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目录1

第1章 概论1

1.1 计算机的基本概念1

1.1.1 计算机与诺依曼体制1

1.1.2 信息的数字化表示2

4.3.6 主存储器的校验 215

1.1.3 存储程序工作方式6

1.2 计算机系统的组织7

1.2.1 硬件系统7

1.2.2 软件系统10

1.2.3 系统组成的层次结构13

1.2.4 硬件、软件的功能划分与逻辑上的等价16

1.3 计算机的特点与性能指标17

1.3.1 数字计算机的特点17

1.3.2 计算机的主要性能指标18

练习题20

第2章 计算机中的信息表示21

2.1 数值型数据的表示方法21

2.1.1 进位计数制21

2.1.2 带符号数的表示28

2.1.3 数的定点表示与浮点表示33

2.2 字符表示38

2.2.1 ASCⅡ码39

2.2.2 汉字编码简介39

2.3 指令信息的表示41

2.3.1 指令格式41

2.3.2 常见寻址方式47

2.3.3 指令的功能和类型63

练习题72

第3章 CPU子系统75

3.1 概述75

3.1.1 CPU的基本组成75

3.1.2 时序控制方式81

3.1.3 控制器分类84

3.1.4 CPU与外部的信息交换86

3.2.1 加法单元93

3.2 算术、逻辑运算部件93

3.2.2 并行加法器与进位逻辑结构94

3.2.3 多功能算术、逻辑运算部件97

3.2.4 运算器组织101

3.3 运算方法103

3.3.1 定点加减运算104

3.3.2 溢出判断与移位106

3.3.3 定点乘法运算109

3.3.4 定点除法运算117

3.3.5 浮点四则运算123

3.4.1 CPU设计步骤126

3.4 CPU模型126

3.4.2 模型机的指令系统127

3.4.3 模型机的组成与数据通路131

3.5 组合逻辑控制方式136

3.5.1 组合逻辑控制器时序系统136

3.5.2 指令流程与操作时间表138

3.5.3 微命令的综合与产生148

3.6 微程序控制方式149

3.6.1 微程序控制的基本原理150

3.6.2 微指令的编码方式与微地址的形成方式151

3.6.3 模型机微指令格式155

3.6.4 模型机微程序设计157

3.7 典型CPU简介164

3.7.1 Intel 8086/8088164

3.7.2 Intel 80386/80486168

3.7.3 Pentium微处理器171

3.7.4 Alpha微处理器173

3.7.5 CRAY-1175

3.7.6 Transputer176

练习题178

4.1 概述180

4.1.1 存储系统的层次结构180

第4章 存储子系统180

4.1.2 物理存储器与虚拟存储器184

4.1.3 存储器的分类184

4.1.4 存储器系统的关键特性187

4.2 半导体存储原理及存储芯片188

4.2.1 双极型存储单元与芯片188

4.2.2 静态MOS存储单元与芯片191

4.2.3 动态MOS存储单元与芯片195

4.2.4 半导体只读存储器与芯片201

4.3 主存储器的组织205

4.3.1 主存储器设计的一般原则205

4.3.2 主存储器的逻辑设计207

4.3.3 主存储器与CPU、系统总线的连接209

4.3.4 主存储器芯片技术211

4.3.5 动态存储器的刷新214

4.4 磁表面存储器的存储原理217

4.4.1 记录介质与磁头217

4.4.2 读写原理219

4.4.3 磁记录方式220

4.4.4 磁表面存储器的校验224

4.5 光存储原理228

4.5.1 光存储部件229

4.5.2 光存储基本原理230

4.6 提高存储系统性能的一些措施231

4.6.1 高速缓冲存储器232

4.6.2 虚拟存储器235

4.6.3 双端口存储器239

4.6.4 并行存储器240

4.6.5 相联存储器244

练习题245

第5章 输入／输出系统247

5.1 概述247

5.1.1 主机与外部设备的连接模式248

5.1.2 总线类型与总线标准250

5.1.3 接口功能与接口分类253

5.2 系统总线255

5.2.1 总线设计的要素255

5.2.2 系统总线的信号组成260

5.3 直接程序传送方式与接口262

5.4 中断方式与接口264

5.4.1 中断方式基本概念264

5.4.2 中断请求268

5.4.3 中断判优270

5.4.4 中断响应274

5.4.5 中断处理277

5.4.6 中断接口组成模型280

5.4.7 中断接口举例283

5.5 DMA方式与接口287

5.5.1 DMA方式基本概念287

5.5.2 DMA控制器与接口的连接290

5.5.3 DMA控制器的组成294

5.5.4 DMA传送操作过程298

5.5.5 DMA接口举例300

练习题306

第6章 输入／输出设备及I/O接口308

6.1 概述308

6.1.1 输入／输出设备的一般功能308

6.1.2 输入／输出设备的类型309

6.1.3 输入／输出设备与主机系统间的信息交换312

6.2 键盘及接口313

6.2.1 键的类型314

6.2.2 硬件扫描键盘316

6.2.3 软件扫描键盘及接口电路317

6.3 显示设备及接口320

6.3.1 概述320

6.3.2 显示技术中的相关术语321

6.3.3 显示方式与显示规格323

6.3.4 光栅扫描成像原理324

6.3.5 屏幕显示与显示缓存间的对应关系328

6.3.6 显示适配器334

6.4.1 概述336

6.4 打印设备及接口336

6.4.2 打印机的相关性能指标337

6.4.3 点阵针式打印机338

6.4.4 激光打印机343

6.4.5 喷墨打印机346

6.4.6 打印机适配器348

6.5 磁盘存储器及接口349

6.5.1 软盘存储器350

6.5.2 硬盘存储器354

6.5.3 磁盘适配器362

6.6.1 概述365

6.6 光盘存储器365

6.6.2 光盘存储器的读／写原理366

6.6.3 光盘存储器的特性367

6.6.4 光盘驱动器367

6.7 其他常用的输入／输出设备369

6.7.1 光学字符识别设备369

6.7.2 图形图像输入设备370

6.7.3 语音识别设备371

6.7.4 条形码识别仪372

练习题373

7.1.1 系统组成374

第7章 计算机硬件系统模型374

7.1 模型机系统及其信号互连374

7.1.2 系统总线375

7.1.3 各部件的信号线376

7.2 模型机典型I/O操作举例380

7.2.1 直接程序控制方式的I/O操作380

7.2.2 程序中断方式下的I/O操作381

7.2.3 DMA方式下的I/O操作382

7.3 系统配置举例383

练习题386

参考文献387