计算机组成原理

　　本书以电子科技大学编写的六·五、八·五、九·五等全国规划教材为基础（其中八•五规划教材获得教育部科技进步奖教材三等奖），重新编写。从面向传统的小型机转到以当前主流微机技术为背景，系统地介绍了计算机各功能子系统的逻辑组成和工作机制，更加强调了系统级的整机概念。全书共分七章。第一章概述计算机的基本概念和计算机系统的硬、软组织；第二章分别介绍数据信息和指令信息的表示方法；第三章讨论CPU子系统，将CPU作为集成化整体，通过一个CPU模型，详细分析指令的执行过程；第四章介绍存储子系统，着重讨论主存储器的设计；第五章介绍I/O子系统，包括接口的基本知识，系统总线，以及中断和DMA等I/O传送控制机制；第六章介绍常用输入/输出设备及其I/O接口；第七章给出一个计算机硬件系统模型，作为全书的总结。本书可以作为高等院校计算机专业学生的“计算机组成原理”课程的教材，也可以作为从事计算专业的工程技术人员的参考书。

　　罗克露，性别：女专业技术职务： 教授研 究 方 向 ： 嵌入式实时系统及应用学 院 名 称 ：电子科技大学 计算机科学与工程学院导 师 介 绍 ：1982年毕业于成都电讯工程学院（现电子科技大学）计算机本科专业，获学士学位。由国家教委公派，于1985年～1989年在意大利罗马大学信息与系统系、罗马SIELTE通信公司计算机开发部研修多微处理机系统内部节点通信技术与CAD技术等。1989年回国至今，在电子科技大学计算机学院任教，曾任计算机系803教研室主任、计算机学院计算机工程与技术系主任等职。四川省精品课程计算机组成原理首席教师，校级优秀主讲教师，多年来历届学生评教均在90分以上。主要研究方向为嵌入式实时系统及应用。主持教改、科研项目十几项，发表教学、学术论文三十多篇。获国家级教学成果二等奖一项、教育部科技进步奖教材类三等奖一项、四川省教学成果一等奖一项、校级教学奖励多项、河南省科技进步二等奖一项、软件著作权二项、专利申请一项。科研情况主持开发“器件级逻辑模拟技术在计算机系统设计中的应用”、“可信赖容错计算机系统技术基础研究”、“信息家电嵌入式软件基本开发平台技术”、“高可靠现场级高速以太网研制”、“实时和非实时混合传输以太网技术研究”、“嵌入式软件仿真开发平台 ”、“智能家电软件构件化开发集成平台 ”、“恩威生产监控系统”、“前锋800客户服务系统”等十多项涉及四川省重点科研项目、四川省基础应用研究项目、广东省科技攻关项目、科技部中小企业技术创新基金项目、横向项目等科研项目。发表三十多篇学术论文。获奖情况获得全国教学成果二等奖、四川省教学成果一等奖、教育部科技进步奖教材类三等奖、河南省科技进步奖二等奖等多项国家级和省、部级奖励。此外，还获得电子科技大学教学成果一等奖、二等奖，电子科技大学网络多媒体课件二等奖、三等奖，托普教学一等奖、二等奖等校级奖励，并获得校级优秀主讲教师称号。所负责的《计算机组成原理》课程被评为四川省精品课程，并由四川省推荐参加国家精品课程评选。

