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第1章　概论1

1.1 计算机的发展与应用1

1.1.1　计算机的发展简史2

1.1.2　计算机的特点3

1.1.3　计算机的应用4

1.2　计算机系统的组成5

1.2.1　计算机的硬件系统5

1.2.2　计算机的软件系统8

1.2.3　计算机系统的层次结构10

1.3　计算机的分类和性能指标12

1.3.1 计算机的分类12

1.3.2　计算机的性能指标12

1.4　多媒体技术13

1.5　本章小结14

1.6　习题15

第2章　计算机中的数据表示17

2.1　数据、信息和媒体18

2.1.1 数据18

2.1.2　信息19

2.1.3　媒体19

2.1.4　数字化信息编码19

2.2　进位计数制20

2.2.1　进位基数和位的权数21

2.2.2　二进制数制21

2.2.3　八进制数制22

2.2.4　十六进制数制22

2.2.5　数制之间的相互转换22

2.3.2　浮点数表示法26

2.3.1 定点数表示法26

2.3　定点数和浮点数26

2.3.3 定点数表示法和浮点数表示法的比较27

2.3.4　计算机中数的表示单位和机器字长28

2.4　带符号数的表示方法29

2.4.1　机器数的原码表示法29

2.4.2　机器数的补码表示法30

2.4.3　机器数的反码表示法36

2.4.4　机器数的移码表示法37

2.4.5　各种编码的比较38

2.5　十进制数据表示38

2.5.1 二一十进制编码原理39

2.5.2　二一十进制有权码39

2.5.3 二一十进制无权码40

2.6.1 ASCII码41

2.6　字符编码41

2.6.2 EBCDIC码43

2.6.3　汉字的表示43

2.7　数据校验码43

2.7.1　奇偶校验码44

2.7.2　海明校验码44

2.7.3 循环冗余校验码47

2.8　本章小结50

2.9 习题50

第3章　运算方法和运算器53

3.1 定点数的加减运算53

3.1.1　补码加减运算规则53

3.1.2　基本的二进制加法／减法器54

3.1.3　加法运算及其加速方法57

3.2.1　原码一位乘法61

3.2　定点乘法运算61

3.2.2　补码一位乘法64

3.3　定点除法运算66

3.3.1 原码一位除法66

3.3.2　补码一位除法70

3.4　定点运算器的组成和结构71

3.4.1 运算器与其他部件的关系71

3.4.2 定点运算器的功能和组成72

3.5　浮点算术运算方法和浮点运算器78

3.5.1　浮点算术运算方法78

3.5.2　浮点运算器83

3.6　本章小结83

3.7 习题84

4.1　存储器概述87

第4章　存储器及存储系统87

4.1.1　存储器的分类89

4.1.2　存储器的分级结构91

4.2 主存储器93

4.2.1 主存储器技术指标93

4.2.2　主存储器基本组成95

4.2.3 主存储器基本操作96

4.3 半导体存储器芯片97

4.3.1　静态MOS存储器97

4.3.2　动态MOS存储器102

4.3.3 半导体只读存储器105

4.4　主存储器组织110

4.4.1　存储器与中央处理器的连接110

4.4.2　高速缓冲存储器114

4.4.3 多体交叉存储器119

4.4.4　虚拟存储器121

4.5　存储保护127

4.5.1　存储区域保护128

4.5.2　访问方式保护129

4.6　本章小结129

4.7 习题130

第5章　指令系统135

5.1 计算机指令系统的发展与性能135

5.1.1　指令系统的发展135

5.1.2　指令系统的性能要求137

5.2　指令的格式138

5.2.1 指令操作码与地址码138

5.2.2　指令字长与扩展方法141

5.3　寻址方式143

5.4.1　指令系统的分类150

5.4　指令的分类与高级语言150

5.4.2　指令系统与高级语言153

5.5　典型指令系统154

5.5.1 PDP-11和VAX-11指令系统154

5.5.2 TEC-2指令系统157

5.6　本章小结161

5.7　习题162

第6章　中央处理器167

6.1 中央处理器的总体结构167

6.1.1 中央处理器的功能与组成167

6.1.2　操作控制器与时序产生器171

6.2　指令的执行与时序产生器171

6.2.1 指令周期171

6.2.2　时序产生器180

6.2.3 CPU的控制方式182

