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第1章 计算机的发展和应用1

1.1 计算机的发展史1

1.1.1 第一代电子管计算机（1946～1957年）2

1.1.2 第二代晶体管计算机（1958～1964年）2

1.1.3 第三代集成电路计算机（1965～1971年）2

1.1.4 以后的几代计算机3

1.2 计算机的应用5

1.2.1 科学计算5

1.2.2 数据处理5

1.2.3 工业控制和实时控制5

1.2.4 CAD/CAM/CIMS6

1.2.5 人工智能7

1.2.6 虚拟现实7

1.2.7 远程教育8

1.2.8 办公自动化9

1.2.9 电子商务9

习题一9

第2章 计算机系统简介10

2.1 计算机的软硬件概念10

2.2 计算机的硬件组成10

2.2.1 存储程序与冯·诺依曼体制10

2.2.2 计算机的主要部件11

2.2.3 指令的执行过程14

2.2.4 互联结构16

2.3 计算机的软件系统17

2.3.1 系统软件17

2.4 计算机系统的层次结构19

2.3.2 应用软件19

2.5 计算机的性能指标20

2.6 计算机的发展趋势20

习题二22

第3章 内存储器23

3.1 存储器概述23

3.1.1 基本概念23

3.1.2 存储器分类24

3.2 存储器的校验方法26

3.2.1 奇偶校验26

3.2.2 海明校验28

3.2.3 循环冗余校验29

3.3.1 半导体存储器概述34

3.3 半导体随机存储器34

3.3.2 存储体和地址译码系统35

3.3.3 RAM存储原理37

3.3.4 RAM芯片39

3.3.5 RAM的组织42

3.3.6 多体并行存储器45

3.4 只读存储器45

3.4.1 ROM工作原理45

3.4.2 EPROM2716及其系列芯片45

3.4.3 E2PROM48

习题三48

第4章 外存储器50

4.1 磁表面存储器概述50

4.1.1 磁表面存储器技术指标50

4.1.2 磁表面存储器工作原理52

4.1.3 磁表面存储器的记录方式53

4.2 硬磁盘存储器55

4.2.1 硬盘机的基本结构55

4.2.2 硬磁盘存储器寻址56

4.2.3 磁盘的基本操作57

4.2.4 磁道的数据格式58

4.2.5 硬磁盘驱动器60

4.2.6 硬磁盘控制器62

4.3 软磁盘存储器63

4.3.1 软磁盘63

4.3.2 软磁盘驱动器64

4.3.3 软磁盘适配器65

4.3.4 磁道格式66

4.3.5 软磁盘存储器的容量69

4.4 磁带存储器简介69

4.5 光盘存储器70

4.5.1 光盘分类71

4.5.2 CD-ROM只读型光盘72

4.5.3 WORM一次写入型光盘73

4.5.4 可重写型光盘（可擦写型光盘）73

4.5.5 光盘驱动器75

习题四78

第5章 存储体系79

5.1 存储体系概述79

5.2 高速缓冲存储器（Cache）81

5.2.1 Cache工作原理81

5.2.2 主存-Cache地址变换和地址映象82

5.2.3 替换算法86

5.3 虚拟存储器87

5.3.1 虚拟存储器概论87

5.3.2 虚拟存储器的地址映象与地址变换89

5.3.3 页式虚拟存储器89

5.4 相联存储器91

5.5 存储器的发展92

5.5.1 DRAM的发展92

5.5.2 数据流磁带机93

5.5.3 冗余磁盘阵列RAID93

习题五94

6.1 输出设备95

6.1.1 打印机95

第6章 外部设备95

6.1.2 显示设备101

6.2 输入设备112

6.2.1 键盘112

6.2.2 鼠标器114

6.2.3 触摸屏114

6.2.4 自动扫描仪115

习题六116

第7章 输入输出系统118

7.1 概述118

7.1.1 输入输出系统的组成118

7.1.2 I/O设备与主机的联系方式118

7.1.3 I/O设备与主机之间的信息交换方式119

7.2.1 I/O接口的功能120

7.2 I/O接口120

7.2.2 接口的分类121

