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第一章　绪论1

第一节　计算机发展简史1

一、计算机的发展过程1

二、计算机的分类2

第二节　计算机组成和工作原理3

一、计算机的基本组成3

二、机器指令与汇编语言3

三、总线结构4

四、计算机的工作过程4

二、计算机软件系统7

一、计算机硬件系统7

第三节　计算机系统的组成7

三、计算机系统层次结构8

四、计算机系统结构的分类10

五、计算机系统结构的发展11

第四节　计算机的特点与应用12

一、计算机的特点12

二、计算机的主要性能指标13

三、计算机的应用13

习题16

第一节　数据与字符在计算机中的表示方法17

一、数值数据的表示方法17

第二章　运算方法和运算器17

二、字符数据的表示方法23

第二节　定点补码加、减法运算24

一、补码运算基础24

二、变形补码与溢出判断26

三、定点补码的加法运算27

四、定点补码的减法运算28

第三节　定点乘法运算28

一、带符号的二进制数移位操作29

二、原码一位乘法30

三、补码两位乘法32

一、原码一位除法36

第四节　定点除法运算36

二、补码一位除法41

第五节　浮点四则运算与双精度运算44

一、浮点加、减法运算44

二、浮点乘、除法运算48

三、双精度四则运算49

第六节　逻辑运算51

第七节　定点运算器的组成和结构53

一、加法器及其进位系统53

二、算术逻辑运算单元（ALU）60

三、定点运算器的组成64

四、定点运算器的基本结构65

五、定点运算器举例66

习题68

第八节　浮点运算器举例68

第三章　存储系统71

第一节　存储器概述71

一、存储器的分类和性能指标71

二、主存储器的组成与工作原理73

三、存储系统的层次结构75

第二节　半导体随机存储器76

一、半导体存储单元电路77

二、存储器芯片的结构79

三、半导体随机存储器85

一、掩膜式只读存储器（MROM）和可编程只读存储器（PROM）90

第三节　半导体只读存储器90

二、可擦除可编程只读存储器（EPROM）91

三、电擦除可编程只读存储器（E2PROM）92

四、闪烁存储器95

第四节　并行存储器98

一、相联存储器98

二、多体交叉访问存储器100

三、双端口存储器101

第五节　高速缓冲存储器104

一、Cache工作原理104

二、映像函数105

三、替换算法107

四、Cache存储器举例108

第六节　虚拟存储器109

一、虚拟存储器中的地址变换109

二、虚拟存储系统举例112

第七节　辅助存储器114

一、磁性材料存储原理115

二、磁盘存储器117

三、磁带存储器122

四、光盘存储器123

习题126

一、指令字长度129

第一节　指令格式129

第四章　指令系统与寻址方式129

二、操作码及其扩展技术130

三、地址码131

第二节　指令和数据的寻址方式133

一、指令的寻址方式133

二、操作数的寻址方式133

第三节　Intel 80286/80386寻址方式举例141

第四节　指令系统的要求和发展143

一、对指令系统的要求143

二、指令系统的发展144

二、算术运算指令145

一、数据传送指令145

第五节　指令系统的分类和指令功能145

三、逻辑运算指令146

四、移位操作指令146

五、堆栈操作指令146

六、字符串处理指令147

七、转移指令147

八、子程序调用与返回指令149

九、陷井（TRAP）和陷井指令150

十、输入／输出指令150

习题151

一、中央处理器的功能153

第五章　控制器原理153

第一节　中央处理器的功能与组成153

二、中央处理器的结构154

三、CPU内部数据通道155

第二节　控制器的功能和组成157

一、控制器的功能157

二、控制器的组成159

三、控制方式160

第三节　单总线结构的操作过程162

一、从主存储器中读一个字的信息163

二、把一个字写入存储器163

四、执行算术或逻辑操作164

三、寄存器间的传送164

五、指令的执行过程165

第四节　组合逻辑控制器原理167

一、组成概述167

二、设计举例167

三、PLD控制逻辑172

第五节　微程序控制器的原理及设计177

一、微程序控制的基本概念178

二、微指令的编码方法180

三、微指令地址的形成181

四、微程序设计185

五、具有下地址域的微指令189

第六节　流水线处理器194

一、流水线处理器的原理194

二、流水线中的数据相关、程序转移和中断196

第七节　简化指令系统计算机——RISC197

一、RISC的发展和特点197

二、RISC的指令系统197

三、RISC硬件结构198

四、RISC技术展望200

习题201

第六章　外围设备和接口203

第一节　系统总线203

一、总线的概念和分类203

二、常见的总线结构204

三、输入、输出设备与主机的连接206

第二节　接口的基本功能和类型207

一、接口的基本功能207

二、接口的类型207

三、并行和串行接口209

三、外存储器设备212

六、数据通信设备212

四、A/D、D/A设备212

五、数据终端设备212

二、输出设备212

一、输入设备212

第三节　输入输出设备概述212

第四节　输入设备213

一、键盘213

二、光学字符识别设备215

三、图形图像输入设备216

四、语音识别218

第五节　输出设备219

一、打印设备219

二、显示器227

习题234

第一节　输入、输出系统概述235

一、输入、输出设备的寻址方式235

第七章　输入输出系统235

二、输入、输出数据传送的控制方式236

第二节　程序直接控制方式239

第三节　程序中断方式241

一、中断的基本概念241

二、中断的基本类型242

三、中断源的建立和中断信号的传递243

四、中断的判优排队244

五、中断的开放与屏蔽247

六、中断响应248

七、中断处理250

八、外围接口中的中断控制逻辑251

九、中断传送过程253

第四节　直接存储器存取（DMA）方式254

一、DMA接口的组成255

二、DMA控制器的功能256

三、DMA操作步骤257

四、DMA传送方式举例——软盘接口257

第五节　通道控制方式258

一、通道控制概述258

二、通道类型260

第六节　输入、输出处理机262

习题264

参考文献265