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上篇 简明数字逻辑3

第1章 概论3

1.1 计算机历史3

1.1.1 第一代电子管计算机3

1.1.2 第二代晶体管计算机4

1.1.3 第三代集成电路计算机4

1.1.4 第四代超大规模集成电路计算机5

1.2 计算机系统的层次结构5

1.3 超级计算机发展史6

习题7

第2章 逻辑代数和逻辑门电路9

2.1 逻辑关系和逻辑门电路9

2.1.1 逻辑“与”及“与”门9

2.1.2 逻辑“或”及“或”门10

2.1.3 逻辑“非”及“非”门11

2.1.4 复合逻辑及复合门11

2.2 逻辑代数的基本定律14

2.2.1 逻辑函数的“相等”概念14

2.2.2 逻辑代数的基本定律14

2.3 逻辑函数的化简16

2.3.1 逻辑函数的标准“与或”式和最简式16

2.3.2 逻辑函数的公式化简法19

2.3.3 逻辑函数的卡诺图化简法20

2.4 常用TTL门电路芯片24

2.4.1 TTL“与非”门单元电路24

2.4.2 常用TTL门电路芯片24

习题26

第3章 组合逻辑电路27

3.1 组合逻辑电路的分析27

3.1.1 分析方法27

3.1.2 分析举例28

3.2 组合逻辑电路的设计29

3.2.1 组合逻辑电路设计方法29

3.2.2 组合逻辑电路设计举例29

3.3 中规模集成电路逻辑部件32

3.3.1 编码器32

3.3.2 译码器及其应用33

3.3.3 数值比较器37

3.3.4 数据选择器及其应用39

3.3.5 组合逻辑电路举例43

习题45

第4章 时序逻辑电路47

4.1 触发器47

4.1.1 用“与非”门组成的基本RS触发器47

4.1.2 用“与非”门组成的钟控触发器48

4.1.3 边沿触发器51

4.2 寄存器和移位器54

4.2.1 寄存器54

4.2.2 移位器56

4.2.3 相联存储器59

4.2.4 用JK触发器实现寄存器61

4.3 同步计数器61

4.3.1 计数器设计61

4.3.2 计数器集成芯片介绍65

4.3.3 N进制计数器66

习题67

第5章 只读存储器与可编程逻辑器件71

5.1 只读存储器（ROM）71

5.1.1 ROM的结构71

5.1.2 ROM的工作原理72

5.1.3 ROM制造技术简介73

5.1.4 只读存储器（ROM）的应用75

5.2 可编程逻辑器件77

5.2.1 可编程逻辑阵列（PLA）77

5.2.2 可编程阵列逻辑（PAL）简介79

5.2.3 通用阵列逻辑（GAL）简介79

5.2.4 实例介绍80

习题85

下篇 计算机组成原理89

第6章 存储器组织89

6.1 主存储器的构成89

6.1.1 主存储器芯片89

6.1.2 主存储器容量的扩展95

6.2 存储系统组织97

6.2.1 双端口存储器与并行主存系统98

6.2.2 高速缓冲存储器99

6.2.3 替换策略及更新策略105

6.2.4 虚拟存储器105

6.3 主存储器的芯片技术109

6.3.1 快速页式动态存储器（FPM DRAM）109

6.3.2 增强数据输出DRAM（EDRAM）109

6.3.3 同步动态存储器110

6.3.4 双速率同步动态存储器110

6.3.5 磁性随机访问存储器111

6.4 三级存储体系112

6.5 磁盘存储设备113

6.5.1 磁记录原理与记录方式113

6.5.2 磁盘存储设备115

习题118

第7章 运算器122

7.1 数据信息的表示方法122

7.1.1 带符号数的表示122

7.1.2 补码加减法124

7.1.3 定点表示与浮点表示127

7.1.4 溢出判别129

7.1.5 字符的表示129

7.2 算术逻辑运算部件ALU131

7.2.1 一位全加器131

7.2.2 串行进位并行加法器132

7.2.3 先行进位并行加法器132

7.2.4 补码加法器133

7.2.5 算术逻辑运算部件ALU举例134

7.3 定点乘除法运算136

7.3.1 定点乘法运算136

7.3.2 定点除法运算144

7.4 浮点四则运算146

7.4.1 浮点加减运算146

7.4.2 浮点乘法运算147

7.4.3 浮点除法运算147

7.5 运算器的组成148

7.5.1 暂存器型运算器148

7.5.2 多路选择器型运算器148

习题149

第8章 指令系统151

8.1 指令格式151

8.1.1 指令字长152

8.1.2 操作码格式152

8.1.3 指令助记符154

8.2 寻址方式154

8.2.1 指令寻址方式154

8.2.2 数据的寻址方式154

8.3 指令类型157

8.4 CISC和RISC158

8.5 Pentium II指令格式158

习题159

第9章 控制器设计原理161

9.1 基本概念161

9.1.1 运算器及内总线161

9.1.2 主存接口162

9.1.3 控制器163

9.2 机器指令的周期划分与控制信号164

9.2.1 指令执行分析164

9.2.2 指令执行周期165

9.2.3 控制信号165

9.3 指令执行流程166

9.3.1 运算指令执行流程167

9.3.2 传送指令执行流程168

9.3.3 控制指令执行流程169

9.4 微程序控制器170

9.4.1 微程序控制的基本概念170

9.4.2 微指令编码格式的设计171

9.4.3 微程序控制器172

9.5 时序系统173

9.6 时序控制方式174

9.7 模型机的主机设计175

9.7.1 模型机指令系统设计175

9.7.2 总体结构与数据通路178

9.7.3 时序系统与时序控制方式180

9.7.4 微指令格式180

9.7.5 通用寄存器的控制逻辑表达式183

9.7.6 微程序控制器183

9.7.7 微程序流程图185

9.7.8 微程序编制举例188

9.7.9 模型机CPU设计过程总结190

9.8 CPU技术简介191

习题194

第10章 输入/输出系统197

10.1 输入/输出设备简介197

10.1.1 常用输入设备简介197

10.1.2 常用输出设备简介198

10.2 系统总线201

10.2.1 系统总线种类202

10.2.2 总线通信同步方式203

10.2.3 总线争用控制205

10.2.4 微机总线206

10.3 输入/输出接口209

10.3.1 串行接口210

10.3.2 并行接口211

10.3.3 接口寻址212

10.4 输入/输出控制方式212

10.4.1 程序直接控制方式213

10.4.2 程序中断控制方式213

10.4.3 DMA控制方式219

10.4.4 通道控制方式222

习题224

第11章 并行计算机体系结构简介226

11.1 并行计算机的分类226

11.2 SIMD计算机227

11.2.1 阵列处理机227

11.2.2 向量处理机227

11.3 MIMD计算机229

11.3.1 多处理器系统230

11.3.2 多计算机系统231

11.3.3 集群机系统233

11.4 第六代超级计算机概念236

习题237

参考文献238