6.3　微程序设计技术与微程序控制器183

6.3.1　微程序设计技术183

6.3.2　微程序控制器190

6.4　硬布线控制器与门阵列控制器192

6.4.1　硬布线控制器192

6.4.2 PLA逻辑控制原理193

6.5 CPU新技术194

6.5.1　流水线工作原理194

6.5.2 RISC结构198

6.5.3 奔腾CPU199

6.6　本章小结201

6.7 习题202

7.1.1　总线的基本概念207

7.1 系统总线的结构207

第7章　系统总线207

7.1.2　总线的连接方式210

7.2　总线的控制、数据传输和接口214

7.2.1　总线的控制214

7.2.2　总线的数据传输方式218

7.2.3　总线的接口219

7.3　常用总线举例221

7.3.1 ISA总线221

7.3.2 EISA总线221

7.3.3 VL总线（VESA总线）222

7.3.4 PCI总线222

7.3.5 USB总线226

7.3.6 Futurebus总线227

7.4　本章小结228

7.5 习题229

第8章　输入输出系统231

8.1 信息交换的控制方式232

8.1.1　外部设备与主机的连接方式232

8.1.2　外部设备的编址方式233

8.1.3 I/O组织与外设接口234

8.2　程序查询方式237

8.2.1　程序查询输入输出方式237

8.2.2　程序查询方式的接口238

8.3　程序中断方式238

8.3.1 中断的基本概念239

8.3.2 CPU响应中断的条件240

8.3.3　中断处理243

8.3.4　单级中断与多级中断244

8.3.5 程序中断方式的基本接口248

8.4 DMA方式249

8.4.1 DMA的基本概念249

8.4.2 DMA传输方式250

8.4.3　基本的DMA控制器252

8.4.4　选择型和多路型DMA控制器255

8.5 I/O通道方式256

8.5.1　通道的基本概念256

8.5.2　通道的类型258

8.6　本章小结260

8.7 习题261

第9章　计算机外部设备264

9.1 计算机外部设备概述264

9.1.1　外部设备的一般功能及分类265

9.2.1　键盘267

9.2　输入设备267

9.1.2　外部设备的特点267

9.2.2　鼠标268

9.2.3　扫描仪268

9.2.4　数码相机270

9.3　打印输出设备272

9.3.1 点阵针式打印机272

9.3.2　激光打印机274

9.3.3　喷墨打印机276

9.4　显示设备277

9.4.1 CRT显示器279

9.4.2　液晶显示设备286

9.5　磁表面存储器288

9.5.1　磁记录原理与记录方式289

9.5.2　软磁盘存储器294

9.5.3　硬盘存储器298

9.6　光盘存储器304

9.6.1　光盘存储器类型304

9.6.2　只读型光盘存储器305

9.6.3 一次写入型光盘存储器307

9.6.4　磁光盘存储器307

9.7　通信与网络设备308

9.7.1　调制解调器308

9.7.2　网络接口卡310

9.7.3 网络互联设备311

9.8　本章小结312

9.9 习题313

第10章　计算机系统317

10.1　计算机系统基本知识317

10.1.2　计算机组成与实现318

10.1.1　计算机系统结构定义318

10.1.3　计算机系统的分类319

10.1.4　如何提高计算机系统的运算速度320

10.1.5　开放系统320

10.2 向量处理机321

10.2.1 巨型计算机322

10.2.2　向量协处理机323

10.3　阵列处理机和多处理机系统323

10.3.1 并行性概念324

10.3.2　阵列处理机系统324

10.3.3　多处理机系统326

10.4　精简指令系统计算机330

10.4.1 RISC的发展背景330

10.4.2 RISC的特点331

10.4.3 RISC的组织结构333

10.5　超级标量、超级流水线处理机335

10.5.1 超级标量处理机336

10.5.2　超级流水线处理机337

10.5.3　超长指令字处理机337

10.6　微型计算机337

10.7　新一代计算机340

10.7.1 生物计算机340

10.7.2　超导计算机341

10.7.3　量子计算机342

10.7.4　纳米计算机342

10.7.5　光计算机344

10.8　本章小结345

10.9 习题346

参考文献348