計算機組成原理

內(nèi)容概要

　　《計算機組成原理》按照教育部考試中心頒發(fā)的“全國計算機學科專業(yè)基礎綜合考試大綱”的要求，系統(tǒng)介紹了計算機單機系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理。《計算機組成原理》分為7章，主要內(nèi)容包括：計算機系統(tǒng)概述、計算機中數(shù)據(jù)信息的表示和運算、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、中央處理單元CPU、總線、輸入／輸出系統(tǒng)?！　　队嬎銠C組成原理》內(nèi)容充實而又力求精練、重點突出，體現(xiàn)出基礎性、時代性和系統(tǒng)性的特色。書中概念清晰、語言通俗易懂、實例豐富，涵蓋了計算機組成原理的基本內(nèi)容并增加了一些當前計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)發(fā)展的新內(nèi)容。每章都提供了大量典型的習題，并配有部分答案供讀者練習和參考?！　　队嬎銠C組成原理》可作為高等院校計算機及相關(guān)專業(yè)的“計算機組成原理”課程教材、計算機專業(yè)研究生入學考試的復習用書，也可以作為成人自學考試用書。

書籍目錄

前言教學建議第1章 計算機系統(tǒng)概述1.1 計算機發(fā)展歷程1.1.1 古代計算階段1.1.2 現(xiàn)代計算階段1.2 計算機層次結(jié)構(gòu)1.2.1 計算機硬件基本組成及特點1.2.2 計算機的軟件及其分類1.2.3 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1.3 計算機的分類及應用1.3.1 計算機的分類1.3.2 計算機的應用領域1.4 計算機性能指標習題1第2章 計算機中數(shù)據(jù)信息的表示和運算2.1 數(shù)制與編碼2.1.1 進位計數(shù)制及其轉(zhuǎn)換2.1.2 數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼與表示2.1.3 校驗碼2.2 定點數(shù)的表示和運算2.2.1 定點數(shù)的表示2.2.2 定點數(shù)的運算2.3 浮點數(shù)的表示和運算2.3.1 浮點數(shù)的表示2.3.2 浮點數(shù)的運算2.4 算術(shù)邏輯單元ALU2.4.1 串行進位加法器和并行進位加法器2.4.2 多功能算術(shù)邏輯部件的結(jié)構(gòu)習題2第3章 存儲系統(tǒng)3.1 存儲系統(tǒng)概述3.1.1 存儲器的性能指標3.1.2 存儲器分類3.1.3 存儲系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)3.2 主存儲器3.2.1 主存儲器概述3.2.2 半導體隨機存取存儲器RAM3.2.3 半導體只讀存儲器ROM3.2.4 主存容量的擴展方式3.3 高速緩沖存儲器Cache3.3.1 Cache的組成原理3.3.2 Cache的地址映像方式3.3.3 Cache的替換算法3.3.4 Cache的更新(寫)策略3.3.5 分體存儲體系結(jié)構(gòu)(哈佛體系結(jié)構(gòu))3.4 其他形式的高速存儲器3.4.1 雙端口存儲器3.4.2 多模塊交叉形式存儲器3.4.3 相聯(lián)存儲器3.5 虛擬存儲器系統(tǒng)3.5.1 虛擬存儲器概述3.5.2 虛擬存儲器的管理方式與存儲保護3.5.3 虛擬存儲器的工作過程3.6 輔助存儲器3.6.1 輔助存儲器概述3.6.2 磁表面存儲器3.6.3 光盤存儲器3.6.4 U盤存儲器習題3第4章 指令系統(tǒng)4.1 指令系統(tǒng)概述4.1.1 指令與指令系統(tǒng)4.1.2 指令系統(tǒng)的性能要求4.2 指令格式4.2.1 地址碼字段的格式4.2.2 操作碼字段的格式4.2.3 數(shù)據(jù)在存儲器中的存放方式4.3 尋址方式4.3.1 立即數(shù)尋址4.3.2 寄存器尋址4.3.3 直接尋址4.3.4 寄存器間接尋址4.3.5 存儲器間接尋址4.3.6 變址尋址4.3.7 基址尋址4.3.8 相對尋址4.3.9 堆棧尋址4.4 指令的類型4.4.1 數(shù)據(jù)傳送類指令4.4.2 算術(shù)／邏輯運算類指令4.4.3 程序控制類指令4.4.4 輸入／輸出類指令4.4.5 其他指令4.5 指令格式舉例4.6 常用指令系統(tǒng)4.6.1 復雜指令系統(tǒng)計算機4.6.2 精簡指令系統(tǒng)計算機習題4第5章 中央處理單元OPU5.1 CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)5.1.1 CPU的功能和性能5.1.2 CPU的基本組成結(jié)構(gòu)5.1.3 時序系統(tǒng)和時序控制方式5.2 指令的執(zhí)行過程5.2.1 概述5.2.2 具體執(zhí)行過程5.3 控制器的組成和工作原理5.3.1 控制器概述5.3.2 微程序控制器5.3.3 組合邏輯控制器5.4 指令流水線5.4.1 指令流水線概述5.4.2 流水線基本工作原理5.4.3 流水線中的相關(guān)問題5.4.4 超標量流水線技術(shù)習題5第6章 總線6.1 總線概述6.1.1 總線的基本概念6.1.2 系統(tǒng)總線的結(jié)構(gòu)6.1.3 總線的主要性能指標6.1.4 典型的總線標準6.2 總線信息傳輸6.2.1 總線的操作6.2.2 信息傳輸方式6.2.3 總線定時方式6.3 總線仲裁6.3.1 總線仲裁的概念6.3.2 總線仲裁方式習題6第7章 輸入／輸出系統(tǒng)7.1 外圍設備7.1.1 輸入／輸出設備概述7.1.2 常用輸入設備7.1.3 常用輸出設備7.2 輸入／輸出接口7.2.1 I／O接口的基本功能7.2.2 I／O接口電路的分類與基本組成7.2.3 I／O端口的編址方式7.3 輸入／輸出信息傳送控制方式7.3.1 程序直接傳送方式7.3.2 程序中斷傳送方式7.3.3 直接存儲器存取(DMA)方式7.3.4 I／O通道控制方式和外圍處理機方式習題7習題答案參考文獻

