計算機組成原理第五版白中英

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計算機組成原理介紹

本書主要介紹計算機單機系統(tǒng)的組成原理及內(nèi)部工作機制，包括計算機各大部件的工作原理、邏輯實現(xiàn)、設(shè)計方法及其互連構(gòu)成計算機整機的技術(shù)。全書共分為9 章，其內(nèi)容包括：計算機概述、計算機中數(shù)據(jù)信息的表示、運算方法與運算器、存儲器系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、控制系統(tǒng)與cpu、總線技術(shù)、i/o設(shè)備、i/o系統(tǒng)組織，突出了近幾年新技術(shù)的應(yīng)用，更具有創(chuàng)新性。

本書綜合了作者多年的教學(xué)實踐經(jīng)驗，參考了國內(nèi)外有關(guān)著作、資料之精華，內(nèi)容充實、思路清晰、概念明確、重點突出、通俗易懂，并附有大量例題與習(xí)題。本書可作為計算機及相關(guān)專業(yè)本科的計算機組成原理課程的教材，也可作為研究生入學(xué)考試的復(fù)習(xí)用書。

*主要介紹計算機單機系統(tǒng)的組成原理及內(nèi)部工作機，內(nèi)容充實、思路清晰、重點突出。

*編寫時注意內(nèi)容的實用性與先進(jìn)性。

*列舉大量題與習(xí)題，便于課堂教學(xué)與讀者自學(xué)。

*可作為計算機及相關(guān)專業(yè)本科的教材，也可作為研究生入學(xué)考試的參考書。

計算機組成原理目錄

第1章 概論1

1.1計算機的發(fā)展歷史1

1.1.1更新?lián)Q代的計算機硬件1

1.1.2日臻完善的計算機軟件3

1.2計算機系統(tǒng)的硬件組成4

1.2.1計算機的功能部件4

1.2.2馮·諾依曼計算機6

1.3計算機的軟件系統(tǒng)8

1.3.1系統(tǒng)軟件8

1.3.2應(yīng)用軟件9

1.4計算機系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)9

1.4.1硬件與軟件的關(guān)系9

1.4.2計算機系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)9

1.4.3計算機硬件系統(tǒng)的組織11

1.5計算機的特點和性能指標(biāo)14

1.5.1計算機的工作特點14

1.5.2計算機的性能指標(biāo)14

1.6計算機的分類與應(yīng)用16

1.6.1計算機的分類16

1.6.2計算機的應(yīng)用17

.習(xí)題118

第2章 計算機中數(shù)據(jù)信息的表示21

2.1進(jìn)位計數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換21

2.2帶符號數(shù)的表示24

2.2.1機器數(shù)與真值24

2.2.2原碼表示25

2.2.3補碼表示26

2.2.4反碼表示31

2.2.5移碼表示33

2.3數(shù)的定點表示與浮點表示35

2.3.1定點表示36

2.3.2浮點表示38

2.3.3定點表示與浮點表示的比較44

2.4非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示45

2.4.1邏輯數(shù)——二進(jìn)制串45

2.4.2字符與字符串45

2.4.3漢字信息的表示47

2.5十進(jìn)制數(shù)串的表示50

2.6數(shù)據(jù)校驗碼53

2.6.1碼距與數(shù)據(jù)校驗碼53

2.6.2奇偶校驗碼54

2.6.3海明校驗碼56

2.6.4循環(huán)冗余校驗碼61

習(xí)題265

第3章 運算方法與運算器70

3.1運算器的設(shè)計方法70

3.2定點補碼加減運算71

3.2.1補碼加減運算的基礎(chǔ)71

3.2.2溢出判斷與變形補碼73

3.2.3算術(shù)邏輯運算部件75

3.3定點乘法運算78

3.3.1原碼乘法運算79

3.3.2補碼乘法運算86

3.3.3快速乘法運算92

3.4定點除法運算94

3.4.1原碼除法運算95

3.4.2補碼除法運算100

3.4.3快速除法運算106

3.5浮點四則運算109

3.5.1浮點加減運算109

3.5.2浮點乘除運算114

3.6運算器的組成118

3.6.1定點運算器118

3.6.2浮點運算器123

3.7十進(jìn)制數(shù)的加減運算方法124

3.7.1一位十進(jìn)制加法器的設(shè)計124

3.7.2多位十進(jìn)制整數(shù)的加減運算127

3.8邏輯運算和移位操作128

3.8.1邏輯運算128

3.8.2移位操作129

習(xí)題3132

第4章 存儲器系統(tǒng)138

4.1存儲器概述138

4.1.1存儲器的分類138

4.1.2主存儲器的組成和基本操作139

4.1.3存儲器的主要技術(shù)指標(biāo)141

4.1.4存儲器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)142

4.2半導(dǎo)體存儲器143

4.2.1半導(dǎo)體存儲器的分類143

4.2.2隨機存取存儲器的結(jié)構(gòu)及工作原理145

4.2.3只讀存儲器的結(jié)構(gòu)及工作原理160

4.2.4半導(dǎo)體存儲器的組成161

4.3輔助存儲器165

4.3.1磁表面存儲器的基本原理166

4.3.2磁記錄方式166

4.3.3磁盤存儲器169

4.3.4光盤存儲器173

4.4高速緩沖存儲器178

