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第1章 计算机系统概述1

1.1 计算机系统的硬件与软件1

1.1.1 计算机硬件和软件的概念1

1.1.2 计算机程序、指令和语言2

1.2 计算机系统的层次结构4

1.3 计算机的分类及其应用5

1.3.1 计算机的分类5

1.3.2 计算机的应用5

1.4 计算机的特点和主要性能指标7

1.4.1 计算机的特点7

1.4.2 计算机的性能指标9

1.5 电子计算机的发展简史10

1.5.1 电子计算机的发展历史10

1.5.2 微型计算机的发展12

1.5.3 计算机的发展趋势13

1.5.4 我国计算机产业的发展14

习题17

第2章 数据在计算机中的表示20

2.1 进位计数制及其相互转换20

2.1.1 进位计数制20

2.1.2 常用进位计数制间的相互转换21

2.2 数值数据在计算机中的表示24

2.2.1 机器数24

2.2.2 定点数的原码、反码、补码和移码28

2.2.3 定点数和浮点数31

2.2.4 十进制数的编码33

2.3.1 字符数据的表示36

2.3 非数值数据的表示36

2.3.2 汉字编码38

2.4 数据校验码43

2.4.1 码制的距离43

2.4.2 奇偶校验码43

2.4.3 海明码44

2.4.4 循环冗余校验码46

习题48

第3章 计算机的基本器件51

3.1 基本逻辑操作与逻辑门的实现51

3.1.1 三种基本逻辑运算51

3.1.2 逻辑门的实现51

3.2 组合逻辑电路52

3.1.3 正逻辑和负逻辑52

3.2.1 加法器53

3.2.2 算术逻辑运算单元54

3.2.3 译码器54

3.2.4 数据选择器56

3.3 时序逻辑电路56

3.3.1 触发器56

3.3.2 寄存器58

3.3.3 计数器61

3.4 总线62

3.4.1 总线原理63

3.4.2 总线分类63

3.4.3 三态门65

3.4.4 总线标准66

3.4.5 总线缓冲器和总线控制器68

3.5 时钟发生器70

3.5.1 时钟发生器芯片8284介绍70

3.5.2 8284与CPU的连接71

习题72

第4章 机器数的运算方法及运算器74

4.1 机器数的加减运算74

4.1.1 原码加法74

4.1.2 补码加法75

4.1.3 减法运算77

4.2 定点乘法78

4.2.1 原码一位乘法78

4.2.2 补码一位乘法79

4.2.3 原码两位乘法80

4.2.4 补码两位乘法81

4.3 定点除法82

4.3.1 定点原码除法82

4.3.2 定点补码除法83

4.4 浮点数的算术运算85

4.4.1 浮点数的补码加法运算85

4.4.2 浮点数的乘法运算86

4.4.3 浮点数的除法运算86

4.5 逻辑运算87

4.5.1 逻辑非87

4.5.2 逻辑与87

4.6 运算器的组成和结构88

4.5.4 逻辑异或88

4.5.3 逻辑或88

4.6.1 算术逻辑运算单元ALU89

4.6.2 通用寄存器组91

4.6.3 状态寄存器92

4.6.4 数据通路92

4.6.5 运算器的基本结构95

4.6.6 运算器组成实例97

4.7 浮点运算器99

4.7.1 80387的主要性能99

4.7.2 80387的内部结构100

4.7.3 80387的硬件特性102

4.7.4 协处理器的工作方式102

习题103

5.1.1 指令格式105

第5章 指令系统105

5.1 指令格式和寻址方式105

5.1.2 寻址方式107

5.1.3 指令操作码的编码格式110

5.2 指令的种类111

5.2.1 数据传送类指令111

5.2.2 算术逻辑运算类指令112

5.2.3 字符串处理指令113

5.2.4 输入输出指令114

5.2.5 特权指令和陷阱指令114

5.2.6 转移指令114

5.2.7 子程序调用指令115

5.3.2 重叠执行方式116

5.3.1 顺序执行方式116

