本书系统地介绍了计算机的基本组成、基本原理和基本分析方法。全书共7章，内容包括计算机系统概述、运算方法与运算器、存储器与存储体系、指令系统、控制器与中央处理器、输入输出系统和系统总线，涉及计算机从部件到整机的组织结构和工作原理。本书力求深入浅出，理论联系实际，每章均附有习题，可作为高等院校计算机专业教材，也可作为相关科技人员的参考书。
目录
- 第1章 计算机系统概述
- 1.1 计算机的发展历程
- 1.2 计算机硬件的基本组成
- 1.2.1 主存储器
- 1.2.2 运算器
- 1.2.3 控制器
- 1.2.4 输入输出设备
- 1.2.5 计算机的总线结构
- 1.3 程序设计语言和计算机的层次结构
- 1.4 计算机的主要性能指标
- 1.4.1 机器字长
- 1.4.2 运行速度
- 习题
- 第2章 运算方法与运算器
- 2.1 数制与编码
- 2.1.1 进位计数制及其相互转换
- 2.1.2 机器数的表示
- 2.1.3 十进制数的二进制编码
- 2.1.4 非数值数据的表示
- 2.1.5 数据信息的校验
- 2.2 机器数的定点表示和浮点表示
- 2.2.1 定点数的表示
- 2.2.2 浮点数的表示
- 2.3 定点数加减法运算
- 2.3.1 加法器及其进位链
- 2.3.2 原码加减运算方法
- 2.3.3 补码加减运算方法
- 2.3.4 补码加减运算的逻辑实现
- 2.4 定点数移位运算
- 2.5 定点乘法运算
- 2.5.1 原码乘法运算
- 2.5.2 补码乘法运算
- 2.5.3 阵列乘法器
- 2.6 定点除法运算
- 2.6.1 原码除法运算
- 2.6.2 补码除法运算
- 2.6.3 阵列除法器
- 2.7 浮点数的四则运算
- 2.7.1 浮点加减运算
- 2.7.2 浮点乘除运算
- 2.8 运算器的组织
- 2.8.1 逻辑运算与算术逻辑单元ALU
- 2.8.2 定点运算器的组成与结构
- 2.8.3 浮点运算器的组成与结构
- 习题
- 第3章 存储器和存储体系
- 3.1 存储器概述
- 3.1.1 存储器的分类
- 3.1.2 存储器的性能指标
- 3.2 半导体随机存取存储器
- 3.2.1 静态随机存取存储位元
- 3.2.2 动态随机存取存储位元
- 3.2.3 半导体随机存取存储芯片
- 3.2.4 高级DRAM
- 3.3 半导体只读存储器
- 3.3.1 掩模型只读存储器
- 3.3.2 一次可编程只读存储器
- 3.3.3 可擦除可编程只读存储器
- 3.3.4 电可擦除可编程只读存储器
- 3.3.5 Flash存储器
- 3.4 主存储器的组织
- 3.4.1 主存储器容量的扩充
- 3.4.2 主存储器的编址方式
- 3.5 并行存储器
- 3.5.1 双端口存储器
- 3.5.2 多模块交叉存储器
- 3.5.3 相联存储器
- 3.6 高速缓冲存储器cache
- 3.6.1 cache的基本原理
- 3.6.2 地址映像
- 3.6.3 替换算法
- 3.6.4 cache的读写策略
- 3.7 虚拟存储器
- 3.7.1 虚拟存储器的基本概念
- 3.7.2 页式虚拟存储器
- 3.7.3 段式虚拟存储器
- 3.7.4 段页式虚拟存储器
- 3.7.5 快表与慢表
- 3.8 存储体系的层次结构
- 习题
- 第4章 指令系统
- 4.1 指令系统的基本概念
- 4.1.1 指令和指令系统
- 4.1.2 指令的格式
- 4.1.3 指令的类型
- 4.2 寻址方式
- 4.2.1 数据寻址
- 4.2.2 指令寻址
