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第1篇 基础知识1

第1章 绪论2

1.1 计算机的基本概念2

1.1.1 存储程序工作方式3

1.1.2 信息的数字化表示3

1.2 计算机系统的硬、软件组成5

1.2.1 计算机硬件系统5

1.2.2 计算机软件系统9

1.3 层次结构模型11

1.3.1 从计算机系统组成角度划分层次结构12

1.3.2 从语言功能角度划分层次结构14

1.3.3 软、硬件在逻辑上的等价15

1.4 计算机的工作过程16

1.4.1 处理问题的步骤16

1.4.2 指令执行过程17

1.5 数字计算机的特点与性能指标18

1.5.1 数字计算机的特点18

1.5.2 计算机的性能指标19

1.6 计算机的发展与应用21

1.6.1 计算机的发展历程21

1.6.2 提高计算机性能的若干技术23

1.6.3 计算机应用举例26

习题127

2.1.1 进位计数制28

第2章 计算机中的信息表示28

2.1 数值型数据的表示28

2.1.2 带符号数的表示34

2.1.3 定点数与浮点数39

2.2 字符的表示45

2.2.1 ASCII码45

2.2.2 UNICODE编码46

2.2.3 汉字编码简介47

2.3 指令信息的表示48

2.3.1 指令格式48

2.3.2 常用寻址方式52

2.3.3 指令类型59

2.3.4 PentiumⅡ指令格式63

2.3.5 SPARC指令格式64

2.4 校验技术66

2.4.1 奇偶校验码66

2.4.2 循环冗余校验码67

习题269

第2篇 计算机系统分层结构71

第3章 微体系结构层——CPU组织72

3.1 CPU的组成和功能72

3.1.1 CPU的组成72

3.1.2 指令执行过程76

3.1.3 时序控制方式77

3.1.4 指令流水线80

3.2 算术逻辑部件ALU和运算方法82

3.2.1 算术逻辑部件ALU82

3.2.2 定点数运算方法87

3.2.3 浮点数运算方法93

3.2.4 十进制数加减运算97

3.3 CPU模型机的组成及其数据通路98

3.3.1 基本组成98

3.3.2 数据传送101

3.4 组合逻辑控制器原理102

3.4.1 模型机的指令系统102

3.4.2 模型机的时序系统106

3.4.3 指令流程108

3.4.4 微命令的综合与产生115

3.4.5 小结116

3.5 微程序控制器原理116

3.5.1 微程序控制概念116

3.5.2 微指令编码方式118

3.5.3 微程序的顺序控制120

3.5.4 微指令格式122

3.5.5 典型微指令举例122

3.6 精简指令集计算机（RISC）123

3.6.1 RISC与CISC的概念123

3.6.2 UItraSPARCCPU的微体系结构125

习题3129

第4章 指令系统层132

4.1 80x86 CPU132

4.1.1 8086/8088 CPU133

4.1.2 80386/80486 CPU135

4.1.3 Pentium系列CPU137

4.2 80x86 CPU的寄存器和主存储器141

4.2.1 80x86 CPU的寄存器141

4.2.2 80x86的主存储器146

4.3 80x86 CPU的指令系统157

4.3.1 80x86寻址方式158

4.3.2 80x86 CPU指令系统166

习题4195

第5章 汇编语言层201

5.1 概述201

5.2 汇编语言语句格式203

5.3 80x86宏汇编语言数据、表达式和运算符205

5.3.1 常数205

5.3.2 变量205

5.3.3 标号209

5.3.4 表达式与运算符210

5.4 80x86宏汇编语言伪指令214

5.4.1 符号定义语句214

5.4.3 段结构伪指令（SEGMENT/ENDS）215

5.4.2 处理器选择伪指令215

5.4.4 段组伪指令（GROUP）220

5.4.5 内存模式和简化段定义伪指令221

5.4.6 定位和对准伪指令222

5.4.7 过程定义伪指令（PROC/ENDP）223

5.4.8 包含伪指令（INCLUDE）224

5.4.9 标题伪指令（TITLE）224

5.5 宏指令224

5.6 汇编语言程序设计基本技术231

5.6.1 程序设计步骤231

5.6.2 顺序程序设计232

5.6.3 分支程序设计235

5.6.4 循环程序设计243

5.6.5 子程序设计251

5.6.6 系统功能子程序的调用262

5.6.7 汇编语言程序的开发263

习题5269

第3篇 存储系统与输入／输出系统275

第6章 存储系统276

6.1 概述276

6.1.1 存储器的分类276

6.1.2 主存的主要技术指标278

6.2.1 半导体存储器的存储原理279

6.2 存储原理279

6.2.2 磁表面存储器的存储原理282

6.2.3 光存储器的存储原理286

6.3 主存储器的组织287

6.3.1 主存储器的逻辑设计287

6.3.2 主存储器与CPU的连接291

6.3.3 Pentium CPU与存储器组织294

6.3.4 高级DRAM297

6.4 高速缓冲存储器Cache300

6.4.1 Cache的工作原理300

6.4.2 Cache的组织301

6.4.3 Pentium Ⅱ CPU的Cache组织306

6.5 外部存储器307

6.5.1 硬磁盘存储器308

6.5.2 软磁盘存储器315

6.5.3 光盘存储器318

6.5.4 磁带存储器320

6.6 物理存储系统的组织323

6.6.1 存储系统的层次结构323

6.6.2 磁盘冗余阵列324

6.6.3 并行存储技术327

6.7 虚拟存储系统的组织328

6.7.1 概述328

6.7.2 虚拟存储器的组织方式329

6.7.3 Pentium CPU支持的虚拟存储器331

6.7.4 存储管理部件（MMU）334

习题6335

第7章 输入／输出系统337

7.1 概述337

7.1.1 主机与外围设备间的连接方式337

7.1.2 I/O接口的功能和分类340

7.1.3 接口的编址和I/O指令343

7.2 直接程序控制方式344

7.2.1 立即程序传方式344

7.2.2 程序查询方式345

7.3 程序中断方式347

7.3.1 中断的基本概念347

7.3.2 中断的过程353

7.3.3 中断接口模型355

7.3.4 中断接口举例361

7.4 DMA方式366

7.4.1 DMA方式的一般概念366

7.4.2 DMA过程367

7.4.3 DMA接口组成368

7.4.4 DMA控制器编程及应用372

7.5 通道与IOP379

7.5.1 通道379

7.5.2 IOP与外围处理机382

7.6 系统总线384

7.6.1 总线的功能与分类384

7.6.2 总线标准及信号组成386

7.6.3 总线操作时序390

7.6.4 典型总线举例392

7.7 典型外设接口393

7.7.1 ATA接口393

7.7.2 SCSI接口395

习题7395

第8章 I/O设备与I/O程序设计397

8.1 概述397

8.1.1 I/O设备的分类397

8.1.2 工作机制中的几个层次399

8.2.1 键盘的结构与工作原理400

8.2 键盘400

8.2.2 键盘驱动程序405

8.3 打印机409

8.3.1 打印设备410

8.3.2 打印机驱动程序415

8.4 显示器417

8.4.1 CRT显示器417

8.4.2 CRT适配器技术指标424

8.4.3 LCD液晶显示器和等离子显示技术426

8.4.4 显示器软件调用430

习题8431

附录A ASCll码字符表433

参考文献434