5.2.8 处理器控制指令116

5.3 指令的执行方式116

5.3.3 流水线方式117

5.3.4 指令的执行过程118

习题121

第6章 主存储器和存储系统结构125

6.1 存储器与存储系统概述125

6.1.1 存储器分类125

6.1.2 存储器的层次结构127

6.2 主存储器128

6.2.1 主存储器的性能技术指标128

6.2.2 随机存取存储器129

6.2.3 只读存储器143

6.3 并行主存储器147

6.4 高速缓冲存储器150

6.4.1 高速缓冲存储器的工作原理151

6.4.2 高速缓冲存储器的组织与管理153

6.5 虚拟存储器156

6.5.1 虚拟存储器的基本概念156

6.5.2 页式虚拟存储器157

6.5.3 段式虚拟存储器160

6.5.4 段页式虚拟存储器161

6.6 存储保护163

6.6.1 存储区域保护163

6.6.2 访问方式保护165

习题165

7.1.2 CPU的组成167

7.1.1 CPU的功能167

7.1 中央处理器(CPU)的功能及组成167

第7章 中央处理器167

7.1.3 CPU中的主要寄存器168

7.1.4 操作控制器和时序产生器170

7.2 指令周期170

7.2.1 指令周期的基本概念170

7.2.2 非访内指令的指令周期172

7.2.3 直接访内指令的指令周期174

7.2.4 间接访内指令的指令周期176

7.2.5 程序控制指令的指令周期178

7.3 组合逻辑控制器179

7.3.1 组合逻辑控制器原理179

7.3.2 组合逻辑控制器举例180

7.4.1 微程序控制器的基本原理182

7.4 微程序控制器182

7.4.2 微指令结构184

7.4.3 串/并行微程序控制190

7.4.4 动态微程序设计191

7.5 门阵列控制器191

7.5.1 通用可编程逻辑器件191

7.5.2 门阵列控制器192

7.6 流水线处理器194

7.6.1 流水线原理194

7.6.2 流水线分类196

7.6.3 流水线中的相关问题197

7.7.1 RISC特点200

7.7 RJSC硬件结构200

7.7.2 RISC CPU201

7.7.3 RISC寄存器202

习题204

第8章 外部设备206

8.1 外部设备概述206

8.1.1 外部设备的功能206

8.1.2 外部设备的分类207

8.1.3 外部设备与主机系统的联系207

8.2 输入设备208

8.2.1 键盘208

8.2.2 图形输入设备210

8.2.3 其他输入设备211

8.3.1 显示设备分类及显示技术的有关术语213

8.3 显示设备213

8.3.2 字符显示器215

8.3.3 图形显示器218

8.3.4 图像显示器219

8.4 打印机220

8.4.1 打印机的分类220

8.4.2 点阵针式打印机221

8.4.3 激光打印机224

8.4.4 喷墨打印机225

8.5 磁记录设备226

8.5.1 磁记录设备概述226

8.5.2 硬磁盘存储器230

8.5.3 软磁盘存储器233

8.5.4 磁带存储器236

8.6 光盘存储器238

8.6.1 概述238

8.6.2 组成239

8.6.3 工作原理240

习题241

第9章 主机与外设的数据传输方式243

9.1 概述243

9.2 程序查询方式244

9.2.1 程序查询方式的接口244

9.2.2 程序查询输入/输出方式245

9.3.1 中断的基本概念246

9.3 程序中断方式246

9.3.2 中断方式的接口247

9.3.3 中断的响应和处理247

9.3.4 多级中断249

9.4 DMA方式251

9.4.1 DMA方式的基本概念251

9.4.2 DMA传送方式251

9.4.3 基本的DMA控制器252

9.4.4 DMA工作过程254

9.5 通道方式255

9.5.1 通道的作用和功能255

9.5.2 通道的种类255

9.5.3 通道的工作过程256

习题257