计算机组成原理

第1章计算机的基本组成11.1计算机的发展21.1.1计算机发展历程21.1.2现代计算机的理论基础71.2计算机系统简介81.3硬件介绍91.3.1运算器简介91.3.2控制器简介101.3.3主存储器简介111.3.4输入/输出系统简介121.4计算机的总线121.4.1计算机各部件的连接方式121.4.2总线的分类131.4.3总线的结构141.4.4总线控制方式151.4.5总线的通信方式181.5微型计算机整机系统221.5.1主板221.5.2显示器251.5.3电源25习题25第2章计算机的工作过程272.1冯·诺依曼关于计算机的构想282.2模拟计算机系统282.2.1模拟计算机的组成292.2.2模拟计算机的指令系统292.2.3模拟计算机系统的使用方法312.3计算机解决问题的步骤322.4计算机解决问题的实例332.5计算机硬件性能指标372.5.1机器字长372.5.2运算速度372.5.3存储器容量和读/写速度392.5.4缓存容量402.5.5输入/输出传输速率41习题41第3章数据在计算机中的表示和运算433.1概述443.2数值型数据的表示453.2.1进位计数制453.2.2无符号数503.2.3有符号数503.2.4定点数和浮点数573.3数值型数据的运算613.3.1定点加法与减法运算613.3.2定点乘法运算683.3.3定点除法运算713.3.4浮点数的加减运算743.3.5浮点数的乘法和除法运算773.4字符的表示 773.4.1ASCII码783.4.2Unicode码793.4.3汉字编码833.5其他常用数据信息编码853.5.1声音编码853.5.2图像编码863.6数据校验873.6.1奇偶校验873.6.2海明校验893.6.3循环冗余校验92习题99第4章存储器与存储系统1014.1存储器概述1014.1.1存储器的分类1024.1.2存储器的性能指标1044.2主存储器1054.2.1主存储器的基本结构1064.2.2半导体随机存储器1064.2.3半导体只读存储器1144.3存储系统的层次结构1184.3.1速度、容量、价格的金字塔结构1184.3.2主存Cache层次结构1194.3.3主存外存层次结构1194.4主存储器与CPU的连接1204.4.1主存储器与CPU的连接方法1204.4.2存储容量的扩展1214.5高速缓冲存储器1254.5.1Cache的工作原理1254.5.2Cache主存的地址映射方式1304.5.3Cache的改进1334.6并行存储器1344.6.1双端口存储器1344.6.2多体交叉并行存储器1354.7虚拟存储器与辅助存储器1374.7.1虚拟存储器1374.7.2辅助存储器139习题142第5章输入/输出系统1445.1输入/输出系统概述1455.1.1输入/输出系统的功能与组成1455.1.2输入/输出系统与主机的联系1465.1.3输入/输出设备举例1505.2输入/输出接口1535.2.1输入/输出接口的功能1535.2.2输入/输出接口的组成1555.2.3输入/输出接口的类型1555.3程序查询方式1565.3.1程序查询方式的工作原理1565.3.2程序查询方式的接口电路1575.3.3程序查询工作方式举例1585.4程序中断方式1595.4.1中断的工作原理1595.4.2程序中断方式的工作过程1605.4.3程序中断方式的接口电路1655.5DMA方式1675.5.1DMA的工作原理1675.5.2DMA的接口电路1695.5.3DMA方式与程序中断方式性能比较171习题172第6章指令系统1736.1指令系统概述1736.1.1指令与指令系统1746.1.2指令系统的描述语言——机器语言与汇编语言1746.1.3汇编语言的基本语法1756.2指令的格式1766.2.1地址码字段的格式1766.2.2操作码字段的格式1786.3指令的寻址方式1806.3.1指令寻址方式1806.3.2操作数寻址方式1806.4指令的类型与功能1866.4.1数据传送类指令1876.4.2算术/逻辑运算指令1876.4.3程序控制类指令1886.4.4输入/输出类指令1886.4.5其他指令1886.5典型指令格式实例1886.6RISC计算机系统1916.6.1RISC的产生和发展1916.6.2RISC的特点1926.6.3RISC和CISC的比较193习题193第7章控制单元功能分析与设计1967.1中央处理器1977.1.1中央处理器简介1977.1.2中央处理器的基本组成1997.2控制器的构成2027.2.1控制器简介2027.2.2控制器的基本组成2037.3指令周期2057.3.1指令周期的基本概念2057.3.2指令周期的数据流2077.4中断系统2097.4.1中断系统简介2097.4.2中断处理过程2117.5控制单元功能分析2157.5.1控制单元的外特性2157.5.2多级时序系统2167.5.3控制方式2177.5.4控制单元功能分析举例2197.6控制单元设计思路2217.6.1组合逻辑控制单元设计思路2227.6.2微程序控制单元设计思路2237.6.3微程序控制单元的组成2247.6.4微程序、微指令格式设计225习题229第8章基于RISCV的计算机系统2318.1RISCV概述2328.1.1RISCV的概念2328.1.2设计RISCV的意义2328.1.3RISCV的发展历史2338.1.4RISCV基金会和RISCV国际2348.2RISCV基础指令集概述2348.2.1硬件平台术语2358.2.2RISCV软件执行环境和Hart资源2358.2.3RISCV指令集的范围2368.2.4内存2388.2.5基本指令长度编码2398.2.6扩展指令长度编码2398.2.7异常、陷阱和中断2408.2.8未在指令集中明确的部分2418.3非特权指令之RSIC整数指令集2418.3.1RV32I基础整数指令集2418.3.2整数基础指令集编程模型2418.3.3整数指令集格式2428.3.4立即数编码扩展2438.3.5整数运算类指令2448.3.6控制转移指令2478.3.7加载和存储指令2508.3.8内存排序指令2528.3.9调用和断点指令2538.3.10提示指令2548.4特权体系简介2558.4.1RISCV特权软件栈2558.4.2特权级别2568.4.3调试模式2578.5基于RISCV和微架构的处理器核的设计2578.5.1开源RISCV核2578.5.2开源RISCV核lbex的使用2648.5.3图形化仿真工具Logisim2678.5.4基于Logisim的图形化RISCV的核心实现2728.6微架构简介277习题278参考文献278?