包邮计算机组成原理(第2版)

第1章 计算机系统概论 1

1.1 计算机的分类 1
1.2 计算机的发展 3
1.3 计算机的组成 5
1.3.1 冯• 诺依曼计算机的特点 6
1.3.2 计算机的硬件系统 6
1.3.3 计算机的软件系统 9
1.3.4 非冯• 诺依曼计算机 10
1.4 计算机系统的层次结构 11
1.4.1 多级组成的计算机系统 11
1.4.2 软件与硬件的逻辑等价性 11
1.5 计算机的性能指标 12
本章小结 14
习题 14

第2章 运算方法和运算器 16

2.1 无符号数和有符号数 16
2.1.1 无符号数 16
2.1.2 有符号数 16
2.2 数的定点表示和浮点表示 19
2.2.1 定点数的表示方法 19
2.2.2 浮点数的表示方法 20
2.2.3 定点数和浮点数的比较 23
2.3 十进制数串和非数值数据的表示 24
2.3.1 十进制数串的表示方法 24
2.3.2 字符与字符串的表示方法 25
2.3.3 汉字的表示方法 25
2.4 数据信息的校验 26
2.4.1 奇偶校验码 26
2.4.2 海明校验码 27
2.4.3 循环冗余校验码 31
2.5 定点运算 34
2.5.1 定点加减运算 34
2.5.2 定点乘法运算 38
2.5.3 定点除法运算 44
2.6 浮点数运算 47
2.6.1 浮点加、减法运算 47
2.6.2 浮点乘、除法运算 51
2.7 运算器 52
2.7.1 基本的二进制加减法器 52
2.7.2 多功能算术逻辑运算单元 53
本章小结 59
习题 60

第3章 内部存储器 62

3.1 存储器概述 62
3.1.1 存储器的分类 62
3.1.2 存储器的分级 64
3.1.3 存储单元的地址分配 64
3.1.4 主存储器的技术指标 65
3.2 随机存取存储器 66
3.2.1 静态 RAM 66
3.2.2 动态 RAM 69
3.3 只读存储器 73
3.4 存储器与 CPU 的连接 79
3.5 并行存储器 86
3.5.1 双端口存储器 86
3.5.2 多模块交叉存储器 89
3.6 高速缓冲存储器 Cache 92
3.6.1 Cache基本原理 92
3.6.2 主存与 Cache的地址映射 94
3.6.3 替换策略 99
3.6.4 Cache的写操作策略 100
3.6.5 奔腾4的 Cache组织 101
本章小结 102
习题 102

第4章 指令系统 104

4.1 指令系统的发展与性能要求 104
4.1.1 指令系统的发展 104
4.1.2 指令系统的性能要求 105
4.1.3 低级语言与硬件结构的关系 105
4.2 指令格式 106
4.2.1 操作码 106
4.2.2 地址码 107
4.2.3 指令字长度 111
4.2.4 指令助记符 111
4.2.5 操作数类型 111
4.2.6 指令格式举例 112
4.3 指令和数据的寻址方式 115
4.3.1 指令的寻址方式 115
4.3.2 操作数的寻址方式 116
4.4 典型指令 129
4.4.1 指令的分类 129
4.4.2 复杂指令系统 131
4.4.3 精简指令系统 132
4.4.4 RISC 和 CISC 的比较 133
本章小结 134
习题 135