- 4.3 RISC技术
- 4.3.1 RISC的产生及发展
- 4.3.2 RISC的主要特征
- 4.3.3 RISC与CISC的比较
- 4.4 指令系统设计举例
- 4.4.1 JU-C1模型机指令系统
- 4.4.2 JU-C1模型机汇编程序设计举例
- 习题
- 第5章 控制器和中央处理器
- 5.1 控制器概述
- 5.1.1 控制器基本组成
- 5.1.2 控制器的工作过程
- 5.1.3 控制器的实现方式
- 5.2 模型机CPU的数据通路
- 5.3 指令执行流程
- 5.3.1 取指令阶段
- 5.3.2 取操作数阶段
- 5.3.3 执行阶段
- 5.3.4 指令执行的微操作序列举例
- 5.4 组合逻辑控制器
- 5.4.1 同步控制和异步控制
- 5.4.2 多级时序系统
- 5.4.3 组合逻辑控制器的设计
- 5.5 微程序控制器
- 5.5.1 微程序控制基本原理
- 5.5.2 微指令编码方式
- 5.5.3 微程序的顺序控制
- 5.5.4 微程序控制的时序
- 5.6 模型机的微程序控制器设计
- 5.6.1 微指令编码设计
- 5.6.2 微地址形成逻辑
- 5.6.3 微程序设计举例
- 5.7 流水线技术
- 5.7.1 流水线的基本原理
- 5.7.2 流水线的性能指标
- 5.7.3 流水线的分类
- 5.7.4 指令流水线的相关与冲突
- 5.7.5 超标量与超流水线
- 习题
- 第6章 输入输出系统
- 6.1 常用输入设备和输出设备
- 6.1.1 输入设备
- 6.1.2 输出设备
- 6.2 辅助存储器
- 6.2.1 磁记录原理及记录方式
- 6.2.2 磁盘存储器
- 6.2.3 磁带存储器
- 6.2.4 光盘存储器
- 6.3 输入输出接口
- 6.3.1 接口概述
- 6.3.2 接口功能和组成
- 6.3.3 I/O端口的编址方式
- 6.3.4 接口的类型
- 6.3.5 I/O接口与主机之间信息传送的控制方式
- 6.4 程序查询控制方式
- 6.4.1 基本概念
- 6.4.2 程序查询方式的工作流程
- 6.4.3 程序查询方式的接口组成
- 6.5 程序中断方式
- 6.5.1 中断的基本概念
- 6.5.2 中断的基本过程和相关概念
- 6.5.3 中断优先级
- 6.5.4 中断响应
- 6.5.5 中断服务程序入口地址的获取
- 6.5.6 中断嵌套和中断屏蔽
- 6.6 直接存储器存取（DMA）方式
- 6.6.1 DMA方式的基本概念
- 6.6.2 DMA方式的传送过程
- 6.6.3 DMA的传送方式
- 6.6.4 DMA的接口组成
- 6.7 I/O通道控制方式
- 6.7.1 通道的基本概念
- 6.7.2 通道的功能
- 6.7.3 通道的类型
- 6.7.4 通道的工作过程
- 6.7.5 通道结构的发展
- 习题
- 第7章 系统总线
- 7.1 总线概述
- 7.1.1 总线的特性及性能指标
- 7.1.2 总线的分类
- 7.1.3 系统总线标准化
- 7.1.4 系统总线的结构形式
- 7.2 系统总线仲裁方式
- 7.2.1 总线争用和仲裁的定义
- 7.2.2 集中式总线仲裁
- 7.2.3 分布式总线仲裁
- 7.3 系统总线操作时序和操作方式
- 7.3.1 操作时序的类型
- 7.3.2 系统总线操作方式
- 7.4 典型微机系统总线结构举例
- 7.4.1 ISA总线结构
- 7.4.2 PCI总线结构
- 7.4.3 PCI Express总线结构
- 习题
