計算機組成原理（21世紀本科教材）

第1章 概論
1.1 電子計算機與存儲程序控制
1.1.1 電子計算機的發(fā)展
1.1.2 存儲程序概念
1.2 計算機的硬件組成
1.2.1 計算機的主要部件
1.2.2 計算機的總線結(jié)構(gòu)
1.2.3 大. 中型計算機的典型結(jié)構(gòu)
1.2.4 不同對象觀察到的計算機硬件系統(tǒng)
1.3 計算機系統(tǒng)
1.3.1 硬件與軟件的關(guān)系
1.3.2 系列機和軟件兼容
1.3.3 計算機系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)
1.3.4 實際機器和虛擬機器
1.4 計算機的工作過程和主要性能指標
1.4.1 計算機的工作過程
1.4.2 計算機的主要性能指標
習題
第2章 數(shù)據(jù)的機器層次表示
2.1 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示
2.1.1 計算機中的數(shù)值數(shù)據(jù)
2.1.2 無符號數(shù)和帶符號數(shù)
2.1.3 原碼表示法
2.1.4 補碼表示法
2.1.5 反碼表示法
2.1.6 三種碼制的比較與轉(zhuǎn)換
2.2 機器數(shù)的定點表示與浮點表示
2.2.1 定點表示法
2.2.2 浮點表示法
2.2.3 浮點數(shù)階碼的移碼表示法
2.2.4 定點. 浮點表示法與定點. 浮點計算機
2.2.5 浮點數(shù)尾數(shù)的基數(shù)
2.2.6 實用浮點數(shù)舉例
2.3 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示
2.3.1 字符和字符串的表示
2.3.2 漢字的表示
2.3.3 統(tǒng)一代碼
2.4 十進制數(shù)和數(shù)串的表示
2.4.1 十進制數(shù)的編碼
2.4.2 十進制數(shù)串
2.5 現(xiàn)代微型計算機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表示舉例
2.6 數(shù)據(jù)校驗碼
2.6.1 奇偶校驗碼
2.6.2 海明校驗碼
2.6.3 循環(huán)冗余校驗碼
習題
第3章 指令系統(tǒng)
3.1 指令格式
3.1.1 機器指令的基本格式
3.1.2 地址碼結(jié)構(gòu)
3.1.3 指令的操作碼
3.2 尋址技術(shù)
3.2.1 編址方式
3.2.2 指令尋址和數(shù)據(jù)尋址
3.2.3 基本的數(shù)據(jù)尋址方式
3.2.4 變型或組合尋址方式
3.3 堆棧與堆棧操作
3.3.1 堆棧結(jié)構(gòu)
3.3.2 堆棧操作
3.4 指令類型
3.4.1 數(shù)據(jù)傳送類指令
3.4.2 運算類指令
3.4.3 程序控制類指令
3.4.4 輸入輸出類指令
3.4.5 80x86指令系統(tǒng)舉例
習題
第4章 數(shù)值的機器運算
4.1 基本算術(shù)運算的實現(xiàn)
4.1.1 加法器
4.1.2 進位的產(chǎn)生和傳遞
4.1.3 并行加法器的快速進位
4.2 定點加減運算
4.2.1 原碼加減運算
4.2.2 補碼加減運算
4.2.3 補碼的溢出判斷與檢測方法
4.2.4 補碼定點加減運算的實現(xiàn)
4.3 帶符號數(shù)的移位和舍入操作
4.3.1 帶符號數(shù)的移位操作
4.3.2 帶符號數(shù)的舍入操作
4.4 定點乘法運算
4.4.1 原碼一位乘法
4.4.2 補碼一位乘法
4.4.3 補碼兩位乘法
4.4.4 陣列乘法器
4.5 定點除法運算
4.5.1 原碼除法運算
4.5.2 補碼除法運算
4.5.3 陣列除法器
4.6 規(guī)格化浮點運算
4.6.1 浮點加減運算
4.6.2 浮點乘除運算
4.6.3 浮點運算器的實現(xiàn)
4.7 十進制整數(shù)的加法運算
4.7.1 一位十進制加法運算
4.7.2 十進制加法器
4.7.3 多位十進制加法
4.8 邏輯運算與實現(xiàn)
4.9 運算器的基本組成與實例
4.9.1 運算器結(jié)構(gòu)
4.9.2 ALU舉例
4.9.3 浮點運算器舉例
習題
第5章 存儲系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)
5.1 存儲系統(tǒng)的組成
5.1.1 存儲器分類
5.1.2 存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)
5.2 主存儲器的組織
5.2.1 主存儲器的基本結(jié)構(gòu)
5.2.2 主存儲器的存儲單元
5.2.3 存儲器的主要技術(shù)指標
5.2.4 數(shù)據(jù)在主存中的存放
5.3 半導(dǎo)體隨機存儲器和只讀存儲器
5.3.1 RAM記憶單元電路
5.3.2 動態(tài)RAM的刷新
5.3.3 RAM芯片分析
5.3.4 半導(dǎo)體只讀存儲器
5.3.5 半導(dǎo)體存儲器的封裝
5.4 主存儲器的連接與控制
5.4.1 主存容量的擴展