第5章 中央处理机 137

5.1 CPU 的功能和组成 137
5.1.1 CPU 的功能 137
5.1.2 CPU 的基本组成 137
5.1.3 CPU 中的主要寄存器 139
5.1.4 寄存器结构举例 140
5.2 指令周期 142
5.2.1 指令周期的基本概念 142
5.2.2 MOV 指令的指令周期 143
5.2.3 LAD 指令的指令周期 145
5.2.4 ADD 指令的指令周期 146
5.2.5 STO 指令的指令周期 147
5.2.6 JMP指令的指令周期 148
5.2.7 用方框图语言表示指令周期 149
5.3 时序产生器和控制方式 152
5.3.1 时序信号的作用和体制 152
5.3.2 时序信号产生器 153
5.3.3 控制方式 155
5.4 微程序控制器 156
5.4.1 微程序控制原理 156
5.4.2 微程序设计技术 162
5.5 硬布线控制器 167
5.6 指令流水 170
5.6.1 指令流水原理 171
5.6.2 影响流水线性能的因素 173
5.6.3 流水线性能 177
5.6.4 流水线中的多发技术 179
5.6.5 流水线结构 180
5.6.6 奔腾 CPU 181
5.7 RISCCPU 186
5.7.1 RISC 的特点 186
5.7.2 RISCCPU 实例 187
本章小结 191
习题 191

第6章 总线系统 194

6.1 总线概述 194
6.1.1 总线的基本概念 194
6.1.2 总线的标准化 194
6.1.3 总线的特性 195
6.1.4 总线的分类 195
6.1.5 总线的性能指标 198
6.2 总线结构 200
6.2.1 单总线结构 200
6.2.2 双总线结构 201
6.2.3 三总线结构 202
6.2.4 总线结构对总线性能的影响 202
6.3 总线的传输与接口 203
6.3.1 总线传输过程 203
6.3.2 信息传送方式 204
6.3.3 总线接口的基本概念 205
6.4 总线的仲裁 207
6.4.1 集中式仲裁 207
6.4.2 分布式仲裁 209
6.5 总线的定时和数据传送模式 210
6.5.1 总线的定时 210
6.5.2 总线数据传送模式 212
6.6 常用总线 213
6.6.1 常用片内总线 213
6.6.2 常用系统总线 213
6.6.3 常用I/O 总线 219
6.6.4 常用外部总线 222
本章小结 225
习题 226

第7章 外围设备 228

7.1 外围设备概述 228
7.1.1 外围设备的一般功能 228
7.1.2 外围设备的分类 229
7.2 硬磁盘存储器 230
7.2.1 磁记录原理 230
7.2.2 磁盘的组成和分类 234
7.2.3 磁盘驱动器和控制器 236
7.2.4 磁盘上信息的分布 237
7.2.5 磁盘存储器的技术指标 238
7.2.6 磁盘存储设备的技术发展 240
7.2.7 磁盘阵列 RAID 240
7.3 软磁盘存储器 241
7.3.1 概述 241
7.3.2 软磁盘盘片 242
7.3.3 软磁盘的记录格式 243
7.3.4 软磁盘驱动器和控制器 244
7.4 磁带存储设备 245
7.4.1 概述 245
7.4.2 数据流磁带机 246
7.4.3 磁带的记录格式 247
7.5 光盘和磁光盘存储设备 247
7.5.1 光盘存储设备 247
7.5.2 磁光盘存储设备 249
7.6 显示设备 251
7.6.1 显示设备的分类与有关概念 251
7.6.2 字符/图形显示器 252
7.6.3 图像显示设备 253
7.6.4 VESA 显示标准 254
7.7 输入设备和打印设备 257
7.7.1 输入设备 257
7.7.2 打印设备 260
本章小结 261

习题 262
第8章 输入输出系统 264
8.1 外围设备的速度分级与信息交换方式 264
8.1.1 外围设备的速度分级 264
8.1.2 信息交换方式 266
8.2 程序查询方式 267
8.3 程序中断方式 271
8.3.1 中断的基本概念 271
8.3.2 程序中断方式的基本I/O 接口 273
8.3.3 单级中断 274
8.3.4 多级中断 276
8.3.5 中断控制器 278
8.4 DMA 方式 279
8.4.1 DMA 的基本概念 279
8.4.2 DMA 传送方式 280
8.4.3 基本的 DMA 控制器 282
8.4.4 选择型和多路型 DMA 控制器 284
8.5 通道方式 287
8.5.1 通道的功能 287
8.5.2 通道的类型 289
8.5.3 通道结构的发展 290
本章小结 290
习题 291

参考文献 293