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第一章　数系1

1.1 引言1

1.2　位权数系1

1.2.1 固定基的位权数系2

1.2.1.1　r进制数系2

1.2.1.2　带符号数字的数系（SD数系）9

1.2.1.3　位权与基无关的固定基位权数系11

1.2.2 可变基的位权数系12

1.3　非位权数系13

1.3.1 余码13

1.3.2 循环码14

1.3.3　格雷码（循环码的一种特例）15

1.3.4 等比码18

习题一19

第二章　数在计算机内的表示21

2.1 引言21

2.2　记号22

2.3　引理24

2.4　补码及其性质26

2.4.1 补码变换26

2.4.2 补码性质27

2.4.3 补码运算31

2.5　取反与取补运算34

2.5.1 取反运算34

2.5.2　取补运算35

2.5.3　取相反数变换36

2.6　反码及其性质38

2.6.1 反码变换38

2.6.2 反码性质39

2.6.3 反码运算41

2.7　原码及其性质42

2.7.1 原码变换42

2.7.2 原码性质43

2.7.3 原码运算43

2.8　增码及其性质47

2.8.1　增码（移码、余码）变换47

2.8.2　增码性质49

2.8.3　增码运算50

2.8.4　二进制增码性质与运算52

2.9　十进制数在计算机内的表示方法55

2.9.1 十进制数字编码55

2.9.2 补码表示56

2.9.3　反码表示56

2.9.4 原码表示56

2.9.5 十进制数的装配信息格式（压缩十进制数格式）57

2.9.6 十进制数带信息区的信息格式（非压缩十进制数格式）58

2.10　位串59

2.11 非数值数据在计算机内的表示61

2.11.1 ASCII编码61

2.11.2 EBCDIC编码63

2.11.3　汉字编码64

2.11.4　语音的计算机表示67

2.11.5.1　奇偶校验码68

2.11.5　数据校验码68

2.11.5.2　纵横校验码69

2.11.5.3　CRC校验码70

习题二71

第三章　运算器和运算方法74

3.1　全加器74

3.1.1　行波进位全加器75

3.1.2　四位先行进位全加器75

3.1.3　多级先行进位全加器77

3.1.3.1　行波组间进位全加器77

3.1.3.2　两级先行进位全加器79

3.2.1 四位多功能算术逻辑部件ALU7418181

3.2　多功能算术逻辑部件ALU81

3.2.2 四位多功能算术逻辑部件ALU7438185

3.2.3　位片微处理器Am2901中的多功能算术逻辑部件88

3.2.4　位片微处理器Am2903中的多功能算术逻辑部件90

3.2.5　位数大于4的多功能算术逻辑部件91

3.3　运算器数据通路93

3.3.1 寄存器、累加器、锁存器和高速暂存存贮器（或局部寄存器）93

3.3.2 总线95

3.3.3　单总线、双总线和三总线运算器102

3.3.4　状态和标志触发器103

3.3.5 移位器105

3.3.6　鼓形移位器109

3.3.7　屏蔽部件111

3.3.8 典型计算机的运算器数据通路117

3.3.8.1 PDP-11/24运算器数据通路117

3.3.8.2 VAX-11/780运算器数据通路118

3.3.8.3 Am2903运算器数据通路119

3.3.8.4　微处理机的运算器数据通路119

3.4　定点数乘法运算127

3.4.1 原码一位乘法127

3.4.2　原码两位乘法131

3.4.3　定点补码一位乘法132

3.4.4　定点补码两位乘法136

3.4.5　阵列乘法器138

3.5.1 原码一位除法（恢复法）139

3.5　定点数除法运算139

3.5.2 原码一位除法（不恢复法）141

3.5.3 补码一位除法（加减交替法）143

3.6　浮点数运算144

3.6.1 浮点数表示145

3.6.2　规格化浮点数性质147

3.6.3 舍入方法150

3.6.4　浮点数加减运算153

3.6.5 浮点数乘除运算154

3.6.6　浮点数运算的实现155

3.6.7　流水线加工方式156

3.7　十进制数运算158

3.7.1 一位BCD码的加法器159