5.4.2 存儲芯片的地址分配和片選
5.4.3 主存儲器和CPU的連接
5.4.4 主存的校驗
5.4.5 PC系列微型計算機的存儲器接口
5.5 提高主存讀寫速度的技術(shù)
5.5.1 主存與CPU速度的匹配
5.5.2 FPM DRAM
5.5.3 EDO DRAM
5.5.4 SDRAM
5.5.5 DDR SDRAM
5.5.6 Rambus DRAM
5.6 多體交叉存儲技術(shù)
5.6.1 并行訪問存儲器
5.6.2 交叉訪問存儲器
5.7 高速緩沖存儲器
5.7.1 高速緩存工作原理
5.7.2 Cache的讀寫操作
5.7.3 地址映像
5.7.4 替換算法
5.7.5 更新策略
5.7.6 PC機中Cache技術(shù)的實現(xiàn)
5.8 虛擬存儲器
5.8.1 虛擬存儲器的基本概念
5.8.2 頁式虛擬存儲器
5.8.3 段式虛擬存儲器
5.8.4 段頁式虛擬存儲器
5.8.5 快表與慢表
習題
第6章 中央處理器
6.1 中央處理器的功能和組成
6.1.1 CPU的功能
6.1.2 CPU中的主要寄存器
6.1.3 CPU的組成
6.1.4 CPU的主要技術(shù)參數(shù)
6.2 控制器的組成和實現(xiàn)方法
6.2.1 控制器的基本組成
6.2.2 控制器的硬件實現(xiàn)方法
6.3 時序系統(tǒng)與控制方式
6.3.1 時序系統(tǒng)
6.3.2 控制方式
6.3.3 指令運行的基本過程
6.3.4 指令的微操作序列
6.4 微程序控制原理
6.4.1 微程序控制的基本概念
6.4.2 微指令編碼法
6.4.3 微程序控制器的組成和工作過程
6.4.4 微程序入口地址的形成
6.4.5 后繼策地址的形成
6.4.6 微程序設(shè)計
6.5 控制單元的設(shè)計
6.5.1 簡單的CPU模型
6.5.2 組合邏輯控制單元設(shè)計
6.5.3 微程序控制單元設(shè)計
6.6 流水線技術(shù)
6.6.1 重疊控制
6.6.2 先行控制原理
6.6.3 流水工作原理
6.7 精簡指令系統(tǒng)計算機
6.7.1 從復(fù)雜指令系統(tǒng)到精簡指令系統(tǒng)
6.7.2 RISC的特點和優(yōu)勢
6.7.3 RISC基本技術(shù)
習題
第7章 外部設(shè)備
7.1 外部設(shè)備概述
7.1.1 外部設(shè)備的分類
7.1.2 外部設(shè)備的地位和作用
7.2 磁介質(zhì)存儲器的性能和原理
7.2.1 磁介質(zhì)存儲器的讀寫
7.2.2 磁介質(zhì)存儲器的技術(shù)指標
7.2.3 數(shù)字磁記錄方式
7.2.4 編碼方式的比較
7.3 磁介質(zhì)存儲設(shè)備
7.3.1 硬盤存儲器的基本結(jié)構(gòu)與分類
7.3.2 硬盤驅(qū)動器
7.3.3 硬盤的信息分布和磁盤地址
7.3.4 硬盤存儲器的技術(shù)參數(shù)
7.3.5 硬盤控制邏輯
7.3.6 硬盤的分區(qū)域記錄
7.3.7 軟磁盤存儲器
7.4 磁盤陣列
7.4.1 RAID簡介
7.4.2 RAID的分級
7.5 光盤存儲器
7.5.1 光盤存儲器的類型
7.5.2 光盤存儲器的組成及工作原理
7.5.3 光盤驅(qū)動器
7.5.4 DVD
7.6 新型輔助存儲器
7.6.1 大容量可移動存儲器
7.6.2 閃存卡和USB電子盤
7.7 鍵盤輸入設(shè)備
7.7.1 鍵開關(guān)與鍵盤類型
7.7.2 鍵盤掃描
7.7.3 微型計算機鍵盤
7.8 其他輸入設(shè)備
7.8.1 鼠標器
7.8.2 其他定位設(shè)備
7.8.3 掃描儀
7.9 打印輸出設(shè)備
7.9.1 打印機概述
7.9.2 打印機的主要性能指標
7.9.3 針式打印機工作原理
7.9.4 噴墨打印機工作原理
7.9.5 激光打印機工作原理
7.10 顯示設(shè)備
7.10.1 顯示器概述
7.10.2 CRT顯示器
7.10.3 字符顯示器的工作原理
7.10.4 圖形顯示器的工作原理
7.10.5 LCD顯示器
7.10.6 視頻顯示標準
習題
第8章 輸入輸出系統(tǒng)
8.1 主機與外設(shè)的連接
8.1.1 輸入輸出接口
8.1.2 接口的功能和基本組成
8.1.3 外設(shè)的識別與端口尋址
8.1.4 輸入輸出信息傳送控制方式
8.2 程序查詢方式及其接口
8.2.1 程序查詢方式
8.2.2 程序查詢方式接口
8.3 中斷系統(tǒng)和程序中斷方式
8.3.1 中斷的基本概念
8.3.2 中斷請求和中斷判優(yōu)
8.3.3 中斷響應(yīng)和中斷處理
8.3.4 多重中斷與中斷屏蔽
8.3.5 中斷全過程
8.3.6 程序中斷接口結(jié)構(gòu)
8.4 DMA方式及其接口
8.4.1 DMA方式的基本概念
8.4.2 DMA接口
8.4.3 DMA傳送方法與傳送過程
8.5 通道控制方式
8.5.1 通道的基本概念
8.5.2 通道的類型與結(jié)構(gòu)
8.5.3 通道程序
8.5.4 通道工作過程
8.6 總線技術(shù)
8.6.1 總線通信控制
8.6.2 總線管理
8.6.3 總線類型和總線標準
8.6.4 I/O接口標準
習題
索引
參考文獻