计算机组成原理

第1章计算机概述
1.1计算机的发展状况
1.1.1计算机的发展
1.1.2微型计算机的发展历史
1.1.3计算机的发展趋势
1.2计算机系统的组成
1.2.1计算机系统概述
1.2.2计算机的硬件系统
1.2.3计算机的软件系统
1.3计算机的特点和主要性能指标
1.3.1计算机的特点
1.3.2计算机的性能指标
小结
习题1
第2章计算机中信息的编码
2.1用数字信号表示信息
2.2进位计数制及其相互转换
2.2.1计数制
2.2.2常用计数制间的相互转换
2.3数值数据的编码
2.3.1机器数
2.3.2定点数的原码、补码、反码
2.3.3定点数和浮点数
2.4非数值型数据的编码
2.4.1字符编码
2.4.2汉字编码
2.5数据校验与纠错
2.5.1奇偶校验码
2.5.2海明码
小结
习题2
第3章运算方法和运算器
3.1数字逻辑基础
3.1.1半导体技术与逻辑器件的概念
3.1.2逻辑代数基本运算
3.1.3逻辑门的实现
3.1.4组合逻辑电路
3.1.5时序逻辑电路
3.2机器数的加减运算及其实现
3.2.1原码加法
3.2.2补码加法
3.2.3减法运算
3.2.4补码加减运算线路的实现
3.3定点乘法及其实现
3.3.1定点原码一位乘法
3.3.2定点补码一位乘法
3.3.3定点原码两位乘法
3.3.4定点补码两位乘法
3.4定点除法及其实现
3.4.1定点原码除法
3.4.2定点补码除法
3.5浮点数的算术运算
3.5.1浮点数的补码加法运算
3.5.2浮点数的乘法和除法运算
3.6运算器的组成和结构
3.6.1算术逻辑单元ALU
3.6.2通用寄存器组和状态寄存器
3.6.3数据通路
3.6.4运算器的基本结构
3.6.5运算器组成实例
3.7浮点运算器
3.7.1浮点运算器的结构
3.7.280387的主要性能
3.7.380387的硬件特性
3.7.4协处理器的工作方式
小结
习题3
第4章计算机的指令系统
4.1机器指令
4.1.1指令格式
4.1.2指令操作码的编码格式
4.1.3指令字长度与机器字长的关系
4.1.4指令助记符
4.2指令和数据的寻址方式
4.2.1寻址方式和有效地址的概念
4.2.2数据寻址的基本寻址方式
4.2.3COP2000模型机的寻址方式
4.3指令的种类
4.3.1数据传送类指令
4.3.2算术逻辑运算类指令
4.3.3字符串处理指令
4.3.4输入/输出(I/O)指令
4.3.5特权指令和陷阱指令
4.3.6转移指令
4.3.7子程序调用指令
4.3.8处理器控制指令
4.4指令的执行方式
4.4.1顺序执行方式
4.4.2重叠执行方式
4.4.3流水线执行方式
4.4.4指令运行的基本过程
4.5精简指令计算机(RISC)的指令系统
4.5.1RISC的由来与发展
4.5.2RISC的特点
4.5.3RISC基本技术
小结
习题4
第5章中央处理器
5.1中央处理器的功能及组成
5.1.1CPU的功能
5.1.2CPU的基本组成
5.1.3CPU中的寄存器
5.2指令周期
5.2.1指令周期的基本概念
5.2.2CLA指令的指令周期
5.2.3ADD指令的指令周期
5.2.4STA指令的指令周期
5.2.5NOP指令和JMP指令的指令周期
5.3组合逻辑控制器
5.3.1组合逻辑控制器的基本组成与实现方式
5.3.2COP2000模型机的CPU
5.4微程序控制器
5.4.1微命令和微操作
5.4.2微指令和微程序
5.4.3微程序控制器的组成
5.4.4微指令结构
5.5流水线处理器
5.5.1流水线CPU
5.5.2流水线分类
5.5.3流水线中的相关问题
5.6RISC硬件结构
5.6.1RISC的特点
5.6.2RISC机器
5.6.3RISC CPU
5.7CPU的新技术
5.7.1SIMD技术
5.7.2超线程技术
5.7.3多媒体技术
小结
习题5
第6章存 储 系 统
6.1存储器概述
6.1.1存储器的概念
6.1.2存储器的分类
6.1.3存储器的层次结构
6.2主存储器
6.2.1主存储器的性能技术指标
6.2.2随机存储器
6.2.3只读存储器
6.3CPU与存储器的连接
6.3.1CPU与存储器连接应注意的问题
6.3.2存储器片选信号的产生方式和译码电路
6.3.3CPU与存储器的连接
6.4高速缓冲存储器Cache
6.4.1Cache的结构及工作原理
6.4.2高速缓冲器的组织与管理
6.5虚拟存储器
6.5.1存储器的管理
6.5.2虚拟存储器概述
6.5.3页式虚拟存储器
6.5.4段式虚拟存储器
6.5.5段页式虚拟存储器
小结
习题6
第7章系 统 总 线
7.1系统概述
7.1.1总线概念
7.1.2总线结构
7.1.3总线的分类和性能指标
7.2总线控制
7.2.1集中式仲裁方式
7.2.2分布式仲裁方式
7.3总线通信
7.3.1同步通信
7.3.2异步通信
7.3.3半同步方式
7.4系统总线标准
7.4.1系统总线概述
7.4.2常见的系统总线标准
7.5总线新技术
小结
习题7
第8章输入/输出与中断系统
8.1I/O系统概述
8.1.1I/O系统的功能与组成
8.1.2输入/输出设备的寻址方式
8.1.3输入/输出数据传送控制方式
8.2程序查询输入/输出方式
8.2.1程序查询输入/输出方式的接口
8.2.2程序查询输入/输出方式的工作过程
8.3程序中断输入/输出方式
8.3.1中断的基本概念
8.3.2中断方式的接口
8.3.3中断的响应和处理
8.3.4多级中断
8.4Intel 8259A可编程中断控制器
8.4.18259A的引脚和内部结构
8.4.28259A工作过程
8.4.38259A工作方式
8.4.48259A初始化命令字和操作方式命令字
8.5中断程序举例
8.5.1IBMPC/XT的中断控制逻辑
8.5.2IBMPC/XT对8259A的初始化
8.5.3IBMPC/AT的中断控制逻辑
8.5.4IBMPC/AT对8259A的初始化
8.6DMA方式
8.6.1DMA概述
8.6.2DMA控制器Intel 8237A
小结
习题8
第9章外 围 设 备
9.1概述
9.2辅助存储设备
9.2.1磁存储技术
9.2.2硬磁盘存储器
9.2.3磁盘阵列存储器
9.2.4光盘存储器
9.3输入设备
9.3.1键盘
9.3.2鼠标
9.3.3扫描仪
9.3.4触摸屏
9.3.5数码相机
9.4输出设备
9.4.1显示器
9.4.2打印机
9.4.3其他输出设备
小结
习题9
附录A实验
A.1COP2000简介
A.1.1COP2000的硬件特点
A.1.2COP2000的硬件组成
A.2COP2000模块分部实验
A.2.1运算器验证实验
A.2.2存储器实验
A.2.3微程序控制器实验
A.2.4中断控制器验证实验
A.2.5模型机与机器指令执行实验
附录B习题参考答案
参考文献