計算機組成原理

內(nèi)容概要

　　《計算機組成原理：學習指導與習題解答（第2版）》是與高等教育出版社出版的普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材《計算機組成原理（第2版）》配套的輔助教材。　　本書在章節(jié)順序安排上與主教材完全一致，每章給出該章的重點難點、主要內(nèi)容、例題精選、習題訓練及其參考答案。有利于學生檢驗自己掌握本課程內(nèi)容的程度?！　”緯拍钋宄}型豐富，可作為高等學校計算機專業(yè)的輔助教材，也可作為計算機專業(yè)研究生入學考試的輔導書和其他科技人員的參考書。

作者簡介

唐朔飛，哈爾濱工業(yè)大學計算機科學與技術學院教授、2003年評為首屆黑龍江省和哈爾濱工業(yè)大學教學名師，2006年獲第二屆國家教學名師 獎。長期從事計算機科學與技術的教學和研究工作。從教43年來，給計算機專業(yè)27屆4600余名學生講授“計算機組成源理”課程。自1986年獲哈爾濱工業(yè)大學首屆教學一等獎后，又獲得各級各類教學獎勵20多次，1997年獲第二屆全國普通高等學校優(yōu)秀計算機輔助教學軟件二等獎和全國高等學校工科優(yōu)秀CAI軟件一等獎，2000年獲黑龍江省教學成果一等獎。獨立編著教材五本，其中《電子數(shù)字計算機原理》1989年獲“黑龍江省普通高等學校優(yōu)秀教材二等獎”，面向21世紀課程教材《計算機組成原理》2002年獲教育部”全國普通高等學校優(yōu)秀教材二等獎”，以該教材為核心的“計算機組成原理”課程2005年被評為國家精品課程。主要研究領域為計算機體系結構、并行處理。先后主持完成了國家863項目、航天基金項目、博士點基金項目各一項，參加并完成省部級科研項目10多項，目前在研國家自然科學基金項目，發(fā)表論文50多篇。

書籍目錄

第一章計算機系統(tǒng)概論 1.1重點難點 1.2 主要內(nèi)容 1.2.1 基本概念 1.2.2馮·諾伊曼計算機的特點 1.2.3計算機硬件框圖 1.2.4計算機的工作過程 1.2.5計算機硬件的主要技術指標  1.3例題精選 1.4習題訓練 1.4.1選擇題 1.4.2填空題 1.4.3問答題 參考答案 第二章計算機的發(fā)展及應用 2.1 重點難點 2.2 主要內(nèi)容 2.2.1計算機的發(fā)展 2.2.2計算機的分類及應用 2.3習題訓練 2.3.1 選擇題 2.3.2填空題 2.3.3問答題 參考答案 第三章系統(tǒng)總線 3.1 重點難點 3.2主要內(nèi)容 3.2.1 總線的基本概念 3.2.2總線結構 3.2.3 總線控制 3.3例題精選 3.4習題訓練 3.4.1 選擇題 3.4.2填空題 3.4.3 問答題 參考答案 第四章存儲器 4.1 重點難點 4.2主要內(nèi)容 4.2.1存儲器的分類及存儲系統(tǒng)的層次結構 4.2.2主存儲器 4.2.3 高速緩沖存儲器 4.2.4輔助存儲器 4.3例題精選 4.4習題訓練 4.4.1選擇題 4.4.2填空題 4.4.3問答題 參考答案 第五章輸入輸出系統(tǒng) 5.1 重點難點 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與主機的聯(lián)系方式  5.2.3 I/O接口  5.2.4 I/O與主機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與主機交換信息的控制方式之三——DMA方式 5.3例題精選 5.4習題訓練 5.4.1 選擇題 5.4.2填空題 5.4.3問答題 參考答案 第六章計算機的運算方法 6.1 重點難點 6.2主要內(nèi)容 6.2.1計算機中數(shù)的表示 6.2.2定點運算 6.2.3浮點運算 6.2.4并行加法器和進位鏈 6.3例題精選 6.4習題訓練 6.4.1選擇題 6.4.2填空題 6.4.3問答題 參考答案 第七章指令系統(tǒng) 7.1 重點難點 7.2 主要內(nèi)容 7.2.1 機器指令 7.2.2尋址方式 7.2.3 RISC技術 7.3例題精選 7.4習題訓練 7.4.1 選擇題 7.4.2填空題 7.4.3問答題 參考答案 第八章CPU的結構和功能 8.1 重點難點 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習題訓練 8.4.1選擇題 8.4.2填空題 8.4.3問答題 參考答案 第九章控制單元的功能 9.1重點難點 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多級時序系統(tǒng) 9.2.4控制方式 9.3例題精選 9.4習題訓練 9.4.1 選擇題 9.4.2填空題 9.4.3問答題 參考答案 第十章控制單元的設計 10.1 重點難點 10.2主要內(nèi)容 10.2.1組合邏輯設計 10.2.2微程序設計 10.3例題精選 10.4習題訓練 10.4.1選擇題 10.4.2填空題 10.4.3 問答題 參考答案 參考文獻

