序Ⅲ

前言Ⅴ

第1章计算机的逻辑部件1

本章主要教学内容1

11三种基本逻辑操作及布尔代数的基本公式1

12逻辑函数的化简2

1.2.1代数化简法2

122卡诺图化简法2

13逻辑门的实现4

14计算机中常用的组合逻辑电路5

141加法器5

142算术逻辑单元7

143译码器11

144数据选择器11

1.5时序逻辑电路12

1.5.1触发器12

1.5.2寄存器和移位寄存器16

1.5.3计数器18

1.6阵列逻辑电路20

1.6.1只读存储器（ROM）20

1.6.2可编程序逻辑阵列（PLA）21

1.6.3可编程序阵列逻辑（PAL）27

1.6.4通用阵列逻辑（ＧＡＬ）27

1.6.5门阵列（ＧＡ）、宏单元阵列（ＭCＡ）和标准单元阵列（ＳＣＡ）31

1.6.6可编程序门阵列（ＰＧＡ）39

习题44

第2章数据表示、运算和运算器部件47

本章主要教学内容47

21数字化信息编码的概念和二进制编码知识47

211数字化信息编码的概念47

212二进制编码和码制转换48

213检错纠错码54

22数据表示——常用的信息编码63

221逻辑数据的表示63

222字符数据的表示63

223数值型数据的表示65

23二进制数值数据的编码与运算算法72

231原码、反码、补码的定义72

232补码加、减运算规则77

233原码一位乘法的实现算法78

234定点补码一位乘法的实现算法81

235原码一位除法的实现算法83

236定点补码一位除法的实现算法87

237加速乘除法运算的有关算法介绍88

24运算器部件的组成与设计93

241运算器部件的功能与组成概述93

242位片结构的运算器芯片Am290194

243教学计算机运算器的设计与实现99

244教学计算机的运算器使用实例109

25浮点运算与浮点运算器115

251浮点数的运算规则115

252浮点运算器举例122

2.6提高运算器部件处理能力的可行途径128

2.6.1计算机性能的演变和并行性发展概述128

2.6.2提高计算机运算器处理能力的可行途径129

习题130

第3章指令、指令系统和控制器部件133

本章主要教学内容133

31指令和指令系统概述134

32寻址方式139

3.2.1寻址方式概述139

3.2.2寻址方式举例141

33指令系统举例143

331TEC\|2000 16位教学计算机的指令系统144

332PDP\|11计算机指令系统介绍155

333NOVA(DJS\|130)计算机指令系统介绍159

34控制器的功能、组成与指令执行步骤161

341控制器部件的功能和组成概述161

3.4.2指令的执行步骤概述162

3.5微程序控制器部件166

3.5.1微程序控制器的基本工作原理166

3.5.2TEC\|2000 16位机微程序控制器的实际组成、设计与实现170

3.5.3TEC\|2000 教学计算机微程序控制器的教学实验189

3６组合逻辑的控制器部件191

3.6.1组合逻辑控制器的组成和运行原理简介191

3.6.216位机的组合逻辑控制器的组成、设计与实现193

3.6.3组合逻辑的控制器教学实验227

3.7提高指令执行速度的可行途径228

3.7.1指令流水的基本概念和实现思路228

3.7.2RISC计算机中的指令系统和指令流水线实例229

3.7.3RISC计算机中的通用寄存器组织和编译程序简介232

3.8TEC\|2教学计算机的微程序的控制器部件233

3.8.1TEC\|2教学计算机指令系统介绍233

3.8.2TEC\|2教学计算机微程序控制器的设计与实现243

3.8.3自行设计新指令的微程序264

3.8.4在TEC\|2000机系统中实现软件兼容的TEC\|2机系统269

习题270

第4章存储器系统272

本章主要教学内容272

41存储器系统综述272

4.1.1存储器分类273

4.1.2存储器系统设计目标和解决思路274

42主存储器276

421主存储器概述276

422动态存储器的记忆原理和读写过程278

423静态存储器的存储原理和芯片内部结构280

424主存储器实现与应用中的几项技术282

4.2.5TEC\|2000教学计算机主存储器的组成与设计283

43外存储器289

431外存储设备概述289

432磁盘设备和磁盘阵列技术292

433光盘设备与技术300

44高速缓冲存储器307

441层次存储器系统的运行原理和必须遵守的原则307

442高速缓冲存储器（cache）309

4.4.3Pentium机的cache管理318

45虚拟存储器321

451虚拟存储器概念321

452段式虚拟存储器322

453页式虚拟存储器系统323

4.5.4Pentium机的存储器管理325

4.6提高存储器系统性能的可行途径328

4.6.1本章内容小结328

4.6.2提高存储器系统性能的可行途径329

习题331

第5章输入输出设备与输入输出系统333

本章主要教学内容333

51输入输出设备334

511输入输出设备概述334

512点阵式设备运行原理334

513显示器设备的组成与运行原理336

514打印机设备的组成与运行原理343

515计算机键盘运行原理347

52输入输出系统349

521输入输出系统概述349

522计算机总线350

523输入输出接口概述356

524串行接口的内部组成与传送协议358

525并行接口芯片与并行输入输出操作364

526常用的输入输出方式366

5.3提高数据输入输出能力和可靠性的可行途径374

习题375

参考文献377