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目录1

第一章 概论1

§1.1计算机的组成1

1.1.1计算机硬件组成1

1.1.2计算机软件组成3

§1.2计算机的工作原理4

§1.3计算机系统的层次结构5

§1.4计算机的分类6

练习题7

第二章 数制与代码8

§2.1数制8

2.1.1进位计数制8

2.1.2各进制间的转换9

2.1.3二进制数的基本运算12

§2.2机器代码13

2.2.1二进制数的代码13

2.2.2定点数与浮点数16

2.2.3十进制数和字符编码18

2.2.4校验码20

2.2.5汉字编码24

练习题25

第三章 基本运算方法及其实现28

§3.1基本逻辑部件与基本微操作28

3.1.1寄存器及传送微操作28

3.1.2计数器29

3.1.3加法器30

3.1.4译码器31

3.1.5多路选择器32

3.2.1定点补码加法33

§3.2定点数的加减运算及其实现33

3.2.2定点补码减法34

3.2.3加减运算的溢出34

3.2.4加减运算的实现35

§3.3定点乘除法的算法及其实现36

3.3.1原码乘法36

3.3.2定点补码乘法37

3.3.3定点除法及其实现41

§3.4浮点数的运算方法41

3.3.4快速乘法43

3.4.1对阶44

3.4.2尾数相加、减44

3.4.3后处理45

3.5.1余3码运算方法及其加法器46

§3.5十进制运算46

3.5.2BDD码的加法运算及其实现47

§3.6逻辑代数与逻辑运算48

3.6.1逻辑代数的基本定理48

3.6.2逻辑函数的化简与实现49

3.6.3代码的逻辑运算及其实现53

练习题55

第四章 指令系统57

§4.1指令格式57

4.1.1地址码格式57

4.1.2操作码格式58

§4.2寻址方式59

4.2.1立即寻址59

4.2.2直接寻址60

4.2.3间接寻址60

4.2.4相对寻址61

4.2.5变址寻址62

4.2.6堆栈寻址63

§4.3指令种类64

4.3.1传送指令64

4.3.2算术运算指令65

4.3.3逻辑运算指令65

4.3.4控制类指令65

4.3.5输入输出指令66

4.3.6其他指令67

§4.4指令系统举例67

4.4.1INTEL8086程序模型67

4.4.2指令格式68

4.4.3寻址方式68

4.4.4指令种类70

§4.5指令系统的优化与发展73

4.5.2指令种类的优化74

4.5.1指令格式的优化74

练习题75

第五章 中央处理机77

§5.1运算器77

5.1.1运算器的基本组成77

5.1.2浮点运算器的组成81

§5.2控制器的功能与组成81

5.2.1取出现行的指令，并决定下条要执行的指令地址81

5.2.2解释指令82

5.2.3给出定时信号82

5.2.4产生微操作控制信息82

5.2.5处理应急事件83

§5.3指令的执行过程与控制方式83

5.3.1一条指令的执行过程83

5.3.2指令执行的微操作流程84

5.3.3指令周期、节 拍周期、CPU周期85

5.3.4控制方式86

§5.4时序部件87

§5.5微程序控制器88

5.5.1问题的提出88

5.5.2WILKES模型89

5.5.3微程序控制器的基本工作原理90

5.5.4微指令格式90

5.5.5微指令的时序与控制93

5.5.6微程序控制器举例94

5.5.7微程序的应用98

§5.6中断系统100

5.6.1中断功能100

5.6.3中断请求的产生与排优101

5.6.2中断种类101

5.6.4中断响应与处理103

5.6.5关于多重中断104

练习题105

第六章 存储系统107

§6.1概述107

6.1.1存储器的组成107

6.1.2存储器的分类109

6.1.3存储器的主要指标110

6.1.4存储器系统的层次结构111

§6.2主存储器111

6.2.1存储器芯片112

6.2.2主存储器的组成116

6.2.3主存储器与CPU的连接117

6.2.4动态存储器的刷新119

6.2.5只读存储器120

6.2.6相关存储器122

§6.3辅助存储器123

6.3.1磁表面存储的原理124

6.3.2磁记录方式125

6.3.3磁盘存储器127

6.3.4磁带存储器130

