第1章概論
1.1計算機的發(fā)展歷史
1.1.1更新?lián)Q代的計算機硬件
1.1.2日臻完善的計算機軟件
1.2計算機系統(tǒng)的硬件組成
1.2.1計算機的功能部件
1.2.2馮·諾依曼計算機
1.3計算機的軟件系統(tǒng)
1.3.1系統(tǒng)軟件
1.3.2應(yīng)用軟件
1.4計算機系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)
1.4.1硬件與軟件的關(guān)系
1.4.2計算機系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)
1.4.3計算機硬件系統(tǒng)的組織
1.5計算機的工作特點和性能指標
1.5.1計算機的工作特點
1.5.2計算機的性能指標
1.6計算機的分類與應(yīng)用
1.6.1計算機的分類
1.6.2計算機的應(yīng)用
習題
第2章計算機中數(shù)據(jù)信息的表示
2.1進位計數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換
2.2帶符號數(shù)的表示
2.2.1機器數(shù)與真值
2.2.2原碼表示
2.2.3補碼表示
2.2.4反碼表示
2.2.5移碼表示
2.3數(shù)的定點表示與浮點表示
2.3.1定點表示
2.3.2浮點表示
2.4非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示
2.4.1邏輯數(shù)——二進制串
2.4.2字符與字符串
2.4.3漢字信息的表示
2.5十進制數(shù)串的表示
2.6數(shù)據(jù)的長度與存儲方式
2.6.1數(shù)據(jù)的長度
2.6.2數(shù)據(jù)的存儲方式
2.7數(shù)據(jù)校驗碼
2.7.1碼距與數(shù)據(jù)校驗碼
2.7.2奇偶校驗碼
2.7.3海明校驗碼
2.7.4循環(huán)冗余校驗碼
習題
第3章運算方法與運算器
3.1運算器的設(shè)計方法
3.2定點補碼加減運算
3.2.1補碼加減運算的基礎(chǔ)
3.2.2溢出判斷與變形補碼
3.2.3算術(shù)邏輯運算部件
3.3定點乘法運算
3.3.1原碼乘法運算
3.3.2補碼乘法運算
3.3.3快速乘法運算
3.4定點除法運算
3.4.1原碼除法運算
3.4.2補碼除法運算
3.4.3陣列除法器
3.5浮點四則運算
3.5.1浮點加減運算
3.5.2浮點乘除運算
3.6運算器的組成
3.6.1定點運算器
3.6.2浮點運算器
3.7十進制數(shù)的加減運算方法
3.7.1一位十進制加法器的設(shè)計
3.7.2多位十進制整數(shù)的加減運算
3.8邏輯運算和移位操作
3.8.1邏輯運算
3.8.2移位操作
習題
第4章存儲器系統(tǒng)
4.1存儲器概述
4.1.1存儲器的分類
4.1.2主存儲器的組成和基本操作
4.1.3存儲器的主要技術(shù)指標
4.1.4存儲器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
4.2半導體隨機存儲器
4.2.1半導體隨機存儲器的分類
4.2.2半導體隨機存儲器單元電路
4.2.3半導體隨機存儲器芯片的結(jié)構(gòu)及實例
4.2.4半導體存儲器的組成
4.3半導體只讀存儲器
4.3.1只讀存儲器的分類
4.3.2閃速存儲器
4.4并行存儲器
4.4.1雙端口存儲器
4.4.2并行主存系統(tǒng)
4.4.3相聯(lián)存儲器
4.5高速緩沖存儲器
4.5.1Cache在存儲體系中的地位和作用
4.5.2Cache的結(jié)構(gòu)及工作原理
4.5.3Cache的替換算法與寫策略
4.6虛擬存儲器
4.6.1頁式虛擬存儲器
4.6.2段式虛擬存儲器
4.6.3段頁式虛擬存儲器
4.7輔助存儲器
4.7.1磁表面存儲器的基本原理
4.7.2磁記錄方式
4.7.3磁盤存儲器
4.7.4光盤存儲器
4.7.5固態(tài)硬盤
4.8廉價磁盤冗余陣列RAID
4.8.1RAID 0
4.8.2RAID 1
4.8.3RAID 2
4.8.4RAID 3
4.8.5RAID 4
4.8.6RAID 5
4.8.7RAID 6
習題
第5章指令系統(tǒng)
5.1機器指令
5.1.1機器指令格式
5.1.2指令字的長度
