計算機組成原理

內(nèi)容概要

　　本書闡述了計算機硬件體系的組成原理和實現(xiàn)。全書分10章，第1-3章介紹了計算機組成的基本概念及相關(guān)基礎(chǔ)；第4-9章介紹了計算機組成的各部件的原理及其實現(xiàn)；第10章介紹了計算機體系的一個重要發(fā)展方向，即并行計算機體系結(jié)構(gòu)。《高等院校規(guī)劃教材·計算機科學(xué)與技術(shù)系列·計算機組成原理》結(jié)構(gòu)優(yōu)化，內(nèi)容精煉，重點突出，并配有習(xí)題、實踐項目和電子教案?！陡叩仍盒Ｒ?guī)劃教材·計算機科學(xué)與技術(shù)系列·計算機組成原理》可作為理工科大學(xué)生“計算機組成原理”課程的教科書，也可供從事計算機領(lǐng)域相關(guān)工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 概論1.1　計算機的發(fā)展歷史1.1.1　更新?lián)Q代的計算機硬件1.1.2　日臻完善的計算機軟件1.2　計算機系統(tǒng)的硬件組成1.2.1　計算機的功能部件1.2.2　馮·諾依曼計算機1.3　計算機的軟件系統(tǒng)1.3.1　系統(tǒng)軟件1.3.2　應(yīng)用軟件1.4　計算機系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)1.4.1　硬件與軟件的關(guān)系1.4.2　計算機系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)1.4.3　計算機硬件系統(tǒng)的組織1.5　計算機的特點和性能指標1.5.1　計算機的工作特點1.5.2　計算機的性能指標1.6　計算機的分類與應(yīng)用1.6.1　計算機的分類1.6.2　計算機的應(yīng)用習(xí)題1第2章　計算機中數(shù)據(jù)信息的表示2.1　進位計數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換2.2　帶符號數(shù)的表示2.2.1　機器數(shù)與真值2.2.2　原碼表示2.2.3　補碼表示2.2.4　反碼表示2.2.5　移碼表示2.3　數(shù)的定點表示與浮點表示2.3.1　定點表示2.3.2　浮點表示2.3.3　定點表示與浮點表示的比較2.4　非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示2.4.1　邏輯數(shù)——二進制串2.4.2　字符與字符串2.4.3　漢字信息的表示2.5　十進制數(shù)串的表示2.6　數(shù)據(jù)校驗碼2.6.1　碼距與數(shù)據(jù)校驗碼2.6.2　奇偶校驗碼2.6.3　海明校驗碼2.6.4　循環(huán)冗余校驗碼習(xí)題2第3章　運算方法與運算器3.1　運算器的設(shè)計方法3.2　定點補碼加減運算3.2.1　補碼加減運算的基礎(chǔ)3.2.2　溢出判斷與變形補碼3.2.3　算術(shù)邏輯運算部件3.3　定點乘法運算3.3.1　原碼乘法運算3.3.2　補碼乘法運算3.3.3　快速乘法運算3.4　定點除法運算3.4.1　原碼除法運算3.4.2　補碼除法運算3.4.3　快速除法運算3.5　浮點四則運算3.5.1　浮點加減運算3.5.2　浮點乘除運算3.6　運算器的組成3.6.1　定點運算器3.6.2　浮點運算器3.7　十進制數(shù)的加減運算方法3.7.1　一位十進制加法器的設(shè)計3.7.2　多位十進制整數(shù)的加減運算3.8　邏輯運算和移位操作3.8.1　邏輯運算3.8.2　移位操作習(xí)題3第4章　存儲器系統(tǒng)第5章 指令系統(tǒng)第6章 控制系統(tǒng)與CPU第7章 總線技術(shù)第8章 I/O設(shè)備第9章 I/O系統(tǒng)組織參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第1章　計算機系統(tǒng)概述　　1.1 計算機發(fā)展簡史　　電子計算機的誕生和發(fā)展是20世紀最偉大的科技成果之一，在這以前，人們設(shè)計出了一些其他類型的計算工具。早在13世紀，我國就發(fā)明了算盤，如圖1—1所示，這是世界公認的最早的計算工具。促進計算工具研究發(fā)展的最初動力是編制初等函數(shù)表（如正弦、余弦、對數(shù)等）。法國科學(xué)家帕斯卡（Blaise Pascal，1623——1662）于1642年制造出第一臺能工作的機械計算機，程序設(shè)計語言Pascal就是為紀念帕斯卡而以他的名字命名的。帕斯卡的父親從事稅務(wù)工作，他為了幫助父親完成大量的計算統(tǒng)計事務(wù)而設(shè)計出了帕斯卡機。帕斯卡機的外形是一個不大的黃銅盒子，采用齒輪嚙合結(jié)構(gòu)，用手工操作，可進行加法和減法運算。帕斯卡計算機在當時具有重大的意義，它開辟了自動計算的道路。30年后，偉大的德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲（G．Leibniz）制造了一臺還能做乘法和除法的機械計算機。在此后的150年里計算機沒有大的發(fā)展，直到劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)教授查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage，1792——1871）設(shè)計和制造了差分機，如圖1—2所示。差分機只能運行差分運算，所謂“差分”，是把函數(shù)表的復(fù)雜算式轉(zhuǎn)化為差分運算，用簡單的加減法代替平方運算。雖然差分機運行得比較好，但是巴貝奇對這種只能運行一種算法的機器“厭煩”了，所以他開始制造差分機的替代品——分析機。在他的設(shè)計中，分析機已經(jīng)具有現(xiàn)代計算機的雛形了。分析機由5個部分組成：存儲部分，計算部分，控制器部分，輸入部分和輸出部分。但是因為當時的技術(shù)還不能提供他所需要的高精度齒輪，所以他最終也未能制造完成一臺計算機。但由于他對計算機結(jié)構(gòu)的貢獻，人們尊稱他為“現(xiàn)代數(shù)字計算機之父”。1991年，為了紀念巴貝奇誕辰200周年，英國肯圣頓（Kensington）科學(xué)博物館根據(jù)他的設(shè)計圖紙重新制造了一臺差分機。復(fù)制過程中，復(fù)制者特地采用18世紀中期的技術(shù)設(shè)備來制作，不僅成功地造出了機器，而且可以正常運轉(zhuǎn)?！　?0世紀40年代，無線電技術(shù)和無線電工業(yè)的發(fā)展為電子計算機的研制提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。1943～1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)研制的電子數(shù)字積分與計算機（ENIAC）是世界上第一臺電子計算機。ENIAC于1945年年底完成，l946年2月正式交付使用。60年來，電子計算機技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，根據(jù)電子計算機所采用的物理器件和計算模式，我們把電子計算機的發(fā)展分為5個階段，相鄰兩個階段之間存在時間重疊。

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