计算机组成原理

　　计算机组成原理是计算机专业的专业基础课。通过本门课的学习，要求学生对计算机系统建立一个整体概念。计算机系统是一个复杂的软件硬件综合体，硬件不仅是软件的物质基础，也是系统软件的管理对象。因此，计算机系统的层次结构能全面地反映计算机系统硬件和软件之间的关系。我们在教材中，除了对计算机的硬件组成及工作原理进行较为详细的讨论外，还对层次结构中的微程序机器级、机器语言级及操作系统级作为重点来讨论。对机器指令是软件硬件之间的界面，操作系统是人机之间的界面的概念在层次结构中都有明确的讨论。随着计算机技术的发展，硬件与软件的界线不是固定不变的。过去用硬件完成的功能，现在可以用软件来执行，过一段时间可能又要用硬件来完成。例如，早期计算机的机器指令是用硬件电路来执行，随着指令系统越来越复杂，相对应的硬件结构也越来越复杂，为了简化硬件结构，使硬件设计规范化，出现了微程序技术，机器指令就由微程序（软件）来解释执行了。但相对来说，指令的执行速度要慢一些，为了提高计算机的运行速度，又出现了简化指令集计算机，它的指令系统又由硬件电路来执行，使计算机的运行速度达到了几十，甚至上百个M1Ps。其它还可举出很多例子。因此，计算机的某一功能是用软件还是硬件来实现，在逻辑功能上应是等效的，而在性能指标上会有很大差别。对于计算机专业的学生来说，都应掌握计算机的硬件和软件。这样，一方面使我们的毕业生能适应不同工作岗位的需要，另一方面也能适应计算机技术不断发展的需要。有的教材用《计算机组织（Organization）和结构（Architecture）》的名称。计算机的组织和结构是两个不同的概念。计算机组织是指计算机的各个操作部件，以及它们之间的联系。计算机组织对程序员是透明的。这些操作部件用来具体实现计算机结构的属性。例如，计算机的内部控制信号、计算机使用的存储技术、计算机与外部设备的接口等。计算机结构是程序员能看到的计算机系统属性。例如，计算机的指令系统、存储器的寻址技术，不同数据类型的表示方法等。