第1章概论
1.1计算机的基本概念
1.1.1计算机与诺依曼体制
1.1.2信息的数字化表示
1.1.3存储程序工作方式
1.2计算机系统的组织
1.2.1硬件系统
1.2.2软件系统
1.2.3系统组成的层次结构
1.2.4硬件、软件的功能划分与逻辑上的等价
1.3计算机的特点与性能指标
1.3.1数字计算机的特点
1.3.2计算机的主要性能指标
练习题
第2章计算机中的信息表示
2.1数值型数据的表示方法
2.1。1进位计数制
2.1.2带符号数的表示
2.1.3数的定点表示与浮点表示
2.2字符表示
2.2.1ASCII码
2.2.2汉字编码简介
2.3指令信息的表示
2.3.1指令格式
2.3.2常见寻址方式
2.3.3指令的功能和类型
练习题
第3章CPU子系统
3.1概述
3.1.1CPU的基本组成
3.1.2时序控制方式
3.1.3控制器分类
3.1.4CPU与外部的信息交换
3.2算术、逻辑运算部件
3.2.1加法单元
3.2.2并行加法器与进位逻辑结构
3.2.3多功能算术、逻辑运算部件
3.2.4运算器组织
3.3运算方法
3.3.1定点加减运算
3.3.2溢出判断与移位
3.3.3定点乘法运算
3.3.4定点除法运算
3.3.5浮点四则运算
3.4CPU模型
3.4.1CPU设计步骤
3.4.2模型机的指令系统
3.4.3模型机的组成与数据通路
3.5组合逻辑控制方式
3.5.1组合逻辑控制器时序系统
3.5.2指令流程与操作时间表
3.5.3微命令的综合与产生
3.6微程序控制方式
3.6.1微程序控制的基本原理
3.6.2微指令的编码方式与微地址的形成方式
3.6.3模型机微指令格式
3.6.4模型机微程序设计
3.7典型CPU简介
3.7.1Intel8086／8088
3.7.2Intel80386／80486
3.7.3Pentium微处理器
3.7.4Alpha微处理器
3.7.5CRAY-1
3.7.6Transputer
练习题
第4章存储子系统
4.1概述
4.1.1存储系统的层次结构
4.1.2物理存储器与虚拟存储器
4.1.3存储器的分类
4.1.4存储器系统的关键特性
4.2半导体存储原理及存储芯片
4.2.1双极型存储单元与芯片
4.2.2静态MOS存储单元与芯片
4.2.3动态MOS存储单元与芯片
4.2.4半导体只读存储器与芯片
4.3主存储器的组织
4.3.1主存储器设计的一般原则
4.3.2主存储器的逻辑设计
4.3.3主存储器与CPU、系统总线的连接
4.3.4主存储器芯片技术
4.3.5动态存储器的刷新
4.3.6主存储器的校验
4.4磁表面存储器的存储原理
4.4.1记录介质与磁头
4.4.2读写原理
4.4.3磁记录方式
4.4.4磁表面存储器的校验
4.5光存储原理
4.5.1光存储部件
4.5.2光存储基本原理
4.6提高存储系统性能的一些措施
4.6.1高速缓冲存储器
4.6.2虚拟存储器
4.6.3双端口存储器
4.6.4并行存储器
4.6.5相联存储器
练习题
第5章输入／输出系统.
5.1概述
5.1.1主机与外部设备的连接模式
5.1.2总线类型与总线标准
5.1.3接口功能与接口分类
5.2系统总线
5.2.1总线设计的要素
5.2.2系统总线的信号组成
5.3直接程序传送方式与接口
5.4中断方式与接口
5.4.1中断方式基本概念
5.4.2中断请求
5.4.3中断判优
5.4.4中断响应
5.4.5中断处理
5.4.6中断接口组成模型
5.4.7中接口举例
5.5DMA方式与接口
5.5.1DMA方式基本概念
5.5.2DMA控制器与接口的连接
5.5.3DMA控制器的组成
5.5.4DMA传送操作过程
5.5.5DMA接口举例
练习题
第6章输入／输出设备及I／O接口
6.1概述
6.1.1输入/输出设备的一般功能
6.1.2输入／输出设备的类型
6.1.3输入/输出设备与主机系统间的信息交换
6.2键盘及接口
6.2.1键的类型
6.2.2硬件扫描键盘
6.2.3软件扫描键盘及接口电路
6.3显示设备及接口
6.3.1概述
6.3.2显示技术中的相关术语
6.3.3显示方式与显示规格
6.3.4光栅扫描成像原理
6.3.5屏幕显示与显示缓存间的对应关系
6.3.6显示适配器
6.4打印设备及接口
6.4.1概述
6.4.2打印机的相关性能指标
6.4.3点阵针式打印机
6.4.4激光打印机
6.4.5喷墨打印机
6.4.6打印机适配器
6.5磁盘存储器及接口
6.5.1软盘存储器
6.5.2硬盘存储器
6.5.3磁盘适配器
6.6光盘存储器
6.6.1概述
6.6.2光盘存储器的读／写原理
6.6.3光盘存储器的特性
6.6.4光盘驱动器
6.7其他常用的输入/输出设备
6.7.1光学字符识别设备
6.7.2图形图像输入设备
6.7.3语音识别设备
6.7.4条形码识别仪
练习题
第7章计算机硬件系统模型
7.1模型机系统及其信号互连
7.1.1系统组成
7.1.2系统总线
7.1.3各部件的信号线
7.2模型机典型I／O操作举例
7.2.1直接程序控制方式的I／O操作
7.2.2程序中断方式下的I／O操作
7.2.3DMA方式下的I／O操作
7.3系统配置举例
练习题
参考文献