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第1章　计算机系统概论1

1.1　计算机的发展和应用1

1.1.1　计算机的发展1

1.1.2　计算机的分类4

1.1.3　计算机的应用5

1.2　计算机系统的组成7

1.2.1　计算机的硬件系统7

1.2.2　计算机的软件系统10

1.3　计算机的工作过程和性能指标14

1.3.1　计算机系统处理信息的基本过程14

1.3.2　计算机的性能指标15

1.4　计算机系统的层次结构17

1.5　小结与提高18

1.6　思考与练习19

第2章　计算机数据的表示20

2.1　计数制20

2.1.1　十进制计数制20

2.1.2　二进制计数制21

2.1.3　R进制计数制21

2.1.4　二进制数的应用22

2.1.5　不同数制间数据的转换22

2.2　数据信息的单位和计算机字长26

2.2.1　数据的单位26

2.2.2　计算机字长27

2.3　定点数和浮点数27

2.3.1　定点数表示法27

2.3.2　浮点数表示法27

2.3.3　定点数表示法和浮点数表示法的比较28

2.4　带符号数的表示方法29

2.4.1　计算机数和真值29

2.4.2　原码表示法29

2.4.3　补码表示法30

2.4.4　反码表示法34

2.4.5　移码表示法35

2.4.6　各种编码的比较35

2.5　十进制数据表示36

2.5.1　二—十进制编码原理36

2.5.2　二—十进制有权码36

2.5.3　二—十进制无权码37

2.6　字符编码38

2.6.1　ASCII码38

2.6.2　扩展BCD码38

2.6.3　汉字的表示38

2.7　数据校验码39

2.7.1　奇偶校验码39

2.7.2　海明校验码40

2.7.3　循环冗余校验码42

2.8　小结与提高44

2.9　思考与练习44

第3章　运算方法和运算器46

3.1　定点加减法运算46

3.1.1　补码加减法运算46

3.1.2　溢出的产生和判断49

3.1.3　补码加减法的逻辑实现51

3.2　定点乘法运算53

3.2.1　原码一位乘法53

3.2.2　补码一位乘法56

3.2.3　阵列乘法器59

3.3　定点除法运算62

3.3.1 原码除法62

3.3.2　补码除法66

3.3.3　阵列除法器68

3.4　逻辑运算69

3.5　浮点数运算和浮点运算器70

3.5.1　浮点数的加减法70

3.5.2　浮点数的乘除法运算73

3.6　小结与提高75

3.7　思考与练习76

第4章　存储系统77

4.1　存储器概述77

4.1.1　存储器的分类77

4.1.2　存储器的层次结构80

4.2　主存储器81

4.2.1　主存储器技术指标81

4.2.2　主存储器基本组成83

4.2.3　主存储器基本操作83

4.3　半导体存储器芯片84

4.3.1　静态MOS存储器84

4.3.2　动态MOS存储器86

4.3.3　半导体只读存储器89

4.4　高速缓冲存储器91

4.4.1　工作原理91

4.4.2　映射方式92

4.4.3　替换算法94

4.4.4　Cache——主存内容的一致性问题94

4.5　虚拟存储器95

4.5.1　虚拟存储器的基本概念95

4.5.2　虚拟存储器的基本管理方法95

4.6　存储保护98

4.6.1　存储区域保护98

4.6.2　访问方式保护100

4.7　小结与提高100

4.8　思考与练习101

第5章　指令系统103

5.1　机器指令103

5.1.1　指令的一般格式103

5.1.2　指令字长106

5.2　操作数类型和操作类型106

5.2.1　操作数类型106

5.2.2　数据在存储器中的存储方式106

5.2.3　操作类型107

5.3　寻址方式108

5.3.1　指令的寻址方式108

5.3.2　操作数寻址方式108

5.4　RISC简介110

5.4.1　复杂指令系统计算机（CISC）110

5.4.2　RISC技术的产生111

5.5　小结与提高111

5.6　思考与练习112

第6章 中央处理器114

6.1 CPU的基本功能及其组成114

6.1.1　CPU的基本功能114

6.1.2　CPU的基本组成115

6.2　指令周期和时序信号发生器118

6.2.1　指令周期118

6.2.2　时序发生器120

6.2.3　控制器基本控制方式124

6.3　组合逻辑控制器125

6.3.1　组合逻辑控制器的基本原理125

6.3.2　指令执行流程127

6.3.3　微操作信号的产生131

6.4　微程序控制132

6.4.1　Wilkes微程序控制132

6.4.2　微程序控制器的基本概念133

6.4.3　微指令及其编码方法134

6.4.4　微指令地址的生成135

6.4.5　微程序应用136

6.5　小结与提高136

6.6　思考与练习137

第7章　系统总线139

7.1　系统总线的结构139

7.1.1　总线的基本概念139

7.1.2　总线的连接方式142

7.2　总线接口144

7.2.1　总线的数据传输方式144

7.2.2　接口的基本概念145

7.3　总线的裁决和定时146

7.3.1　总线裁决146

7.3.2　总线的定时149

7.4　常用总线153

7.4.1　ISA总线153

7.4.2　EISA总线153

7.4.3 VL总线（VESA总线）154

7.4.4　PCI总线155

7.4.5　SCSI总线159

7.4.6　EIA-232-D总线161

7.5　小结与提高161

7.6　思考与练习162

第8章　输入／输出系统164

8.1　I/O接口164

8.1.1　I/O接口的功能和结构164

8.1.2　I/O接口的分类166

8.2　I/O设备的寻址167

8.2.1　操作系统在I/O中的作用167

8.2.2　I/O端口的编址168

8.3　I/O数据传送控制方式169

8.3.1　I/O控制方式类型169

8.3.2　程序直接控制方式170

8.4　程序中断方式171

8.4.1　中断的基本概念171

8.4.2　中断系统的基本功能和结构172

8.4.3　中断工作过程174

8.5　DMA方式175

8.5.1　DMA方式的基本概念175

8.5.2　DMA传送方式176

8.5.3　DMA接口的结构和功能177

8.5.4　DMA操作178

8.5.5　DMA与存储器系统179

8.6　I/O通道180

8.6.1　通道的基本概念180

8.6.2　通道的分类181

8.6.3　通道程序182

8.6.4　输入／输出处理机183

8.7　小结与提高183

8.8　思考与练习184

第9章　外部设备186

9.1　外部设备的种类和特点186

9.1.1　外部设备的分类186

9.1.2　外部设备的工作特点187

9.2　输入设备188

9.2.1　键盘188

9.2.2　鼠标188

9.2.3　扫描仪190

9.3　显示输出设备192

9.3.1　显示设备的种类192

9.3.2　显示技术中的有关术语194

9.3.3　字符显示器196

9.3.4　图形和图像显示196

9.4　打印输出设备197

9.4.1　打印机的种类197

9.4.2　点阵打印机198

9.4.3　激光打印机199

9.5　外存储器200

9.5.1　磁表面存储器200

9.5.2　光盘存储器205

9.6　通信设备206

9.6.1　调制解调器206

9.6.2　网络适配器208

9.6.3　网络互连设备208

9.7　小结与提高211

9.8　思考与练习212

主要参考文献213