目录

第1章概述1

1.1计算机的产生与发展1

1.2计算机的应用3

1.3计算机的特征5

1.3.1冯·诺依曼机的基本特征5

1.3.2计算机的外部特征6

1.4计算机的硬件系统7

1.5计算机的软件系统9

1.5.1系统程序10

1.5.2应用程序10

1.5.3几种典型的系统软件及其基本功能10

1.6计算机系统的层次结构14

习题15

第2章数据的表示17

2.1数制与转换17

2.1.1进位制中数的表示17

2.1.2各种进位制之间的转换21

2.1.3二进制的优点25

2.2定点数及其在计算机中的表示27

2.2.1真值与机器数28

2.2.2原码29

2.2.3补码30

2.2.4反码32

2.2.5三种码制的比较33

2.2.6定点数的加减法运算34

2.3浮点数及其在计算机中的表示37

2.3.1阶的移码表示38

2.3.2浮点数的规格化392.3.3浮点数的格式40

2.3.4定点表示与浮点表示的比较42

2.4十进制数在计算机中的表示44

2.4.1十进制数的编码44

2.4.2十进制数在机器中的格式46

2.5非数值数据在计算机中的表示47

2.5.1逻辑数据47

2.5.2字符数据47

2.6数据传送50

2.6.1数据的传送方式50

2.6.2故障的检测与校正51

习题52

目录计算机组成原理第3章运算方法与运算器55

3.1定点加减法运算55

3.1.1补码加减法运算56

3.1.2溢出判断58

3.1.3反码加减法运算60

3.2加法器与进位的传播61

3.2.1加法器的结构61

3.2.2串行进位链63

3.2.3单级分组跳跃进位64

3.2.4多级分组跳跃进位65

3.3定点乘法运算69

3.3.1原码一位乘法69

3.3.2补码一位乘法72

3.3.3原码两位乘法76

3.4定点除法运算78

3.4.1原码比较法与恢复余数法78

3.4.2原码不恢复余数法81

3.5浮点运算84

3.5.1浮点数的加法和减法运算84

3.5.2浮点数的乘法和除法运算86

3.5.3浮点运算器86

3.6逻辑运算87

3.7运算器的组成与结构89

3.7.1运算器的基本结构89

3.7.2某系列机运算器91

习题93

第4章指令系统96

4.1指令96

4.2寻址方式101

4.3指令的编码110

4.3.1操作码的编码110

4.3.2指令格式的优化113

4.4指令的类型114

4.5PDP11机指令系统117

4.5.1PDP11机指令格式117

4.5.2PDP11系列机寻址方式118

4.5.3内存的编址方式124

4.5.4程序状态字124

4.5.5指令系统简介125

4.6Intel 8086指令系统简介137

4.7RISC指令系统140

习题143

第5章存储器146

5.1概述146

5.2半导体随机存取存储器150

5.2.1记忆单元的基本原理150

5.2.2基本存储单元电路150

5.2.3MOS动态RAM分析153

5.2.4半导体RAM结构157

5.2.5存储容量的扩展160

5.3只读存储器163

5.3.1掩膜ROM163

5.3.2可编程ROM164

5.3.3可变程序的ROM165

5.3.4只读存储器的容量扩展166

5.4磁表面存储器167

5.4.1磁表面存储器原理167

5.4.2记录方式169

5.4.3磁盘存储器170

5.5并行存储器174

5.6高速缓冲存储器（Cache）177

5.6.1工作原理177

5.6.2地址映像179

5.6.3替换算法181

5.6.4INTEL 82385 Cache组织182

5.7虚拟存储器185

习题188

第6章控制器190

6.1控制器的基本功能190

6.2控制器的基本结构191

6.2.1指令部件192

6.2.2时序部件194

6.2.3微操作控制信号产生器195

6.2.4控制台195

6.3控制器的控制时序196

6.3.1时序关系197

6.3.2时序部件的逻辑组织198

6.4控制方式199

6.5指令的执行201

6.5.1模拟机201

6.5.2数据通路及其信息传送的控制203

6.5.3指令的执行过程207

6.6组合逻辑控制器215

6.7微程序控制器217

6.7.1微程序控制器的基本原理217

6.7.2微指令的编码方法221

6.7.3微程序的顺序控制223

6.7.4微程序控制的模型机226

习题232

第7章输入输出系统235

7.1I/O系统概述235

7.1.1I/O系统的组成235

7.1.2外部设备的寻址236

7.1.3I/O控制方式237

7.2外部设备240

7.2.1功能与分类240

7.2.2输入设备242

7.2.3输出设备243

7.2.4数据通信设备245

7.2.5过程控制设备246

7.3总线247

7.4程序查询方式252

7.4.1程序查询方式的接口253

7.4.2程序254

7.5程序中断输入输出方式256

7.5.1中断系统256

7.5.2程序中断处理过程258

7.5.3多重中断266

7.5.4中断接口267

7.6存储器直接访问（DMA）的I/O方式268

7.6.1DMA特点268

7.6.2DMA接口控制器269

7.6.3DMA传送过程270

习题271

参考文献273