4.4.1cache在存儲體系中的地位和作用178

4.4.2cache的結(jié)構(gòu)及工作原理179

4.5并行存儲系統(tǒng)183

4.5.1單體多字并行主存系統(tǒng)183

4.5.2多體交叉存取方式的并行主存系統(tǒng)184

習(xí)題4185

第5章 指令系統(tǒng)190

5.1機器指令190

5.1.1機器指令格式191

5.1.2指令字的長度191

5.1.3指令的地址碼192

5.1.4指令的操作碼194

5.2尋址方式197

5.2.1指令的尋址方式197

5.2.2操作數(shù)的尋址方式198

5.3指令類型與功能209

5.3.1數(shù)據(jù)傳送指令210

5.3.2算術(shù)邏輯運算指令210

5.3.3移位操作指令211

5.3.4堆棧操作指令211

5.3.5字符串處理指令211

5.3.6程序控制指令212

5.3.7輸入輸出指令214

5.3.8其他指令214

5.4cisc機和risc機指令風(fēng)格215

5.4.1復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機cisc215

5.4.2精簡指令系統(tǒng)計算機risc216

5.5指令系統(tǒng)舉例217

5.5.1ultra sparc ⅱ的指令系統(tǒng)217

5.5.2pentium ⅱ的指令系統(tǒng)220

習(xí)題5224

第6章 控制系統(tǒng)與cpu227

6.1控制器概述227

6.1.1指令執(zhí)行的基本步驟227

6.1.2控制器的基本功能228

6.1.3控制器的組成229

6.1.4控制器的組成方式232

6.2控制器的控制方式與時序系統(tǒng)233

6.2.1控制方式233

6.2.2時序系統(tǒng)234

6.3cpu的總體結(jié)構(gòu)236

6.3.1寄存器的設(shè)置236

6.3.2數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu)及指令流程分析237

6.4模型機的總體結(jié)構(gòu)240

6.4.1模型機的數(shù)據(jù)通路240

6.4.2模型機的指令系統(tǒng)242

6.4.3模型機的時序系統(tǒng)245

6.5組合邏輯控制器設(shè)計246

6.5.1設(shè)計的步驟246

6.5.2模型機的設(shè)計247

6.6微程序控制器設(shè)計260

6.6.1微程序控制器概述260

6.6.2微指令的編譯方法263

6.6.3微程序的順序控制方式265

6.6.4微指令的執(zhí)行方式271

6.6.5微程序設(shè)計方法272

6.6.6微程序控制器設(shè)計步驟275

6.6.7舉例： 模型機的微程序設(shè)計275

6.6.8微程序設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用289

6.7流水線處理技術(shù)291

6.7.1指令的執(zhí)行方式291

6.7.2流水線的分類292

6.7.3線性流水線的性能293

6.7.4流水線的相關(guān)問題295

6.8cpu舉例296

6.8.1intel公司的pentium處理器296

6.8.2sun microsystems公司的sparc系統(tǒng)300

6.8.3主流cpu的新技術(shù)302

習(xí)題6304

第7章 總線技術(shù)309

7.1總線概述309

7.1.1采用總線實現(xiàn)互連的優(yōu)勢310

7.1.2總線的分類310

7.1.3總線標(biāo)準(zhǔn)311

7.1.4總線的性能311

7.2總線的組成與結(jié)構(gòu)312

7.2.1總線的組成312

7.2.2總線的結(jié)構(gòu)314

7.3總線的設(shè)計與實現(xiàn)315

7.3.1總線的設(shè)計要素315

7.3.2總線的實現(xiàn)323

7.4總線與計算機系統(tǒng)324

7.5常用總線舉例328

7.5.1內(nèi)部總線328

7.5.2設(shè)備總線335

習(xí)題7340

第8章 i/o設(shè)備344

8.1i/o設(shè)備概述344

8.2鍵盤345

8.2.1硬件掃描鍵盤345

8.2.2軟件掃描鍵盤347

8.3顯示設(shè)備348

8.3.1常見顯卡標(biāo)準(zhǔn)348

8.3.2crt顯示器349

8.3.3液晶顯示器356

8.4打印設(shè)備359

8.4.1概述359

8.4.2點陣打印機361

8.4.3噴墨打印機363

8.4.4激光打印機364

習(xí)題8368

第9章 i/o系統(tǒng)組織370

9.1i/o系統(tǒng)概述370

9.1.1i/o系統(tǒng)需要解決的主要問題370

9.1.2i/o系統(tǒng)的組成371

9.1.3主機與外圍設(shè)備間的連接方式與組織管理372

9.1.4i/o信息傳送的控制方式373

9.2i/o接口373

9.2.1i/o接口的基本功能374

9.2.2i/o接口的分類376

9.3程序控制方式378

9.3.1直接程序控制方式378

9.3.2程序中斷傳送方式379

9.4直接存儲器訪問方式396

9.4.1dma方式的特點與應(yīng)用場合397

9.4.2dma傳送方式398

9.4.3dma的硬件組織400

9.4.4dma控制器的組成400

9.4.5dma控制方式下的數(shù)據(jù)傳送過程402

9.5i/o通道方式404

習(xí)題9410

參考文獻(xiàn)416