計(jì)算機(jī)組成原理

內(nèi)容概要

　　《計(jì)算機(jī)組成原理：學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答（第2版）》是與高等教育出版社出版的普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《計(jì)算機(jī)組成原理（第2版）》配套的輔助教材?！　”緯?shū)在章節(jié)順序安排上與主教材完全一致，每章給出該章的重點(diǎn)難點(diǎn)、主要內(nèi)容、例題精選、習(xí)題訓(xùn)練及其參考答案。有利于學(xué)生檢驗(yàn)自己掌握本課程內(nèi)容的程度。　　本書(shū)概念清楚，題型豐富，可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的輔助教材，也可作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)研究生入學(xué)考試的輔導(dǎo)書(shū)和其他科技人員的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

唐朔飛，哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授、2003年評(píng)為首屆黑龍江省和哈爾濱工業(yè)大學(xué)教學(xué)名師，2006年獲第二屆國(guó)家教學(xué)名師 獎(jiǎng)。長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的教學(xué)和研究工作。從教43年來(lái)，給計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)27屆4600余名學(xué)生講授“計(jì)算機(jī)組成源理”課程。自1986年獲哈爾濱工業(yè)大學(xué)首屆教學(xué)一等獎(jiǎng)后，又獲得各級(jí)各類(lèi)教學(xué)獎(jiǎng)勵(lì)20多次，1997年獲第二屆全國(guó)普通高等學(xué)校優(yōu)秀計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件二等獎(jiǎng)和全國(guó)高等學(xué)校工科優(yōu)秀CAI軟件一等獎(jiǎng)，2000年獲黑龍江省教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。獨(dú)立編著教材五本，其中《電子數(shù)字計(jì)算機(jī)原理》1989年獲“黑龍江省普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)”，面向21世紀(jì)課程教材《計(jì)算機(jī)組成原理》2002年獲教育部”全國(guó)普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)”，以該教材為核心的“計(jì)算機(jī)組成原理”課程2005年被評(píng)為國(guó)家精品課程。主要研究領(lǐng)域?yàn)橛?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、并行處理。先后主持完成了國(guó)家863項(xiàng)目、航天基金項(xiàng)目、博士點(diǎn)基金項(xiàng)目各一項(xiàng)，參加并完成省部級(jí)科研項(xiàng)目10多項(xiàng)，目前在研國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，發(fā)表論文50多篇。

