计算机组成原理第五版白中英

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计算机组成原理介绍

本书主要介绍计算机单机系统的组成原理及内部工作机制，包括计算机各大部件的工作原理、逻辑实现、设计方法及其互连构成计算机整机的技术。全书共分为9 章，其内容包括：计算机概述、计算机中数据信息的表示、运算方法与运算器、存储器系统、指令系统、控制系统与cpu、总线技术、i/o设备、i/o系统组织，突出了近几年新技术的应用，更具有创新性。

本书综合了作者多年的教学实践经验，参考了国内外有关著作、资料之精华，内容充实、思路清晰、概念明确、重点突出、通俗易懂，并附有大量例题与习题。本书可作为计算机及相关专业本科的计算机组成原理课程的教材，也可作为研究生入学考试的复习用书。

*主要介绍计算机单机系统的组成原理及内部工作机，内容充实、思路清晰、重点突出。

*编写时注意内容的实用性与先进性。

*列举大量题与习题，便于课堂教学与读者自学。

*可作为计算机及相关专业本科的教材，也可作为研究生入学考试的参考书。

计算机组成原理目录

第1章 概论1

1.1计算机的发展历史1

1.1.1更新换代的计算机硬件1

1.1.2日臻完善的计算机软件3

1.2计算机系统的硬件组成4

1.2.1计算机的功能部件4

1.2.2冯·诺依曼计算机6

1.3计算机的软件系统8

1.3.1系统软件8

1.3.2应用软件9

1.4计算机系统的组织结构9

1.4.1硬件与软件的关系9

1.4.2计算机系统的多级层次结构9

1.4.3计算机硬件系统的组织11

1.5计算机的特点和性能指标14

1.5.1计算机的工作特点14

1.5.2计算机的性能指标14

1.6计算机的分类与应用16

1.6.1计算机的分类16

1.6.2计算机的应用17

.习题118

第2章 计算机中数据信息的表示21

2.1进位计数制与数制转换21

2.2带符号数的表示24

2.2.1机器数与真值24

2.2.2原码表示25

2.2.3补码表示26

2.2.4反码表示31

2.2.5移码表示33

2.3数的定点表示与浮点表示35

2.3.1定点表示36

2.3.2浮点表示38

2.3.3定点表示与浮点表示的比较44

2.4非数值型数据的表示45

2.4.1逻辑数——二进制串45

2.4.2字符与字符串45

2.4.3汉字信息的表示47

2.5十进制数串的表示50

2.6数据校验码53

2.6.1码距与数据校验码53

2.6.2奇偶校验码54

2.6.3海明校验码56

2.6.4循环冗余校验码61

习题265

第3章 运算方法与运算器70

3.1运算器的设计方法70

3.2定点补码加减运算71

3.2.1补码加减运算的基础71

3.2.2溢出判断与变形补码73

3.2.3算术逻辑运算部件75

3.3定点乘法运算78

3.3.1原码乘法运算79

3.3.2补码乘法运算86

3.3.3快速乘法运算92

3.4定点除法运算94

3.4.1原码除法运算95

3.4.2补码除法运算100

3.4.3快速除法运算106

3.5浮点四则运算109

3.5.1浮点加减运算109

3.5.2浮点乘除运算114

3.6运算器的组成118

3.6.1定点运算器118

3.6.2浮点运算器123

3.7十进制数的加减运算方法124

3.7.1一位十进制加法器的设计124

3.7.2多位十进制整数的加减运算127

3.8逻辑运算和移位操作128

3.8.1逻辑运算128

3.8.2移位操作129

习题3132

第4章 存储器系统138

4.1存储器概述138

4.1.1存储器的分类138

4.1.2主存储器的组成和基本操作139

4.1.3存储器的主要技术指标141

4.1.4存储器系统的层次结构142

4.2半导体存储器143

4.2.1半导体存储器的分类143

4.2.2随机存取存储器的结构及工作原理145

4.2.3只读存储器的结构及工作原理160

4.2.4半导体存储器的组成161

4.3辅助存储器165

4.3.1磁表面存储器的基本原理166

4.3.2磁记录方式166

4.3.3磁盘存储器169

4.3.4光盘存储器173

4.4高速缓冲存储器178

4.4.1cache在存储体系中的地位和作用178

4.4.2cache的结构及工作原理179

4.5并行存储系统183

4.5.1单体多字并行主存系统183