章節(jié)摘錄

版權頁：   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、測試指令和轉移指令等組成。CPU一旦啟動I/O后，就進入這段程序，時刻查詢I/O準備的情況，若未準備就緒就踏步等待；若準備就緒就實現(xiàn)傳送。在輸入輸出的全部過程中，CPU停止自身的操作。 程序中斷方式雖也要用程序實現(xiàn)外部設備的輸入、輸出，但它只是以中斷服務程序的形式插入到用戶現(xiàn)行程序中。即CPU啟動I/O后，繼續(xù)自身的工作，不必查詢I/O的狀態(tài)。而I/O被啟動后，便進入自身的準備階段，當其準備就緒時，向CPU提出中斷請求，此時若滿足條件，CPU暫?，F(xiàn)行程序，轉入該設備的中斷服務程序，在服務程序中實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。 11.采用程序中斷方式實現(xiàn)主機與I/O交換信息的接口電路中一般有： （1）設備選擇電路，用以識別來自地址線的設備號，若與本接口的設備號一致，便給出設備選中信號； （2）命令寄存器和命令譯碼器，傳送來自CPU的命令信號； （3）數(shù)據(jù)緩沖寄存器，用來存放來自設備的信息（輸入）或從主機來的信息（輸出）； （4）反映設備狀態(tài)的各類觸發(fā)器，如“工作”、“完成”、“中斷請求”、“中斷屏蔽”等； （5）中斷向量邏輯（包括排隊器），用以產(chǎn)生設備的向量地址。 12.以I/O設備的中斷處理過程為例，一次程序中斷大致可分為五個階段。 （1）中斷請求。CPU啟動I/O設備后，設備進入自身準備階段，當其準備就緒時，便向CPU提出中斷請求。 （2）中斷判優(yōu)。當同時出現(xiàn)多個中斷請求時，中斷判優(yōu)邏輯（硬件排隊或軟件排隊）選擇出優(yōu)先級最高的中斷請求，待CPU處理。 （3）中斷響應。如果允許中斷觸發(fā)器為“1”，請求中斷的設備又未被屏蔽，系統(tǒng)便進入中斷響應周期。在該周期內(nèi)，CPU自動執(zhí)行一條中斷隱指令，將程序斷點及程序狀態(tài)字保存起來，同時硬件關中斷，并把向量地址送PC。 （4）中斷服務。中斷響應周期結束后，CPU轉入取指周期，此時按向量地址取出一條無條件轉移指令（或按向量地址查入口地址表），轉至該向量地址對應的中斷服務程序人口地址，便開始執(zhí)行中斷服務程序（包括保護現(xiàn)場、與I/O傳送信息和恢復現(xiàn)場）。 （5）中斷返回。中斷服務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，至此一次程序中斷結束。 13.DMA方式的主要特點是：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，無需保護現(xiàn)場、恢復現(xiàn)場；當DMA請求占用總線控制權時，若采用周期挪用的方式，CPU暫停一個存取周期訪問主存，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接口電路中應有主存地址計數(shù)器、字計數(shù)器、數(shù)據(jù)緩沖寄存器、設備地址寄存器、中斷機構和DMA控制邏輯。

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