書(shū)籍目錄

第一章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論 1.1重點(diǎn)難點(diǎn) 1.2 主要內(nèi)容 1.2.1 基本概念 1.2.2馮·諾伊曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 1.2.3計(jì)算機(jī)硬件框圖 1.2.4計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程 1.2.5計(jì)算機(jī)硬件的主要技術(shù)指標(biāo)  1.3例題精選 1.4習(xí)題訓(xùn)練 1.4.1選擇題 1.4.2填空題 1.4.3問(wèn)答題 參考答案 第二章計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用 2.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 2.2 主要內(nèi)容 2.2.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展 2.2.2計(jì)算機(jī)的分類(lèi)及應(yīng)用 2.3習(xí)題訓(xùn)練 2.3.1 選擇題 2.3.2填空題 2.3.3問(wèn)答題 參考答案 第三章系統(tǒng)總線 3.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 3.2主要內(nèi)容 3.2.1 總線的基本概念 3.2.2總線結(jié)構(gòu) 3.2.3 總線控制 3.3例題精選 3.4習(xí)題訓(xùn)練 3.4.1 選擇題 3.4.2填空題 3.4.3 問(wèn)答題 參考答案 第四章存儲(chǔ)器 4.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 4.2主要內(nèi)容 4.2.1存儲(chǔ)器的分類(lèi)及存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 4.2.2主存儲(chǔ)器 4.2.3 高速緩沖存儲(chǔ)器 4.2.4輔助存儲(chǔ)器 4.3例題精選 4.4習(xí)題訓(xùn)練 4.4.1選擇題 4.4.2填空題 4.4.3問(wèn)答題 參考答案 第五章輸入輸出系統(tǒng) 5.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 5.2主要內(nèi)容 5.2.1 輸入輸出系統(tǒng)的基本組成 5.2.2 I/O與主機(jī)的聯(lián)系方式  5.2.3 I/O接口  5.2.4 I/O與主機(jī)交換信息的控制方式之一——程序查詢方式 5.2.5 I/O與主機(jī)交換信息的控制方式之二——程序中斷方式 5.2.6 I/O與主機(jī)交換信息的控制方式之三——DMA方式 5.3例題精選 5.4習(xí)題訓(xùn)練 5.4.1 選擇題 5.4.2填空題 5.4.3問(wèn)答題 參考答案 第六章計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法 6.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 6.2主要內(nèi)容 6.2.1計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示 6.2.2定點(diǎn)運(yùn)算 6.2.3浮點(diǎn)運(yùn)算 6.2.4并行加法器和進(jìn)位鏈 6.3例題精選 6.4習(xí)題訓(xùn)練 6.4.1選擇題 6.4.2填空題 6.4.3問(wèn)答題 參考答案 第七章指令系統(tǒng) 7.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 7.2 主要內(nèi)容 7.2.1 機(jī)器指令 7.2.2尋址方式 7.2.3 RISC技術(shù) 7.3例題精選 7.4習(xí)題訓(xùn)練 7.4.1 選擇題 7.4.2填空題 7.4.3問(wèn)答題 參考答案 第八章CPU的結(jié)構(gòu)和功能 8.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 8.2主要內(nèi)容 8.2.1 CPU的功能和組成 8.2.2指令周期 8.2.3指令流水 8.2.4中斷系統(tǒng) 8.3例題精選 8.4習(xí)題訓(xùn)練 8.4.1選擇題 8.4.2填空題 8.4.3問(wèn)答題 參考答案 第九章控制單元的功能 9.1重點(diǎn)難點(diǎn) 9.2主要內(nèi)容 9.2.1控制單元的外特性 9.2.2微操作命令的分析 9.2.3多級(jí)時(shí)序系統(tǒng) 9.2.4控制方式 9.3例題精選 9.4習(xí)題訓(xùn)練 9.4.1 選擇題 9.4.2填空題 9.4.3問(wèn)答題 參考答案 第十章控制單元的設(shè)計(jì) 10.1 重點(diǎn)難點(diǎn) 10.2主要內(nèi)容 10.2.1組合邏輯設(shè)計(jì) 10.2.2微程序設(shè)計(jì) 10.3例題精選 10.4習(xí)題訓(xùn)練 10.4.1選擇題 10.4.2填空題 10.4.3 問(wèn)答題 參考答案 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   10.程序查詢方式是用戶在程序中安排一段輸入輸出程序，它由I/O指令、測(cè)試指令和轉(zhuǎn)移指令等組成。CPU一旦啟動(dòng)I/O后，就進(jìn)入這段程序，時(shí)刻查詢I/O準(zhǔn)備的情況，若未準(zhǔn)備就緒就踏步等待；若準(zhǔn)備就緒就實(shí)現(xiàn)傳送。在輸入輸出的全部過(guò)程中，CPU停止自身的操作。 程序中斷方式雖也要用程序?qū)崿F(xiàn)外部設(shè)備的輸入、輸出，但它只是以中斷服務(wù)程序的形式插入到用戶現(xiàn)行程序中。即CPU啟動(dòng)I/O后，繼續(xù)自身的工作，不必查詢I/O的狀態(tài)。而I/O被啟動(dòng)后，便進(jìn)入自身的準(zhǔn)備階段，當(dāng)其準(zhǔn)備就緒時(shí)，向CPU提出中斷請(qǐng)求，此時(shí)若滿足條件，CPU暫?，F(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)入該設(shè)備的中斷服務(wù)程序，在服務(wù)程序中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。 11.采用程序中斷方式實(shí)現(xiàn)主機(jī)與I/O交換信息的接口電路中一般有： （1）設(shè)備選擇電路，用以識(shí)別來(lái)自地址線的設(shè)備號(hào)，若與本接口的設(shè)備號(hào)一致，便給出設(shè)備選中信號(hào)； （2）命令寄存器和命令譯碼器，傳送來(lái)自CPU的命令信號(hào)； （3）數(shù)據(jù)緩沖寄存器，用來(lái)存放來(lái)自設(shè)備的信息（輸入）或從主機(jī)來(lái)的信息（輸出）； （4）反映設(shè)備狀態(tài)的各類(lèi)觸發(fā)器，如“工作”、“完成”、“中斷請(qǐng)求”、“中斷屏蔽”等； （5）中斷向量邏輯（包括排隊(duì)器），用以產(chǎn)生設(shè)備的向量地址。 12.以I/O設(shè)備的中斷處理過(guò)程為例，一次程序中斷大致可分為五個(gè)階段。 （1）中斷請(qǐng)求。CPU啟動(dòng)I/O設(shè)備后，設(shè)備進(jìn)入自身準(zhǔn)備階段，當(dāng)其準(zhǔn)備就緒時(shí)，便向CPU提出中斷請(qǐng)求。 （2）中斷判優(yōu)。當(dāng)同時(shí)出現(xiàn)多個(gè)中斷請(qǐng)求時(shí)，中斷判優(yōu)邏輯（硬件排隊(duì)或軟件排隊(duì)）選擇出優(yōu)先級(jí)最高的中斷請(qǐng)求，待CPU處理。 （3）中斷響應(yīng)。如果允許中斷觸發(fā)器為“1”，請(qǐng)求中斷的設(shè)備又未被屏蔽，系統(tǒng)便進(jìn)入中斷響應(yīng)周期。在該周期內(nèi)，CPU自動(dòng)執(zhí)行一條中斷隱指令，將程序斷點(diǎn)及程序狀態(tài)字保存起來(lái)，同時(shí)硬件關(guān)中斷，并把向量地址送PC。 （4）中斷服務(wù)。中斷響應(yīng)周期結(jié)束后，CPU轉(zhuǎn)入取指周期，此時(shí)按向量地址取出一條無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令（或按向量地址查入口地址表），轉(zhuǎn)至該向量地址對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序人口地址，便開(kāi)始執(zhí)行中斷服務(wù)程序（包括保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、與I/O傳送信息和恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)）。 （5）中斷返回。中斷服務(wù)程序的最后一條指令即是中斷返回指令，執(zhí)行該指令即返回到程序斷點(diǎn)，至此一次程序中斷結(jié)束。 13.DMA方式的主要特點(diǎn)是：I/O和CPU并行工作；主存和I/O接口間有一條直接數(shù)據(jù)通路；不中斷現(xiàn)行程序，無(wú)需保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)、恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)；當(dāng)DMA請(qǐng)求占用總線控制權(quán)時(shí)，若采用周期挪用的方式，CPU暫停一個(gè)存取周期訪問(wèn)主存，但可繼續(xù)自身內(nèi)部的操作（如乘法等），即傳送和主程序是并行的。 DMA接口電路中應(yīng)有主存地址計(jì)數(shù)器、字計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)緩沖寄存器、設(shè)備地址寄存器、中斷機(jī)構(gòu)和DMA控制邏輯。

編輯推薦

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