5.1.3指令的地址碼
5.1.4指令的操作碼
5.2尋址方式
5.2.1指令的尋址方式
5.2.2操作數(shù)的尋址方式
5.3指令類型與功能
5.3.1數(shù)據(jù)傳送指令
5.3.2算術(shù)邏輯運算指令
5.3.3移位指令
5.3.4堆棧操作指令
5.3.5字符串處理指令
5.3.6程序控制指令
5.3.7輸入輸出指令
5.3.8其他指令
5.4CISC機和RISC機指令風格
5.4.1復雜指令系統(tǒng)計算機CISC
5.4.2精簡指令系統(tǒng)計算機RISC
5.5指令系統(tǒng)舉例
5.5.1Pentium Ⅱ的指令系統(tǒng)
5.5.2MIPS的指令系統(tǒng)
習題
第6章控制系統(tǒng)與CPU
6.1控制器概述
6.1.1指令執(zhí)行的基本步驟
6.1.2控制器的基本功能
6.1.3控制器的組成
6.1.4控制器的組成方式
6.2控制器的控制方式與時序系統(tǒng)
6.2.1控制方式
6.2.2時序系統(tǒng)
6.3CPU的總體結(jié)構(gòu)
6.3.1寄存器的設(shè)置
6.3.2數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)及指令流程分析
6.4模型機的總體結(jié)構(gòu)
6.4.1模型機的數(shù)據(jù)通路
6.4.2模型機的指令系統(tǒng)
6.4.3模型機的時序系統(tǒng)
6.5組合邏輯控制器設(shè)計
6.5.1設(shè)計的步驟
6.5.2模型機的設(shè)計
6.6微程序控制器設(shè)計
6.6.1微程序控制器概述
6.6.2微指令的編譯方法
6.6.3微程序的順序控制方式
6.6.4微指令的執(zhí)行方式
6.6.5微程序設(shè)計方法
6.6.6微程序控制器設(shè)計步驟
6.6.7舉例——模型機的微程序設(shè)計
6.6.8微程序設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用
6.7流水線處理技術(shù)
6.7.1指令的執(zhí)行方式
6.7.2流水線的分類
6.7.3線性流水線的性能
6.7.4流水線的相關(guān)問題
6.8CPU舉例
6.8.1Intel的Pentium處理器
6.8.2MIPS32 4K處理器核
習題
第7章總線技術(shù)
7.1總線概述
7.1.1采用總線實現(xiàn)互連的優(yōu)勢
7.1.2總線的分類
7.1.3總線的標準
7.1.4總線的性能
7.2總線的組成與結(jié)構(gòu)
7.2.1總線的組成
7.2.2總線的結(jié)構(gòu)
7.3總線的設(shè)計要素與實現(xiàn)
7.3.1總線的設(shè)計要素
7.3.2總線的實現(xiàn)
7.4總線與計算機系統(tǒng)
7.5PCI總線
7.5.1PCI總線的概況
7.5.2PCI局部總線的信號定義
7.5.3PCI局部總線的操作
7.6通用串行總線
7.6.1USB總線的歷史和使用概況
7.6.2USB總線的體系結(jié)構(gòu)
7.6.3USB總線的事務(wù)和傳輸
7.7其他設(shè)備總線
7.7.1小型計算機系統(tǒng)接口
7.7.2ATA接口
習題
第8章I/O設(shè)備
8.1I/O設(shè)備概述
8.2輸入設(shè)備
8.2.1鍵盤
8.2.2鼠標
8.2.3觸摸屏
8.3輸出設(shè)備
8.3.1顯示器
8.3.2打印機
8.4多媒體I/O設(shè)備
8.4.1音頻設(shè)備
8.4.2視頻設(shè)備
8.4.3圖像設(shè)備
習題
第9章I/O系統(tǒng)組織
9.1I/O系統(tǒng)概述
9.1.1I/O系統(tǒng)需要解決的主要問題
9.1.2I/O系統(tǒng)的組成
9.1.3主機與外圍設(shè)備間的連接方式與組織管理
9.1.4I/O信息傳送的控制方式
9.2I/O接口
9.2.1I/O接口的基本功能
9.2.2I/O接口的分類
9.3程序控制方式
9.3.1直接程序控制方式
9.3.2程序中斷控制方式
9.4直接存儲器訪問方式
9.4.1DMA方式的特點與應(yīng)用場合
9.4.2DMA的傳送方式
9.4.3DMA的硬件組織
9.4.4DMA控制器的組成
9.4.5DMA控制方式下的數(shù)據(jù)傳送過程
9.5I/O通道方式
習題
參考文獻