本书主要讲解冯诺依曼计算机的基本组成以及工作的基本原理。全书共10章, 主要内容包括计算机的发展历程、计算机的五个组成部分、总线、存储器、I/O系统、指令系统、CPU的结构、计算机的最新发展等内容。本书兼顾理论和实践, 以计算机的基本组成为基本内容, 以理解计算机工作过程和指令数据流动过程为主线主导编写思路, 配以计算机模拟软件来模拟计算机的基本组成及指令和数据的流动过程, 让学生能直观地看到计算机的工作过程, 帮助他们对计算机工作原理的理解, 同时增加了一些计算机技术和工艺最新的发展趋势, 使学生既能兼顾基础知识, 又能对最新的发展有所了解。
第1章 计算机的基本组成
1.1 计算机的发展
1.1.1 计算机发展历程
1.1.2 现代计算机的理论基础
1.2 计算机系统简介
1.3 硬件介绍
1.3.1 运算器简介
1.3.2 控制器简介
1.3.3 主存储器简介
1.3.4 输入/输出系统简介
1.4 计算机的总线
1.4.1 计算机各部件的连接方式
1.4.2 总线的分类
1.4.3 总线的结构
1.4.4 总线控制方式
1.4.5 总线的通信方式
1.5 微型计算机整机系统
1.5.1 主板
1.5.2 显示器
1.5.3 电源
习题
第2章 计算机的工作过程
2.1 冯·诺依曼关于计算机的构想
2.2 模拟计算机系统
2.2.1 模拟计算机的组成
2.2.2 模拟计算机的指令系统
2.2.3 模拟计算机系统的使用方法
2.3 计算机解决问题的步骤
2.4 计算机解决问题的实例
2.5 计算机硬件性能指标
2.5.1 机器字长
2.5.2 运算速度
2.5.3 存储器容量和读/写速度
2.5.4 缓存容量
2.5.5 输入/输出传输速率
习题
第3章 数据在计算机中的表示和运算
3.1 概述
3.2 数值型数据的表示
3.2.1 进位计数制
3.2.2 无符号数
3.2.3 有符号数
3.2.4 定点数和浮点数
3.3 数值型数据的运算
3.3.1 定点加法与减法运算
3.3.2 定点乘法运算
3.3.3 定点除法运算
3.3.4 浮点数的加减运算
3.3.5 浮点数的乘法和除法运算
3.4 字符的表示
3.4.1 ASCII码
3.4.2 Unicode码
3.4.3 汉字编码
3.5 其他常用数据信息编码
3.5.1 声音编码
3.5.2 图像编码
3.6 数据校验
3.6.1 奇偶校验
3.6.2 海明校验
3.6.3 循环冗余校验
习题
第4章 存储器与存储系统
4.1 存储器概述
4.1.1 存储器的分类
4.1.2 存储器的性能指标
4.2 主存储器
4.2.1 主存储器的基本结构
4.2.2 半导体随机存储器
4.2.3 半导体只读存储器
4.3 存储系统的层次结构
4.3.1 速度、容量、价格的金字塔结构
4.3.2 主存-Cache层次结构
4.3.3 主存-外存层次结构
4.4 主存储器与CPU的连接
4.4.1 主存储器与CPU的连接方法
4.4.2 存储容量的扩展
4.5 高速缓冲存储器
4.5.1 Cache的工作原理
4.5.2 Cache-主存的地址映射方式
4.5.3 Cache的改进
4.6 并行存储器
4.6.1 双端口存储器
4.6.2 多体交叉并行存储器
4.7 虚拟存储器与辅助存储器
4.7.1 虚拟存储器
4.7.2 辅助存储器
习题
第5章 输入/输出系统
5.1 输入/输出系统概述
5.1.1 输入/输出系统的功能与组成
5.1.2 输入/输出系统与主机的联系
5.1.3 输入/输出设备举例
5.2 输入/输出接口
5.2.1 输入/输出接口的功能
5.2.2 输入/输出接口的组成
5.2.3 输入/输出接口的类型
5.3 程序查询方式
5.3.1 程序查询方式的工作原理
5.3.2 程序查询方式的接口电路
5.3.3 程序查询工作方式举例
5.4 程序中断方式
5.4.1 中断的工作原理
5.4.2 程序中断方式的工作过程
5.4.3 程序中断方式的接口电路
5.5 DMA方式
5.5.1 DMA的工作原理
5.5.2 DMA的接口电路
5.5.3 DMA方式与程序中断方式性能比较
习题
第6章 指令系统
6.1 指令系统概述
6.1.1 指令与指令系统
6.1.2 指令系统的描述语言——机器语言与汇编语言
6.1.3 汇编语言的基本语法
6.2 指令的格式
6.2.1 地址码字段的格式
6.2.2 操作码字段的格式
6.3 指令的寻址方式
6.3.1 指令寻址方式
6.3.2 操作数寻址方式
6.4 指令的类型与功能
6.4.1 数据传送类指令
6.4.2 算术/逻辑运算指令
6.4.3 程序控制类指令
6.4.4 输入/输出类指令
6.4.5 其他指令
6.5 典型指令格式实例
6.6 RISC计算机系统
6.6.1 RISC的产生和发展
6.6.2 RISC的特点
6.6.3 RISC和CISC的比较
习题
第7章 控制单元功能分析与设计
7.1 中央处理器
7.1.1 中央处理器简介
7.1.2 中央处理器的基本组成
7.2 控制器的构成
7.2.1 控制器简介
7.2.2 控制器的基本组成
7.3 指令周期
7.3.1 指令周期的基本概念
7.3.2 指令周期的数据流
7.4 中断系统
7.4.1 中断系统简介
7.4.2 中断处理过程
7.5 控制单元功能分析
7.5.1 控制单元的外特性
7.5.2 多级时序系统
7.5.3 控制方式
7.5.4 控制单元功能分析举例
7.6 控制单元设计思路
7.6.1 组合逻辑控制单元设计思路
7.6.2 微程序控制单元设计思路
7.6.3 微程序控制单元的组成
7.6.4 微
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