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第一章 计算机系统概论1

1．1 计算机的经典结构及演变1

1．1．1 计算机的抽象模型1

1．1．2 冯·诺依曼型机器结构4

1．1．3 冯·诺依曼型机器结构的演变6

1．2 计算机系统的组成7

1．2．1 硬件组成7

1．2．2 软件组成8

1．3 计算机系统的多级层次结构11

1．3．1 虚拟机概念及多级层次结构11

1．3．2 透明及视图13

1．3．3 计算机系统结构的定义14

1．3．4 关于体系结构的几个基本观点16

1．4 计算机系统的主要性能指标17

1．5 计算机的发展阶段及应用领域21

第二章 数据表示23

2．1 数值数据的机器码表示23

2．1．1 数制23

2．1．2 数的定点表示28

2．1．3 数的浮点表示36

2．1．4 十进制数的二进制编码41

2．2．1 逻辑数据45

2．2．2 七位和八位专用编码字符集45

2．2 非数值数据的机器码表示45

2．2．3 汉字编码47

2．2．4 通用多八位编码字符集（UCS）50

2．3 校验码53

2．3．1 奇偶校验码53

2．3．2 水平垂直奇偶校验码55

2．3．3 海明校验码57

2．3．4 循环冗余码（CRC）67

2．4 数据压缩编码75

2．4．1 数据压缩的基本概念75

2．4．2 统计编码76

3．1．1 逻辑命题与逻辑函数80

3．1 逻辑代数基础80

第三章 数字逻辑概要80

3．1．2 逻辑代数的定律、定理、规则和常用公式83

3．1．3 逻辑函数的化简87

3．2 逻辑电路89

3．2．1 集成电路的基本知识89

3．2．2 逻辑门和触发器94

3．2．3 逻辑电路的物理特性99

3．2．4 组合逻辑电路103

3．2．5 时序逻辑电路106

3．3 逻辑部件107

3．3．1 寄存器107

3．3．2 计数器109

3．3．3 数据多路选择器112

3．3．4 译码器/数据多路分配器114

3．3．5 编码器116

3．3．6 存储器117

3．3．7 可编程逻辑器件（PLD）124

第四章 运算方法及运算器127

4．1 数字系统的描述与设计综述127

4．1．1 数字系统的描述方法127

4．1．2 设计分级与分级设计130

4．2 定点加减法运算132

4．2．1 定点加减法公式及溢出的检测133

4．2．2 超前进位加法器的设计136

4．2．3 十进制加法器的设计144

4．3 定点乘法运算145

4．3．1 原码乘法147

4．3．2 补码乘法150

4．3．3 组合阵列乘法器155

4．3．4 保留进位乘法器156

4．3．5 提高乘法运算速度的途径158

4．4 定点除法运算159

4．4．1 原码除法160

4．4．2 补码除法163

4．5 逻辑运算及ALU设计165

4．5．1 逻辑运算165

4．5．2 基于函数发生器的ALU设计原理及应用168

4．6．1 定点运算器的基本组成174

4．6 定点运算器的组成与结构174

4．6．2 位片及专用ALU的结构176

4．6．3 数据通路及其控制178

4．7 浮点运算器的组成与结构182

4．7．1 浮点数的基本运算规则及实现方法182

4．7．2 浮点算术部件的基本结构187

4．7．3 浮点运算器举例：80387协处理器187

第五章 指令系统194

5．1 CPU的功能及基本结构194

5．1．1 CPU的基本功能194

5．1．2 CPU的基本结构194

5．1．3 指令执行过程198

5．2．1 指令的结构格式200

5．2 指令的结构和格式优化200

5．2．2 操作码的优化表示201

5．2．3 指令格式的优化表示204

5．3 寻址方式204

5．3．1 直接寻址方式205

5．3．2 间接寻址方式208

5．3．3 带位移量的寻址方式210

5．3．4 零地址寻址方式213

5．3．5 位、页面、块寻址方式214

5．4 指令的功能类型及指令系统的变革215

5．4．1 指令系统的完备性、有效性和兼容性215

5．4．2 指令的功能类型216

5．4．3 指令的冗余性217

