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计算机组成原理1

第1章 概论1

1.1 计算机硬件的基本构成1

1.1.1 运算器1

1.1.2 存储器2

1.1.3 控制器3

1.1.4 输入输出设备4

1.2 计算机软件概述5

1.3 程序设计语言及其编译6

习题17

第2章 数据编码和数据运算9

2.1 数据与文字的编码9

2.1.1 数制的转换9

2.1.2 定点数的编码12

2.1.3 浮点数的编码16

2.1.4 文字的编码19

2.1.5 检错码和纠错码21

2.2 定点数加减法运算24

2.2.1 补码的加减法运算24

2.2.2 溢出概念与检测方法25

2.2.3 基本的二进制加法／减法器27

2.3 定点数乘除法运算29

2.3.1 原码一位乘法30

2.3.2 补码一位乘法32

2.3.3 定点数除法运算33

2.4 逻辑运算37

2.5 定点运算器的组成和结构40

2.6 浮点数运算和浮点运算器42

2.6.1 浮点数加法和减法42

2.6.2 浮点数乘法和除法45

习题246

第3章 存储系统50

3.1 存储器的构成50

3.1.1 存储器芯片50

3.1.2 存储器的基本组织56

3.2 存储系统的构成57

3.2.1 提高存储器工作速度的技术57

3.2.2 层次化存储系统61

3.3 高速缓冲存储器62

3.3.1 Cache的功能与基本原理62

3.3.2 地址映象与变换63

3.3.3 替换策略及更新策略69

3.4 虚拟存储器71

3.4.1 页式虚拟存储器71

3.4.2 段式虚拟存储器73

3.4.3 段页式虚拟存储器74

习题375

第4章 指令系统78

4.1 指令格式和指令编码78

4.1.1 操作码79

4.1.2 地址码80

4.1.3 指令字长度81

4.1.4 指令助记符82

4.2 操作数的存储及其寻址方式83

4.2.1 操作数的类型和存储方式83

4.2.2 数据的寻址方式86

4.3 指令系统89

4.3.1 指令类型89

4.3.2 CISC和RISC91

4.3.3 指令系统实例92

习题494

第5章 控制器97

5.1 基本概念97

5.2 指令周期100

5.2.1 运算指令周期101

5.2.2 访存指令周期103

5.2.3 控制指令周期105

5.3 硬连线控制器107

5.3.1 指令周期流程图107

5.3.2 硬连线控制器108

5.4 微程序控制器111

5.4.1 微程序和微指令111

5.4.2 微程序控制器原理112

5.4.3 微程序设计技术113

习题5117

第6章 系统总线119

6.1 总线的基本概念119

6.1.1 总线的分类119

6.1.2 总线的信息传输方式120

6.1.3 总线的通信同步方式122

6.2 总线控制125

6.2.1 链式查询方式125

6.2.2 计数器定时查询方式126

6.2.3 独立请求方式126

6.3 总线接口128

6.3.1 串行总线接口128

6.3.2 并行总线接口131

习题6134

第7章 外围设备135

7.1 输出设备135

7.1.1 显示设备135

7.1.2 打印设备137

7.1.3 绘图机140

7.2 输入设备141

7.2.1 文字输入设备141

7.2.2 图形输入设备141

7.2.3 图像输入设备142

7.2.4 音频处理设备143

7.3 磁盘存储设备145

7.3.1 磁记录原理与记录方式145

7.3.2 硬磁盘存储设备147

7.3.3 软磁盘存储设备151

7.3.4 光磁盘存储设备154

7.4 光盘存储设备154

7.4.1 光盘的分类154

7.4.2 光盘的结构155

7.4.3 信息存储方式155

7.4.4 光盘驱动器156

7.4.5 光盘驱动器的性能157

7.4.6 可擦写光盘157

习题7158

第8章 输入输出系统160

8.1 基本的输入输出方式160

8.1.1 外围设备的寻址161

8.1.2 外围设备的定时161

8.1.3 程序查询输入输出方式162

8.2 中断166

8.2.1 中断的基本概念166

8.2.2 中断响应的过程167

8.2.3 中断请求与裁决168

8.2.4 多重中断与中断屏蔽169

8.2.5 中断输入输出接口171

8.2.6 中断的类型与应用171

8.3 DMA方式172

8.3.1 DMA方式的基本概念172

8.3.2 DMA传送方式173

8.3.3 基本的DMA控制器174

8.4 通道方式176

8.4.1 通道的类型176

8.4.2 通道的功能178

8.4.3 通道工作过程179

8.4.4 SCSI总线179

习题8182

参考文献184

计算机组成原理自学考试大纲出版前言187

一、课程性质与设置目的189

二、课程内容与考核目标190

第1章 概论190

第2章 数据编码和数据运算191

第3章 存储系统192

第4章 指令系统193

第5章 控制器194

第6章 系统总线195

第7章 外围设备195

第8章 输入输出系统196

三、有关说明与实施要求198

附录 题型举例200

后记202