3.7.2　利用原有二进制平行加法器160

3.7.4 十进制BCD码减法运算161

3.7.3　利用修改指令实现十进制加法161

习题三162

第四章 中央处理机CPU165

4.1 中央处理机的功能和组成165

4.1.1 中央处理机的功能165

4.1.2 中央处理机的组成166

4.2　控制器中的几个基本概念169

4.3　控制器的组合逻辑设计方法174

4.3.1 组合逻辑设计方法的基本原理174

4.3.2　指令执行流程175

4.3.3　微操作信号的实现180

4.4.1 微程序设计的基本思想184

4.4　控制器的微程序设计方法184

4.4.2 微程序设计的几个基本概念185

4.4.3　微指令控制字段的组合方法187

4.4.4 微指令下地址控制字段设计方法191

习题四200

第五章　存贮系统202

5.1　存贮器系统的层次结构和分类202

5.2　计算机中主存贮器的一般基本概念204

5.3　半导体随机存取存贮器207

5.3.1 半导体存贮器性能指标207

5.3.2　半导体存贮器的类型207

5.3.3　双极型半导体基本存贮单元工作原理208

5.3.4　MOS型半导体基本存贮单元工作原理211

5.3.5　单片存贮器组织214

5.3.6　半导体存贮器的组成218

5.4 半导体只读存贮器（ROM）220

5.5　相联存贮器223

5.6　多体交叉存贮器技术225

5.7　高速缓冲存贮器技术229

5.8　虚拟存贮器技术234

5.8.1 存贮器管理236

5.8.2　段页式虚拟存贮器的工作原理241

5.8.3 页的调入和调出244

5.8.4 淘汰规则246

5.9.1 磁表面存贮原理247

5.9　磁表面存贮器247

5.9.2　磁盘存贮器251

5.9.3　软磁盘存贮器253

5.9.4　磁带存贮器254

5.10　光盘存贮器255

5.10.1 光盘存贮器概述255

5.10.2　光盘存贮原理和组成256

5.10.3　光盘存贮与磁盘存贮比较257

习题五257

第六章　中断系统259

6.1 中断的基本概念259

6.1.1 中断问题的提出259

6.1.2 中断的作用260

6.1.4 中断源和中断类型261

6.1.3 中断过程261

6.1.5　单级中断与多级中断263

6.2 中断结构263

6.2.1 中断请求的提出和屏蔽263

6.2.2 中断请求的传送和中断的优先排队264

6.3　中断响应及响应的条件267

6.4　向量中断270

6.5　中断服务处理272

6.6　多重中断及中断优先权的动态分配272

6.7　简单中断274

习题六275

第七章　总线和输入输出系统277

7.1 总线277

7.1.1 总线的结构和组成278

7.1.2　总线控制280

7.1.3　总线通讯283

7.1.4 总线举例284

7.2　输入输出系统概述289

7.2.1　输入输出方式291

7.2.1.1　I/O编址方式291

7.2.1.2　数据传输方式292

7.2.1.3　I/O控制方式292

7.2.2　输入输出接口292

7.2.2.1　接口的作用293

7.2.2.2　接口的组成293

7.2.2.3　接口的分类294

7.3.1 程序直接控制方式295

7.3　数据传送的控制方式295

7.3.2　程序中断控制方式296

7.3.3　DMA输入输出方式299

7.3.4　通道和I/O处理机方式304

7.3.4.1　通道组织和I/O操作管理305

7.3.4.2　通道的类型306

7.3.4.3　通道命令与通道程序307

7.3.4.4　通道程序举例308

7.3.4.5　I/O处理机方式309

7.3.5 不同传送方式的评价310

习题七311

8.1　输入输出设备概述313

第八章　输入输出设备313

8.2　键盘输入设备314

8.2.1 键开关和键盘结构315

8.2.2　键盘编码器316

8.3　显示输出设备318

8.4　打印输出设备323

8.4.1 打印机分类323

8.4.2　鼓式宽行打印机324

8.4.3　点阵针式打印机326

8.4.4　激光打印机329

8.4.5　喷墨打印机331

习题八331

参考文献332