5．4．4 CISC与RISC219

第六章 控制器222

6．1 控制器的功能及实现综述222

6．2 指令时序及控制方式227

6．2．1 时钟周期、机器周期和指令周期227

6．2．2 时序信号系统228

6．2．3 控制方式231

6．3 组合逻辑控制器232

6．3．1 硬布线控制逻辑设计综述232

6．3．2 组合逻辑控制器的设计原理233

6．3．3 组合逻辑控制器设计举例235

6．4 PLD控制器240

6．5 微程序控制原理242

6．5．1 微程序控制的基本概念242

6．5．2 微程序控制器设计举例243

6．5．3 机器指令连续执行与微程序执行的交叉过程250

6．6 微程序设计技术及应用251

6．6．1 微程序设计技术251

6．6．2 微程序设计的应用262

第七章 存储系统及存储体系265

7．1 存储器的分类及基本特征265

7．1．1 存储器技术多样化及其原因265

7．1．2 存储器的分类265

7．1．3 存储器件的特征267

7．2 主存储器269

7．2．1 主存的基本结构及读/写操作269

7．2．2 主存的阵列组织方式271

7．2．3 半导体存储器的使用及存储容量的扩展274

7．2．4 多体交叉存储器279

7．2．5 双口存储器282

7．2．6 主存校验284

7．3 大容量辅助存储器286

7．3．1 磁记录原理与磁记录方式286

7．3．2 磁盘存储器289

7．3．3 磁带存储器294

7．4．1 存储体系的形成和发展296

7．4 存储体系原理296

7．4．2 存储体系的性能参数301

7．4．3 程序的局部性303

7．4．4 地址映像和变换304

7．4．5 替换策略310

7．5 虚拟存储器311

7．5．1 虚拟存储器概念311

7．5．2 页式虚拟存储器312

7．5．3 段式虚拟存储器316

7．5．4 段页式虚拟存储器318

7．6 高速缓冲存储器（CaCHE）319

7．7 主存储器的管理与保护323

8．1．1 外部设备的分类和特征326

第八章 输入输出系统326

8．1 输入输出系统概述326

8．1．2 I/O设备的编址方式327

8．1．3 I/O接口329

8．1．4 总线技术331

8．2 I/O程序控制方式341

8．2．1 无条件传送方式341

8．2．1 状态驱动或程序查询方式342

8．2．3 I/O程序控制方式的评价344

8．3 I/O中断控制方式345

8．3．1 中断的定义、目的及分类345

8．3．2 中断响应条件和中断优先级346

8．3．3 中断过程349

8．3．4 中断判优及入口地址生成351

8．3．5 中断控制器358

8．3．6 I/O中断控制方式的评价360

8．4 直接存储器存取（DMA）控制方式361

8．4．1 DMA的基本概念及传送过程361

8．4．2 DMA的工作方式363

8．4．3 DMA控制器365

8．4．4 DMA控制方式的评价368

8．5 通道和I/O处理机控制方式369

8．5．1 通道处理机方式369

8．5．2 输入输出处理机（IOP）和外围处理机（PPU）373

8．6 常用的输入输出设备375

第九章 其他体系结构382

9．1 流水线结构382

9．1．1 重叠控制与流水控制方式382

9．1．2 流水方式的性能参数385

9．1．3 流水结构的分类387

9．1．4 相关处理389

9．2 RISC结构392

9．2．1 RISC的特点392

9．2．2 RISC的技术类型394

9．2．3 RISC性能评测398

9．3．1 并行性概念及分类400

9．3 并行处理机结构400

9．3．2 阵列处理机402

9．3．3 向量处理机404

9．3．4 大规模并行处理机（MPP）408

9．4 计算机网络411

9．4．1 计算机网络综述411

9．4．2 数据通信技术418

9．4．3 计算机网络的体系结构和网间互连444

9．5 多媒体系统462

9．5．1 多媒体技术概述462

9．5．2 多媒体系统的组成与结构468

9．5．3 多媒体个人计算机（MPC）471

主要参考文献473