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第1章 Neumann计算机概述1

1.1 Neumann计算机体系的确立1

1.1.1 人类计算工具的进步1

1.1.2 Neumann计算机体系结构原理4

1.1.3 Neumann计算机的基本组成5

1.2 Neumann计算机的工作过程7

1.2.1 程序对计算机的控制7

1.2.2 控制的实现8

1.2.3 计算机的解题过程9

1.3 计算机系统组成12

1.3.1 计算机的软件和硬件12

1.3.2 总线与硬件体系结构13

1.3.3 系统举例——IBM PC系统结构15

1.3.4 计算机系统性能20

1.3.5 计算机技术的进展21

习题24

第2章 信息表示与运算基础26

2.1 二进制运算及其实现26

2.1.1 二进制数与十进制数间的转换26

2.1.2 二进制算术27

2.1.3 加法器28

2.1.4 逻辑运算与逻辑电路30

2.1.5 八进制、十六进制和二一十进制码33

2.2 机器数34

2.2.1 符号数及其编码34

2.2.2 机器数的浮点与定点表示法37

2.3 非数值数据编码39

2.3.1 ASCII字符编码39

2.3.2 汉字编码40

2.3.3 语音编码43

2.4 指令码44

2.4.1 指令与指令系统44

2.4.2 寻址方式48

2.4.3 Intel 8086指令系统52

2.5 抗干扰编码56

2.5.1 奇偶校验码56

2.5.2 海明码58

2.5.3 循环冗余校验码(CRC)59

习题61

第3章 存储系统67

3.1 分级存储体系的形成67

3.1.1 对存储系统的性能要求67

3.1.2 存储系统的分层结构69

3.1.3 虚拟存储器71

3.1.4 Cache-主存结构73

3.2 主存储器组成76

3.2.1 半导体记忆元件76

3.2.2 主存储器结构80

3.2.3 并行存储结构85

3.2.4 并行系统中的存储组织88

3.2.5 相联存储器89

3.3 辅助存储器91

3.3.1 辅助存储器的主要技术指标91

3.3.2 磁表面存储原理92

3.3.3 磁盘存储器94

3.3.4 磁带存储器99

3.3.5 光盘存储器100

3.3.6 磁盘阵列RAID104

习题106

4.1 控制器基本逻辑110

4.1.1 指令的时序110

第4章 处理器技术110

4.1.2 控制器的基本组成112

4.1.3 组合逻辑控制器113

4.1.4 微程序控制器116

4.2 流水线技术120

4.2.1 提高计算机处理能力的基本思路120

4.2.2 流水线结构122

4.2.3 流水线中的访存冲突和相关处理124

4.2.4 流水线中的多发射技术126

4.2.5 Pentium CPU128

4.2.6 流水线向量处理机131

4.3 RISC技术135

4.3.1 RISC的产生135

4.3.2 RISC技术要点138

4.3.3 PowerPC142

4.4.1 CRIP(CISC-RISC Processor)143

4.4 处理器并行技术的新进展143

4.4.2 RVIP技术和CRVIP技术144

4.4.3 EPIC结构145

4.5 阵列处理机146

4.5.1 计算机并行技术的进步与开发策略146

4.5.2 阵列处理机的特点与结构147

习题149

第5章 输入输出系统152

5.1 外部设备152

5.1.1 外部设备分类及其发展152

5.1.2 字符设备155

5.1.3 图形/图像设备158

5.1.4 语音处理设备164

5.1.5 虚拟现实技术165

5.1.6 调制解调器167

5.1.7 流通领域用外部设备168

5.2 数据传送的控制方式172

5.2.1 直接程序传送控制172

5.2.2 程序中断控制174

5.2.3 DMA控制182

5.2.4 通道控制187

5.3 接口192

5.3.1 外部设备与主机的连接192

5.3.2 并行通信和并行接口193

5.3.3 串行通信和串行接口197

5.3.4 缓冲技术199

习题199

第6章 计算机系统结构202

6.1 总线202

6.1.1 总线类型及其通信方式202

6.1.2 总线的组成与仲裁205

6.1.3 总线特性与性能指标207

6.1.4 设备总线210

6.1.5 系统总线212

6.1.6 局部总线214

6.1.7 下一代系统总线216

6.2 多机系统217

6.2.1 计算机系统分类217

6.2.2 共享总线的多机系统219

6.2.3 共享存储器的多处理机系统221

6.3 非Neumann计算机222

6.3.1 数据流计算机222

6.3.2 归约机226

6.3.3 智能计算机228

6.3.4 人工神经网络计算机232

习题238

参考文献239