4.5.2多体交叉存取方式的并行主存系统184

习题4185

第5章 指令系统190

5.1机器指令190

5.1.1机器指令格式191

5.1.2指令字的长度191

5.1.3指令的地址码192

5.1.4指令的操作码194

5.2寻址方式197

5.2.1指令的寻址方式197

5.2.2操作数的寻址方式198

5.3指令类型与功能209

5.3.1数据传送指令210

5.3.2算术逻辑运算指令210

5.3.3移位操作指令211

5.3.4堆栈操作指令211

5.3.5字符串处理指令211

5.3.6程序控制指令212

5.3.7输入输出指令214

5.3.8其他指令214

5.4cisc机和risc机指令风格215

5.4.1复杂指令系统计算机cisc215

5.4.2精简指令系统计算机risc216

5.5指令系统举例217

5.5.1ultra sparc ⅱ的指令系统217

5.5.2pentium ⅱ的指令系统220

习题5224

第6章 控制系统与cpu227

6.1控制器概述227

6.1.1指令执行的基本步骤227

6.1.2控制器的基本功能228

6.1.3控制器的组成229

6.1.4控制器的组成方式232

6.2控制器的控制方式与时序系统233

6.2.1控制方式233

6.2.2时序系统234

6.3cpu的总体结构236

6.3.1寄存器的设置236

6.3.2数据通路结构及指令流程分析237

6.4模型机的总体结构240

6.4.1模型机的数据通路240

6.4.2模型机的指令系统242

6.4.3模型机的时序系统245

6.5组合逻辑控制器设计246

6.5.1设计的步骤246

6.5.2模型机的设计247

6.6微程序控制器设计260

6.6.1微程序控制器概述260

6.6.2微指令的编译方法263

6.6.3微程序的顺序控制方式265

6.6.4微指令的执行方式271

6.6.5微程序设计方法272

6.6.6微程序控制器设计步骤275

6.6.7举例： 模型机的微程序设计275

6.6.8微程序设计技术的应用289

6.7流水线处理技术291

6.7.1指令的执行方式291

6.7.2流水线的分类292

6.7.3线性流水线的性能293

6.7.4流水线的相关问题295

6.8cpu举例296

6.8.1intel公司的pentium处理器296

6.8.2sun microsystems公司的sparc系统300

6.8.3主流cpu的新技术302

习题6304

第7章 总线技术309

7.1总线概述309

7.1.1采用总线实现互连的优势310

7.1.2总线的分类310

7.1.3总线标准311

7.1.4总线的性能311

7.2总线的组成与结构312

7.2.1总线的组成312

7.2.2总线的结构314

7.3总线的设计与实现315

7.3.1总线的设计要素315

7.3.2总线的实现323

7.4总线与计算机系统324

7.5常用总线举例328

7.5.1内部总线328

7.5.2设备总线335

习题7340

第8章 i/o设备344

8.1i/o设备概述344

8.2键盘345

8.2.1硬件扫描键盘345

8.2.2软件扫描键盘347

8.3显示设备348

8.3.1常见显卡标准348

8.3.2crt显示器349

8.3.3液晶显示器356

8.4打印设备359

8.4.1概述359

8.4.2点阵打印机361

8.4.3喷墨打印机363

8.4.4激光打印机364

习题8368

第9章 i/o系统组织370

9.1i/o系统概述370

9.1.1i/o系统需要解决的主要问题370

9.1.2i/o系统的组成371

9.1.3主机与外围设备间的连接方式与组织管理372

9.1.4i/o信息传送的控制方式373

9.2i/o接口373

9.2.1i/o接口的基本功能374

9.2.2i/o接口的分类376

9.3程序控制方式378

9.3.1直接程序控制方式378

9.3.2程序中断传送方式379

9.4直接存储器访问方式396

9.4.1dma方式的特点与应用场合397

9.4.2dma传送方式398

9.4.3dma的硬件组织400

9.4.4dma控制器的组成400

9.4.5dma控制方式下的数据传送过程402

9.5i/o通道方式404

习题9410

参考文献416