計算機組成與結構

 

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第1章計算機系統概論

 

1.1計算機系統簡介

 

1.1.1計算機系統的軟件和硬件

 

1.1.2計算機系統的層次結構

 

1.2存儲程序控制計算機基本結構

 

1.2.1存儲程序控制原理

 

1.2.2存儲程序控制計算機的硬件組成

 

1.2.3存儲程序控制計算機的特點

 

1.2.4計算機非馮·諾依曼化

 

1.3計算機的主要技術指標

 

1.3.1常用的計算機硬件相關性能指標

 

1.3.2RAS特性

 

1.3.3其他性能指標

 

1.4計算機發展、計算機分類與計算機應用

 

1.4.1計算機發展

 

1.4.2計算機分類

 

1.4.3計算機應用

 

習題

 

 

第2章計算機的邏輯部件

 

2.1數字邏輯基礎

 

2.1.1基本門電路與基本邏輯

 

2.1.2邏輯代數基礎

 

2.1.3邏輯函數及其表示

 

2.1.4邏輯函數化簡

 

2.2常見的組合邏輯電路

 

2.2.1譯碼器

 

2.2.2編碼器

 

2.2.3數據選擇器

 

2.3常見的時序邏輯部件

 

2.3.1觸發器

 

2.3.2寄存器

 

2.3.3計數器

 

2.4加法器及其加速方法

 

2.4.1半加器與全加器

 

2.4.2加法器

 

2.4.34位一組先行進位加法器

 

2.4.416位加法器及其加速方法

 

2.5算術邏輯單元

 

2.5.1算術邏輯單元的結構與功能

 

2.5.2算術邏輯單元位擴展

 

習題

 

 

第3章運算方法和運算器

 

3.1信息表示

 

3.1.1二進制數值型數據的表示方法

 

3.1.2十進制數編碼

 

3.1.3漢字的表示方法

 

3.2帶符號二進制數據表示及定點數加減法運算

 

3.2.1帶符號定點二進制數據表示

 

3.2.2定點數加減法運算

 

3.2.3浮點數據表示

 

3.3二進制乘法運算

 

3.3.1定點原碼乘法

 

3.3.2定點補碼乘法

 

3.4二進制除法運算

 

3.4.1定點原碼一位除

 

3.4.2定點數補碼除法

 

3.5浮點數運算方法

 

3.5.1浮點數加減法運算

 

3.5.2浮點數乘除法運算

 

3.5.3關於階碼的底為8或16的浮點數運算

 

3.6運算部件

 

3.7數據校驗碼

 

3.7.1奇偶校驗碼

 

3.7.2海明校驗碼

 

3.7.3循環冗余校驗碼

 

習題

 

 

第4章主存儲器

 

 

4.1存儲器概述

 

4.1.1存儲器的分類

 

4.1.2存儲器的主要技術指標

 

4.2主存儲器的基本組成與基本操作

 

4.2.1主存儲器的基本組成

 

4.2.2主存儲器的基本操作

 

4.3半導體隨機存儲器

 

4.3.1半導體存儲器的分類

 

4.3.2靜態隨機存儲器

 

4.3.3動態隨機存儲器

 

4.4半導體只讀存儲器

 

4.4.1掩膜式只讀存儲器

 

4.4.2一次性可編程只讀存儲器

 

4.4.3(紫外線)可擦除可編程只讀存儲器

 

4.4.4電可擦除電可編程只讀存儲器

 

4.4.5快閃存儲器

 

4.5存儲器容量擴展以及存儲器與CPU的連接

 

4.5.1存儲模塊與存儲器容量擴展

 

4.5.2存儲器與CPU的連接

 

4.6存儲控制

 

4.7並行主存系統

 

4.7.1雙端口存儲器

 

4.7.2單體多字存儲器

 

4.7.3多體並行存儲器

 

習題

 

 

第5章指令系統

 

5.1指令系統概述

 

5.2指令格式

 

5.2.1指令應包含的信息

 

5.2.2指令格式

 

5.2.3操作碼編碼

 

5.2.4擴展操作碼技術

 

5.2.5指令字長

 

5.3尋址方式

 

5.4指令的類型

 

5.5指令系統的發展

 

5.5.1從CISC到RISC到融合

 

5.5.2指令系統舉例

 

習題

 

 

第6章中央處理器

 

 

6.1控制器的功能與組成

 

6.1.1控制器的組成部件

 

6.1.2指令的執行過程

 

6.1.3時序信號及工作脈沖的形成

 

6.1.4機器周期

 

6.1.5控制器的控制方式與控制器的組成方式

 

6.2微程序控制計算機基本原理

 

6.2.1微程序控制的基本概念

 

6.2.2微程序控制計算機工作過程

 

6.3微程序設計技術

 

6.3.1微指令控制字段的編譯法

 

6.3.2微指令格式

 

6.3.3微程序流的控制

 

6.3.4微指令的時序控制

 

6.3.5微程序控制存儲器及其他

 

6.4硬布線控制計算機

 

6.4.1時序與節拍

 

6.4.2操作控制信號的產生

 

6.4.3硬布線控制器組成

 

6.4.4硬布線控制器邏輯設計

 

6.4.5硬布線控制與微程序控制的比較

 

6.5流水線工作原理

 

6.5.1流水線基本概念

 

6.5.2經典的5段RISC流水線

 

6.5.3相關與流水線沖突

 

6.6中斷原理

 

6.6.1中斷基本概念

 

6.6.2中斷建立與判優

 

6.6.3中斷屏蔽與禁止中斷

 

6.6.4中斷響應

 

6.6.5多重中斷與中斷屏蔽技術

 

習題

 

 

第7章存儲系統

 

 

7.1存儲系統層次結構

 

7.1.1程序訪問局部性原理

 

7.1.2存儲系統層次結構

 

7.2高速緩沖存儲器Cache

 

7.2.1Cache工作原理

 

7.2.2Cache地址映像與變換

 

7.2.3Cache替換算法

 

7.3虛擬存儲器

 

7.3.1基本概念

 

7.3.2段式虛擬存儲器

 

7.3.3頁式虛擬存儲器

 

7.3.4段頁式虛擬存儲器

 

7.3.5虛擬存儲器工作過程

 

7.4相聯存儲器

 

7.5存儲保護

 

習題

 

 

第8章輔助存儲器

 

 

8.1輔存的種類與技術指標

 

8.2磁表面存儲器

 

8.3光盤存儲器

 

習題

 

 

第9章輸入/輸出設備

 

 

9.1輸入/輸出設備概述

 

9.2常用的輸入設備

 

9.2.1鍵盤

 

9.2.2鼠標

 

9.2.3跟蹤球

 

9.2.4觸摸屏

 

9.2.5數位板(手繪屏)

 

9.2.6圖像輸入設備

 

9.3常用的輸出設備

 

9.3.1顯示器

 

9.3.2打印機

 

習題

 

 

第10章輸入/輸出系統

 

 

10.1輸入/輸出系統概述

 

10.1.1輸入/輸出系統組成

 

10.1.2I/O接口

 

10.1.3I/O組織的基本原則

 

10.2主機與外設間數據傳送控制方式

 

10.2.1程序直接控制方式

 

10.2.2程序中斷傳送方式

 

10.2.3直接存儲器存取方式

 

10.2.4I/O通道控制方式

 

10.2.5外圍處理機方式

 

10.3總線

 

10.3.1總線的類型

 

10.3.2總線的特性及性能指標

 

10.3.3總線結構

 

10.3.4總線通信控制

 

10.3.5微型計算機常用標準總線

 

10.4設備接口

 

習題

 

參考文獻