7.2.3 接口的基本组成122

7.2.4 接口的举例123

7.3 程序直接控制数据传送129

7.4 程序中断控制数据传送130

7.4.1 中断的基本概念130

7.4.2 中断结构133

7.4.3 中断响应及响应的条件136

7.4.4 向量中断138

7.4.5 中断服务处理141

7.4.6 中断系统的响应性142

7.4.7 多重中断及中断优先权的动态分配142

7.5.2 直接存储器访问（DMA）145

7.5.3 DMA的特点145

7.5 DMA直接存储器访问145

7.5.1 程序直接控制与程序中断控制数据传送145

7.5.4 DMA三种工作方式146

7.5.5 DMA控制器的组成146

7.5.6 DMA操作过程148

7.5.7 DMA与中断的区别149

习题七150

第8章 系统总线152

8.1 总线概述152

8.1.1 系统总线的组成152

8.1.2 总线性能指标153

8.2.1 总线结构的物理实现154

8.1.3 总线标准154

8.2 总线结构154

8.2.2 多总线结构155

8.3 总线控制157

8.3.1 总线仲裁157

8.3.2 总线通信控制160

8.4 PCI总线163

8.4.1 PCI总线组成164

8.4.2 PCI命令165

8.4.3 PCI数据传送165

8.4.4 PCI总线的仲裁控制166

习题八168

9.1.1 数的符号表示169

9.1 数值数据的表示169

第9章 计算机中的数据表示169

9.1.2 数的小数点表示173

9.2 十进制数据表示181

9.3 非数值数据的表示182

习题九188

第10章 计算机中的算术运算190

10.1 算术逻辑单元ALU190

10.1.1 加法器及其进位结构190

10.1.2 多功能算术逻辑单元ALU196

10.2 十进制加法器200

10.2.1 一位8421码十进制加法器200

10.3 定点运算203

10.3.1 定点加减运算203

10.2.2 利用修改指令实现十制加法203

10.3.2 定点乘法运算208

10.3.3 定点除法运算216

10.4 运算器组织222

10.4.1 概述222

10.4.2 位片式运算器AM2901222

10.5 浮点运算225

10.5.1 浮点加减运算225

10.5.2 浮点乘除运算229

10.5.3 浮点运算所需要的硬件229

习题十229

11.1 机器指令232

11.1.1 机器指令格式232

第11章 指令系统232

11.1.2 操作数类型和存储方式236

11.1.3 操作类型239

11.2 寻址方式242

11.2.1 指令的寻址方式243

11.2.2 操作数的寻址方式243

11.2.3 寻址方式举例248

11.3 指令格式举例251

11.3.1 Pentium Ⅱ指令格式251

11.3.2 Power PC指令格式252

11.4 RISC技术253

11.4.1 RISC技术的产生253

11.4.2 RISC技术的主要特征254

11.4.3 RISC和CISC的比较255

习题十一256

12.1 CPU的功能258

12.2 CPU组织258

12.2.1 运算部件258

第12章 CPU的结构和功能258

12.2.2 寄存器设置259

12.2.3 时序部件261

12.2.4 控制单元CU267

习题十二267

第13章 控制单元的组成原理268

13.1 控制单元模型268

13.2 指令的执行过程269

13.2.1 计算机的总体结构269

13.2.2 指令系统271

13.2.4 指令操作流程273

13.2.3 时序系统273

13.2.5 时令的微操作系列276

习题十三280

第14章 控制单元设计283

14.1 组合逻辑设计283

14.1.1 设计方法283

14.1.2 组合逻辑控制器框图286

14.2 微程序设计287

14.2.1 微程序控制的基本原理288

14.2.2 微程序设计技术291

14.2.3 微程序设计举例302

14.2.4 微程序技术的应用312

习题十四313