.1 指令系统的发展 5.1.2 指令系统的性能要求 5.1.3 低级语言与硬件结构的关系 5.2 机器指令的设计 5.2.1 指令操作 5.2.2 机器指令的基本格式 5.2.3 指令字长 5.2.4 地址码结构 5.2.5 操作码设计 5.3 寻址方式 5.3.1 指令的寻址方式 5.3.2 数据的寻址方式 5.3.3 堆栈及堆栈寻址 5.3.4 相联存储方式 5.4 典型指令 5.4.1 数据传送类指令 5.4.2 运算类指令 5.4.3 程序控制类指令 5.4.4 特权指令 5.4.5 其他指令 5.5 RISC 5.5.1 RISC的产生 5.5.2 RISC指令系统的特点 5.5.3 RISC指令系统实例 本章小结 习题5 第6章 中央处理器 6.1 CPU的功能和组成 6.1.1 CPU的功能 6.1.2 CPU的基本组成 6.1.3 CPU中的主要寄存器 6.2 控制器的组织 6.2.1 控制器的基本组成 6.2.2 控制器的硬件实现方式 6.3 时序系统与控制方式 6.3.1 指令执行的基本过程 6.3.2 多级时序系统 6.3.3 控制器的基本控制方式 6.4 指令周期分析 6.4.1 典型指令周期分析 6.4.2 指令流程图 6.5 硬布线控制器 6.5.1 基本原理 6.5.2 逻辑电路的设计 6.6 微程序控制器 6.6.1 基本概念 6.6.2 微程序控制器基本原理 6.6.3 微指令格式 6.6.4 微程序流的控制 6.6.5 微程序控制器的时序控制 6.6.6 微程序设计举例 6.6.7 动态微程序设计 6.7 流水线技术 6.7.1 流水线的概念 6.7.2 流水线的分类 6.7.3 流水线的时空图及性能指标 6.7.4 流水线的相关问题 6.7.5 流水CPU的结构 6.8 RISC CPU 6.8.1 RISC的优化技术 6.8.2 RISC CPU实例 6.9 典型处理器简介 6.9.1 传统CPU 6.9.2 现代CPU 本章小结 习题6 第7章 外围设备 7.1 外围设备概述 7.1.1 外围设备概念 7.1.2 外围设备分类 7.1.3 外围设备的地位与作用 7.2 辅助存储设备 7.2.1 磁介质存储设备 7.2.2 光存储设备 7.2.3 半导体存储设备 7.2.4 新型存储技术 7.3 输入设备 7.3.1 输入设备概述 7.3.2 键盘 7.3.3 鼠标 7.3.4 图像输入 7.3.5 声音输入 7.4 输出设备 7.4.1 输出设备概述 7.4.2 打印输出设备 7.4.3 显示输出设备 本章小结 习题7 第8章 总线技术 8.1 总线的基本概念 8.1.1 总线特性 8.1.2 总线性能指标 8.1.3 总线内部结构 8.1.4 总线标准 8.2 总线的分类 8.2.1 元件级总线 8.2.2 系统总线 8.2.3 外部总线 8.3 总线的连接方式 8.3.1 单总线 8.3.2 多总线 8.3.3 总线的层次结构 8.4 总线设计要素 8.4.1 总线仲裁 8.4.2 总线定时 8.4.3 总线数据传输模式 8.4.4 总线复用 8.5 典型总线 8.5.1 ISA总线 8.5.2 PCI总线 8.5.3 AGP总线 8.5.4 USB总线 本章小结 习题8 第9章 输入输出系统 9.1 输入输出系统概述 9.1.1 输入输出系统的发展 9.1.2 输入输出接口类型 9.1.3 接口的基本功能 9.2 CPU与接口之间的信息传送方式 9.2.1 程序控制方式 9.2.2 DMA方式 9.2.3 通道控制方式 9.2.4 外围处理机方式 9.3 程序查询方式及其接口 9.3.1 程序查询流程 9.3.2 程序查询方式的接口电路 9.4 程序中断方式及其接口 9.4.1 中断的基本概念 9.4.2 中断分类及作用 9.4.3 中断过程 9.4.4 中断判优 9.4.5 中断嵌套和中断屏蔽 9.4.6 程序中断接口 9.4.7 中断控制器 9.5 DMA方式及其接口 9.5.1 DMA方式的基本概念 9.5.2 DMA的传送方式 9.5.3 基本DMA控制接口 9.5.4 选择型和多路型DMA控制器 9.5.58 237DMA控制器 9.6 通道控制方式 9.6.1 通道的基本概念 9.6.2 通道的类型与结构 9.6.3 通道的工作过程 本章小结 习题9 第10章 计算机结构新技术 10.1 并行技术 10.2 多通道内存技术 10.3 超线程技术 10.4 多核技术 10.5 多处理机 10.6 计算机集群 本章小结 习题10 参考文献 附录A 数字逻辑基础知识