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：計算機模型中的運算器用來完成數(shù)據(jù)的暫存、變換、邏輯運算和算術(shù)運算功能?？刂破魍瓿蓪τ嬎銠C各部件協(xié)同運行的指揮控制，保證了指令按照預定次序、步驟執(zhí)行，并且能夠處理各種緊急事件。存儲器則是用來存放計算機運行過程中所要執(zhí)行的指令代碼和所需數(shù)據(jù)。輸入設備的主要功能是向計算機系統(tǒng)輸送用戶操作指令、程序和數(shù)據(jù)。輸出設備則把計算機系統(tǒng)的運行結(jié)果輸出給用戶。輸入／輸出設備完成了計算機系統(tǒng)和計算機用戶的交流任務。馮·諾依曼計算機模型體系結(jié)構(gòu)屬于典型的單指令流單數(shù)據(jù)流的系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)特點主要體現(xiàn)在如下六個方面：1）計算機內(nèi)部以運算器為中心，輸入／輸出設備與存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送都要途經(jīng)運算器。同時，各部分的操作及其相互之間的聯(lián)系都要由控制器集中控制。2）采用存儲器程序原理，將程序和數(shù)據(jù)事先存放在存儲器中，運行時順序取出指令一條條地執(zhí)行。存儲器按地址訪問，它是一個順序、線性編址的一維空間，每個單元的位數(shù)是固定的。3）指令在存儲器中基本是按其執(zhí)行順序依次存儲，由指令計數(shù)器指明要執(zhí)行的指令在存儲器中的地址。一般情況下，每執(zhí)行完一條指令，指令計數(shù)器自動增加一個固定值，也可以根據(jù)運算結(jié)果改變指令計數(shù)器的值來變更其執(zhí)行順序。4）指令由操作碼和地址碼兩部分組成。操作碼指明本指令的操作類型，地址碼指明本指令在存儲器中的地址。操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型由操作碼指明，操作數(shù)本身不能判定出它是何種數(shù)據(jù)類型。例如，是定點數(shù)、浮點數(shù)、十進制數(shù)、雙精度數(shù)、邏輯數(shù)，還是字符串等。5）數(shù)據(jù)以二進制編碼，并采用二進制運算。6）軟件與硬件完全分開，硬件結(jié)構(gòu)采用固定性邏輯，依靠不同的軟件來適應不同的應用需要。1.2.2 計算機的軟件及其分類計算機系統(tǒng)本身的資源分為兩類，即硬件資源和軟件資源。軟件資源主要完成的任務其一是解決計算機自身資源管理問題，其二是完成計算機語言和機器語言轉(zhuǎn)換問題，其三是完成用戶的一般任務。通常將完成計算機自身資源管理的軟件和語言翻譯軟件稱為系統(tǒng)軟件，而將完成用戶一般任務的軟件稱為應用軟件。系統(tǒng)軟件包括管理系統(tǒng)資源的操作系統(tǒng)軟件，各類語言解釋和翻譯軟件，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡軟件以及一些系統(tǒng)服務程序。應用軟件包括按用戶任務需求編制的各種程序。

編輯推薦

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