6.3.5光盘存储器132

§6.4多体存储器133

6.4.1多体并行存取133

6.4.2多体交叉存取134

§6.5高速缓冲存储器（Cache）135

6.5.1高速缓冲存储器的结构与工作原理135

6.5.2地址转换的方式136

6.5.3替换算法138

§6.6虚拟存储器139

6.6.1多道程序运行与程序再定位140

6.6.2虚拟存储器的地址映象141

6.6.3虚拟存储器的工作过程143

§6.7主存储器保护145

6.7.1加界保护方式145

6.7.2键保护方式145

6.7.3环保护方式145

练习题146

第七章 输入输出系统148

§7.1输入输出设备简介148

7.1.1键盘、鼠标、触摸屏149

7.1.2显示器150

7.1.3打印机152

7.1.4过程控制与检测设备152

7.2.2总线的组成154

§7.2总线154

7.2.1总线的分类154

7.2.3总线的通信方式155

7.2.4总线控制157

7.2.5总线举例——串行总线RS-232158

§7.3输入输出设备的寻址方式159

7.3.1独立编址159

7.3.2存储器统一编址160

§7.4输入输出控制方式160

7.4.1程序查询输入输出控制方式160

7.4.2程序中断输入输出控制方式162

7.4.3直接内存访问（DMA）控制方式165

7.4.4通道输入输出控制方式167

7.5.1多媒体技术的基本概念175

§7.5多媒体技术简介175

7.5.2多媒体技术的主要关键技术177

7.5.3多媒体系统的软件178

7.5.4多媒体计算机中的总线178

练习题180

第八章 计算机体系结构182

§8.1计算机体系结构的基本概念182

8.1.1计算机体系结构182

8.1.2体系结构的发展182

8.1.3体系结构的并行性183

§8.2流水线处理184

8.2.1重叠控制与先行控制184

8.2.2流水处理技术186

8.2.3流水线分类186

8.2.4流水线性能分析187

8.2.5流水线处理中的两个技术问题189

8.2.6向量处理机190

§8.3并行处理机192

8.3.1并行处理机的组成192

8.3.2并行处理机的性能分析193

8.3.3阵列处理机194

§8.4多处理机系统195

8.4.1多处理机的结构与特点196

8.4.2多处理机的互连网络197

8.4.3多处理机系统中的处理机与存储器199

8.4.4多处理机系统中的软件200

§8.5精简指令系统计算机（RISC）200

8.5.1从CISC到RISC200

8.5.2RISC技术的特点201

8.5.3RISC技术的发展203

§8.6数据流计算机205

§8.7当前高档微型机的体系结构206

练习题207

第九章 数据通信与计算机网络209

§9.1概述209

9.1.1计算机网络的基本概念209

9.1.2计算机网络的发展210

§9.2数据通信211

9.2.1数据通信的基本概念211

9.2.2信道212

9.2.3通信方式213

9.2.4差错检测214

9.2.5通信系统的性能参数215

9.2.6数据交换技术216

9.2.7通信路径选择217

9.3.2计算机网络的拓朴结构218

§9.3计算机网络结构218

9.3.1计算机网络的基本组成218

9.3.3局部网与远程网219

9.3.4计算机网络的体系结构220

§9.4ISO/OSI参考模型221

9.4.1开放式系统互连基本参考模型ISO/OSI222

9.4.2ISO/OSI参考模型的层次结构222

§9.53+以太网（ETHERNET）介绍224

9.5.1以太网的基本知识224

9.5.23+网介绍226

练习题228

第十章 计算机安全、可靠性与性能评价230

§10.1计算机安全概述230

10.1.1计算机安全的基本概念230

10.1.3计算机病毒232

10.1.2计算机犯罪232

10.1.4计算机安全技术233

§10.2计算机的可靠性235

10.2.1基本概念235

10.2.2可靠性分析237

10.2.3故障诊断238

10.2.4容错技术238

§10.3系统性能评价239

10.3.1概述239

10.3.2计算机系统及部件的性能指标240

10.3.3评价技术241

练习题243

附录245

参考文献247