《电子数字计算机原理》

目录1

第一章　绪论1

§1-1 电子数字计算机的产生和发展1

一、电子数字计算机的产生1

二、电子数字计算机的发展概况2

三、电子数字计算机的发展动向4

四、电子计算机分类5

§1-2 电子数字计算机的特点及应用6

一、电子数字计算机的特点6

二、电子数字计算机的应用7

§1-3　电子数字计算机的硬件框图及解题过程8

一、电子数字计算机的硬件框图8

二、电子数字计算机的解题过程9

思考题与习题13

第二章　计算机中数的表示法14

§2-1　按位定值的计数制14

一、两种进位计数制14

二、二进制计数的优缺点15

三、八进制（Octal）和十六进制（Hexadecimal）的表示法17

§2-2　各种进位制的相互转换18

一、各种进位制转换成十进制18

二、将十进制数转换成其它进位制数20

三、二进制数与八、十六进制数之间的转换23

§2-3　数的小数点表示24

一、定点表示法24

二、浮点表示法25

三、定点和浮点表示法的优缺点比较26

一、机器数与真值28

§2-4　数的符号表示——原码、补码、反码、移码28

二、原码表示法29

三、补码表示法30

四、反码表示法34

五、移码表示法36

§2-5　编码38

一、编码的意义及形式38

二、二-十进制编码39

三、具有检测能力的校验码42

四、具有纠错能力的汉明码43

五、数字、字母、字符编码47

思考题与习题49

二、移位规则52

一、算术移位的意义52

§3-1　带符号的二进制数的移位运算52

第三章　运算方法52

§3-2　定点加减法运算54

一、原码加减法运算54

二、补码加减法运算57

三、反码加减法运算60

§3-3　定点乘法运算63

一、原码一位乘63

二、原码两位乘67

三、补码一位乘69

四、补码两位乘75

§3-4　定点除法运算77

一、原码除法77

二、补码除法81

§3-5　浮点四则运算84

一、浮点加减法运算84

二、浮点乘法运算88

三、浮点除法运算90

思考题与习题91

第四章　逻辑部件94

§4-1　触发器94

一、基本RS触发器94

二、D触发器95

三、T触发器95

四、JK触发器96

五、锁定触发器96

§4-2　寄存器与计数器97

一、寄存器97

二、计数器100

一、译码器103

§4-3　译码器、编码器与多路开关103

二、编码器105

三、多路开关106

§4-4　三态门及总线108

一、三态门108

二、总线108

§4-5　节拍脉冲发生器109

一、同步时钟脉冲发生器109

二、节拍发生器110

三、节拍脉冲分配器111

§4-6　基本加法器和ALU部件112

一、基本加法器112

二、ALU部件114

思考题与习题114

二、第二级虚拟机器M2116

一、第一级机器M1116

§5-1　计算机系统的多级层次结构116

第五章　计算机硬件结构简介116

三、第三级虚拟机器M3117

四、第四级机器M0118

五、具有操作系统的多级层次计算机系统118

§5-2　Von．Neumann计算机的结构特点119

一、计算机结构与计算机组成119

二、Von．Neumann计算机的结构特点121

§5-3　计算机各子系统的基本组成124

一、存储器子系统124

二、运算器子系统126

三、控制器子系统128

四、I/O子系统129

§5-4　机器语言的一般特征130

一、指令的结构形式131

二、指令格式的举例143

思考题与习题146

第六章　运算器148

§6-1　概述148

一、运算器的分类148

二、运算器的主要技术指标148

三、数据传送表达式149

§6-2　串行定点二进制运算器152

一、串行加减法运算器152

二、串行乘法运算器155

三、串行除法运算器158

四、串行四则运算器的控制信号161

§6-3　并行定点二进制运算器161

一、并行加、减法运算器162

二、并行加法器的进位链163

三、并行乘法运算器169

四、并行除法运算器170

五、四则运算的并行运算器172

§6-4　浮点并行运算器172

一、浮点加、减法运算器173

二、浮点乘法运算器176

三、浮点除法运算器177

§6-5　十进制运算器178

一、两种编码的十进制加法器179

二、十进制加减法运算器183

§6-6　逻辑运算189

一、测试操作189

二、比较操作190

三、求反操作190

四、逻辑乘、逻辑加和按位加操作191

思考题与习题193

第七章　存储器195

§7-1　概述195

一、存储器分类195

二、存储器的主要技术指标196

§7-2　半导体存储器197

一、概述197

二、静态RAM198

三、动态RAM203

四、只读存储器ROM210

§7-3　外存储器214

一、磁表面存储器存储信息的基本原理214

二、磁盘存储器215

三、磁表面存储器的记录方式218

一、多体模块结构222

§7-4　多体并行交叉存储器222

二、多体模块结构存储器的交叉编址223

三、存控224

§7-5　快速缓冲存储器225

一、问题的提出225

二、快速缓存的编址225

三、快速缓存的结构227

思考题与习题230

第八章　控制器231

§8-1　概述231

一、控制器的基本功能231

二、控制器的组成232

三、控制器的控制方式233

四、控制器中微操作命令序列的形成234

一、中断概述235

§8-2　中断系统235

二、中断系统237

§8-3　时标系统的分析243

一、机器指令系统对时标系统的影响243

二、机器指令系统的分析244

三、指令周期、机器周期及节拍的安排247

四、CPU工作周期及其标志250

五、指令的重叠251

六、局部控制252

七、指令微操作的节拍安排253

§8-4　组合逻辑控制部件的设计256

一、微操作命令的操作时间表256

二、微操作命令的最简表达式257

§8-5　微程序控制部件的设计258

一、微程序控制设计思想的产生及其特点258

三、微操作命令的逻辑电路258

二、微程序控制部件的一般工作原理及框图259

三、微指令控制方式及微地址形成方式261

四、微指令的重叠264

五、微程序设计举例267

§8-6　控制台273

　思考题与习题273

第九章　输入输出系统275

§9-1　概述275

一、I/O子系统的发展过程275

二、I/O子系统的组成277

三、I/O设备与主机交换信息的方式279

§9-2 总线连接方式的I/O接口电路283

一、I/O总线283

四、I/O子系统与主机的连接方式283

二、接口部件284

§9-3　程序查询和中断处理286

一、程序查询法286

二、中断服务方式287

§9-4　DMA服务方式294

一、DMA服务方式的特点294

二、DMA接口的功能及其组成295

三、DMA服务方式的工作过程296

§9-5　常用的I/O设备297

一、键盘输入297

二、光电输入机300

三、打印机303

四、显示设备309

思考题与习题314

一、数据格式和指令格式316

第十章　小型数字计算机设计316

§10-1　概述316

二、CPU317

三、存储器319

四、输入和输出321

五、寄存器之间的信息传送控制322

§10-2　寻址方法和指令系统322

一、寻址方法322

二、指令系统323

§10-3　算术逻辑部件（ALU）336

一、ALU电路337

二、ALU运算所需时间343

三、ALU的谥出判断343

三、控制存储器的访问时间344

二、存取周期和访存时间344

一、时钟周期、CPU主周期和指令周期344

§10-4　定时信号和操作方式344

四、操作方式345

§10-5　控制存储器346

一、微指令格式346

二、控制存储器结构框图350

§10-6　微指令的时序分析354

一、取指周期的微指令354

二、间址周期的微指令356

三、中断周期的微指令357

四、执行周期的微指令358

§10-7　I/O和DMA通道383

§10-8　存储器386

思考题与习题387

参考文献387