计算机组成原理(微课版高等院校信息技术系列教材)

本书系统介绍计算机的 设计方法和运行方式。全书 共9章。第1章为计算机系统 概论，第2章介绍布尔代数 与逻辑电路，第3章介绍数 据表示，第4章介绍运算器 ，第5章介绍存储系统，第6 章介绍指令系统，第7章介 绍中央处理器，第8章介绍 输入输出系统，第9章给出 几个TD-CMA实验箱实验。 本书可作为应用型高校 计算机专业的“计算机组成 原理”课程教材，也可作为 计算机领域开发应用人员的 参考书。

第1章 计算机系统概论 1.1 计算机的兴起 1.2 计算机的分类 1.3 计算机硬件 1.3.1 控制器 1.3.2 运算器 1.3.3 存储器 1.3.4 输入输出设备 1.4 计算机软件 1.4.1 系统软件 1.4.2 操作系统 1.4.3 应用软件 1.4.4 程序设计语言 1.4.5 数据库 1.5 计算机系统结构 1.6 计算机的性能指标 1.7 用Python搭建“计算机” 1.7.1 模拟计算机实验介绍 1.7.2 基于Python的仿真实验开发环境的搭建 1.7.3 创建第一个Python程序 习题 第2章 布尔代数与逻辑电路 2.1 布尔代数 2.1.1 与逻辑 2.1.2 或逻辑 2.1.3 非逻辑 2.2 逻辑函数及其化简 2.2.1 逻辑函数 2.2.2 布尔表达式化简 2.3 基本逻辑电路 2.3.1 门电路 2.3.2 门电路的构造 2.4 门电路仿真实验 习题 第3章 数据表示 3.1 进位记数制 3.2 进制转换 3.3 十进制数据编码 3.4 ASCII码 3.5 汉字编码 3.6 数据校检 3.7 偶校验码生成仿真实验 习题 第4章 运算器 4.1 机器数与真值 4.2 机器数编码 4.2.1 定点数编码 4.2.2 浮点数编码 4.3 定点数加减法 4.3.1 补码的加减运算及溢出判断 4.3.2 溢出判断 4.3.3 移码的加减法运算及溢出判断 4.4 全加器与加法装置 4.4.1 一位半加器 4.4.2 一位全加器 4.4.3 加法装置 4.4.4 进位系统 4.5 定点数乘法 4.5.1 原码一位乘法 4.5.2 原码两位乘法 4.6 全加器仿真实验 习题 第5章 存储系统 5.1 存储器 5.1.1 存储器分类 5.1.2 存储器的编址和端模式 5.2 存储系统概述 5.2.1 存储系统的层次结构 5.2.2 程序的局部性原理 5.3 静态随机存取存储器 5.3.1 SRAM的概念 5.3.2 基本的SRAM逻辑结构 5.3.3 SRAM读写时序 5.4 动态随机存取存储器 5.4.1 DRAM的概念 5.4.2 DRAM芯片的逻辑结构 5.4.3 DRAM读写时序 5.4.4 DRAM的刷新操作 5.5 只读存储器 5.6 半导体存储器的容量扩展 5.6.1 位扩展法 5.6.2 字扩展法 5.6.3 字位扩展法 5.7 高速缓冲存储器 5.7.1 Cache的基本原理 5.7.2 Cache的地址映射 5.7.3 Cache替换算法 5.7.4 Cache的写操作策略 5.8 虚拟存储器 5.8.1 虚拟存储器的基本概念 5.8.2 虚拟存储器的访问过程 5.8.3 Cache与虚拟存储器的异同 5.8.4 虚拟存储机制要解决的关键问题 5.9 辅助存储器 5.9.1 辅助存储器的种类 5.9.2 磁盘存储器的技术指标 5.10 Cache替换仿真实验 习题 第6章 指令系统 6.1 指令的组成 6.1.1 指令介绍 6.1.2 操作码 6.1.3 地址码 6.1.4 指令助记符 6.2 寻址方式 6.2.1 寻址的概念 6.2.2 立即数寻址方式 6.2.3 寄存器寻址方式 6.2.4 直接寻址方式 6.2.5 间接寻址方式 6.2.6 基址寻址方式 6.2.7 变址寻址方式 6.2.8 相对寻址方式 6.2.9 堆栈寻址方式 6.3 指令格式设计 6.3.1 指令字长 6.3.2 操作码的编码方式 6.3.3 地址码的编码设计 6.4 复杂指令集和精简指令集 6.4.1 复杂指令集计算机 6.4.2 精简指令集计算机 6.5 指令寻址仿真实验 习题 第7章 中央处理器 7.1 CPU的功能和组成 7.1.1 CPU的功能 7.1.2 CPU的基本组成 7.1.3 CPU中的主要寄存器 7.1.4 操作控制器与时序产生器 7.2 指令周期 7.3 时序信号产生器和控制方式 7.3.1 时序信号的作用和体制 7.3.2 时序信号产生器 7.3.3 控制方式 7.4 流水CPU 7.4.1 并行处理技术 7.4.2 流水CPU的结构 7.4.3 流水线中的主要问题 7.5 RISC CPU 7.5.1 RISC的特点 7.5.2 RISC CPU实例 7.5.3 动态流水线调度 习题 第8章 输入输出系统 8.1 CPU与外设之间的信息交换方式 8.1.1 I/O接口与端口 8.1.2 I/O操作的一般过程 8.1.3 I/O接口与外设之间的数据传送方式 8.1.4 CPU与I/O接口之间的数据传送 8.2 程序查询方式 8.3 中断方式 8.3.1 中断的基本概念 8.3.2 中断服务程序入口地址的获取 8.3.3 中断方式的外设接口电路 8.3.4 单级中断 8.3.5 多级中断 8.3.6 Pentium CPU的中断机制 8.4 DMA方式 8.4.1 DMA的基本概念 8.4.2 DMA传送方式 8.4.3 基本的DMA控制器 8.4.4 选择型和多路型DMA控制器 8.5 通道方式 8.5.1 通道简介 8.5.2 通道的类型 8.5.3 通道结构的发展 8.6 通