暂缺《计算机组成原理》作者简介

     目 录
   前 言
   第一章 绪 论
    1.1计算机的基本组织
    1.1.1计算机的工作原理
    1.1.2计算机的基本功能
    1.1.3计算机的主要部件
    1.1.4计算机的总线结构
    1.2计算机系统的分级结构
    1.2.1语言、级和虚拟机
    1.2.2实际的多级计算机
    1.2.3计算机的硬件和软件
    1.3计算机性能指标与分类
    1.3.1计算机基本性能指标
    1.3.2计算机的分类
    1.4计算机的发展简史
    1.5计算机的应用简介
    1.6小 结
    习 题
   第二章 计算机数据表示及其算法
    2.1数值数据的表示法
    2.1.1各种进位计数制及其转换
    2.1.2数的机器码表示方法
    2.1.3数据校验码
    2.2非数值数据的表示法
    2.2.1字符数据
    2.2.2逻辑数据
    2.2.3汉字表示法
    2.3定点加减运算及其实现
    2.3.1原码加减运算
    2.3.2补码加减运算
    2.3.3溢出检测
    2.4定点乘法运算及其实现
    2.4.1原码乘法
    2.4.2补码乘法
    2.5定点除法运算及其实现
    2.6浮点运算
    2.6.1浮点加、减、乘、除运算规则
    2.6.2舍入方法
    2.7小 结
    习 题
   第三章 中央处理器
    3.1中央处理器的基本结构与功能
    3.1.1内部寄存器组
    3.1.2算术逻辑单元的基本功能
    3.1.3控制器的基本功能
    3.1.4CPU内部总线与外部总线接口
    3.2控制器
    3.2.1控制器的基本结构
    3.2.2指令的执行过程
    3.2.3控制方式及时序部件
    3.2.4组合逻辑控制方式实现步骤
    3.2.5可编程逻辑控制PLA
    3.3运算器
    3.3.1运算器的基本结构
    3.3.2多功能算术逻辑运算单元
    3.3.3十进制数（BCD码）加法器
    3.3.4阵列乘法器
    3.4中央处理器举例（8086）
    3.4.18086的内部结构及工作原理
    3.4.28086的外部总线
    3.4.38086的最大模式结构举例
    3.4.48086的时序
    3.5小 结
    习 题
   第四章 机器语言级
    4.1机器语言级概述
    4.2指令格式
    4.2.1指令系统的设计准则
    4.2.2指令操作码
    4.2.3指令格式举例
    4.3指令的寻址方式
    4.3.1立即寻址方式
    4.3.2直接寻址方式
    4.3.3寄存器直接寻址方式
    4.3.4间接寻址方式
    4.3.5变址寻址方式和基址寻址方式
    4.3.6相对寻址方式
    4.3.7堆栈寻址方式
    4.3.8PDP－11指令系统的寻址方式
    4.4指令类型
    4.4.1数据传送类指令
    4.4.2算术逻辑运算类指令
    4.4.3程序控制类指令
    4.5简化指令集计算机
    4.5.1RISC技术概述
    4.5.2寄存器窗口技术
    4.5.3RISC流水线
    4.5.4RISC举例
    4.6小 结
    习 题
   第五章 微程序机器级
    5.1微程序机器级的基本概念
    5.1.1微操作、微命令
    5.1.2微指令、微周期
    5.1.3微程序、微程序设计
    5.2微程序模型机
    5.2.1模型机的指令系统
    5.2.2模型机的数据通路
    5.2.3模型机的微指令结构
    5.2.4微周期的定时信号和模型机的工作过程
    5.2.5模型机机器指令的解释程序——微程序
    5.3微程序控制的设计技术
    5.3.1微指令执行顺序的控制
    5.3.2微指令的编译法
    5.3.3毫微存储器
    5.4PDP－11/40的微程序级
    5.4.1PDP－11/40微程序级的结构
    5.4.2PDP－11/40的微指令
    5.5小 结
    习 题
   第六章 存储系统
    6.1存储器和存储层次
    6.1.1存储器分类
    6.1.2存储层次
    6.2主存储器
    6.2.1主存储器的基本结构
    6.2.2主存储器的主要技术指标
    6.2.3主存储器的基本操作
    6.2.4主存储器组成与控制
    6.2.5主存储器校验和校验电路
    6.3并行存储器
    6.3.1并行交叉存储器的编址方式
    6.3.2重叠与交叉存取控制
    6.3.3并行存储器的无冲突访向
    6.4高速缓冲存储器（Cache）
    6.4.1Cache基本结构和工作原理
    6.4.2Cache地址的映象与变换
    6.4.3替换算法及其实现
    6.4.4CaChe存储器设计中的若干问题
    6.5小 结
    习 题
   第七章 输入输出系统
    7.1输入输出系统概述
    7.1.1I/O系统的基本功能
    7.1.2I/O设备编址方式
    7.1.3I/O主要控制方式
    7.2程序查询方式
    7.2.1程序查询方式工作原理
    7.2.2程序查询方式举例
    7.3程序中断方式
    7.3.1程序中断方式工作原理
    7.3.2中断系统结构
    7.3.3嵌套中断
    7.3.4中断屏蔽与优先级动态分配
    7.3.5中断优先级控制器（8259）
    7.36中断服务程序结构
    7.4DMA方式
    7.4.1DMA方式工作原理
    7.4.2DMAC的组成
    7.4.3DMA传送过程
    7.5I/O通道与I/O处理机方式
    7.5.1I/O通道
    7.5.2I/O处理机
    7.6磁盘存储器
    7.6.1记录原理与编码格式
    7.6.2硬盘存储器
    7.6.3软盘存储器
    7.6.4磁盘管理界面
    7.7磁带存储器
    7.7.1概 述
    7.7.2记录格式
    7.7.3磁带机简介
    7.8显示器
    7.8.1概 述
    7.8.2显示器的工作原理与主要技术指标
    7.8.3字符显示器
    7.8.4显示器管理界面
    7.9打印机
    7.9.1针式打印机
    7.9.2打印机管理界面
    7.10汉字处理设备
    7.10.1汉字编码与输入
    7.10.2汉字的存储
    7.10.3汉字的输出
    7.11新型外设简介
    7.11.1鼠标器
    7.11.2激光打印机
    7.11.3光 盘
    7.12 小 结
    习 题
   第八章 操作系统机器级
    8.1CPU管理
    8.1.1进程概念
    8.1.2进程操作
    8.1.3处理机调度算法
    8.1.4操作系统进程管理界面
    8.2存储器管理
    8.2.1页式管理与段式管理
    8.2.2虚拟存储器管理
    8.2.3操作系统内存管理界面
    8.3文件管理
    8.3.1存储设备
    8.3.2文件系统的实现
    8.3.3目 录
    8.3.4操作系统文件管理界面
    8.4小 结
   习 题
   参考文献