计算机组成原理实用教程 第4版

   本书主要是针对普通院校计算机应用专业的学生编写的。全书共9章，第1章主要介绍计算机系统的组成、计算机的发展历史及计算机的应用；第2章主要讲解信息的数字化表示，重点讨论数值数据的原码、补码和反码表示方法，非数值数据的表示方法；第3章介绍运算器的作用及实现，重点讨论定点数的加法器、乘法器、除法器的设计方法；第4章介绍存储器工作原理与存储器体系结构，重点讨论半导体存储器和磁存储器的工作原理，存储器体系结构及解决的问题；第5章介绍计算机指令系统，重点讨论指令结构及寻址方式；第6章介绍CPU的组成和作用，重点介绍组合逻辑控制器和微程序控制器的实现；第7章介绍总线及总线互连结构；第8章介绍常用外设的作用与工作原理；第9章介绍输入输出系统，重点讨论中断与DMA工作方式。

本书提供思政教育素材，以及丰富的数字教学资源。

本书适合计算机类各专业（计算机科学与技术、软件工程、网络工程）本科学生使用。

第1章计算机系统概论1
1.1计算机的发展状况2
1.1.1计算机的定义2
1.1.2计算机的发展2
1.1.3微处理器的发展4
1.2计算机系统的组成5
1.2.1计算机硬件系统6
1.2.2PC的基本结构8
1.2.3计算机软件系统10
1.3计算机的应用11
1.4计算机系统的层次结构13
1.5计算机的主要性能指标14
习题115
第2章计算机中信息的表示方法18
2.1概述19
2.2数值数据的机内表示方法20
2.2.1数值数据在机内的表示20
2.2.2进位计数制及相互转换20
2.2.3数的符号表示24
2.2.4数的小数点表示27
2.2.5十进制数据的表示30
2.3非数值数据的表示31
2.3.1逻辑数据31
2.3.2字符编码31
2.3.3汉字编码32
2.3.4图像（图形）的数字表示35
2.3.5语音的计算机表示35
2.3.6校验码36
习题237
第3章运算方法和运算器41
3.1定点数的加减法运算42
3.1.1补码加减法所依据的关系42
3.1.2补码加减法运算规则42
3.1.3溢出的概念及检测方法43
3.2二进制加法器45
3.2.1半加器45
3.2.2全加器46
3.2.3加法器47
3.2.4十进制加法器50
3.3定点数的乘除法运算51
3.3.1移位操作51
3.3.2原码一位乘法52
3.3.3阵列乘法器55
3.3.4定点除法运算55
3.4逻辑运算60
3.4.1逻辑与60
3.4.2逻辑或60
3.4.3逻辑异或60
3.4.4逻辑非60
3.5定点运算器的组成61
3.5.1定点运算器的基本结构61
3.5.2集成多功能算术/逻辑运算器62
3.6浮点数运算63
3.6.1浮点数的加减法63
3.6.2浮点数的乘除法运算65
习题366
第4章存储器系统69
4.1存储器概述70
4.1.1基本概念70
4.1.2存储器分类70
4.1.3存储器的性能指标72
4.2半导体存储器73
4.2.1半导体存储器概述73
4.2.2RAM存储原理76
4.2.3半导体 RAM芯片77
4.2.4半导体ROM的工作原理80
4.3存储器的组织83
4.4辅助存储器86
4.4.1磁表面存储器87
4.4.2硬磁盘存储器91
4.4.3光盘存储器94
4.4.4固态硬盘96
4.5存储体系的概述97
4.6cache工作原理简介99
4.6.1cache的引入99
4.6.2cache工作原理100
4.6.3主存—cache地址变换的地址映射101
4.6.4替换算法106
4.6.5主存—cache内容的一致性问题108
4.6.6cache结构举例108
4.7虚拟存储器的概念109
4.8存储器的校验方法110
习题4111
第5章指令系统116
5.1概述117
5.2机器指令118
5.2.1机器指令格式118
5.2.2操作数类型和存储方式122
5.2.3指令类型123
5.2.4指令助记符124
5.3寻址方式124
5.3.1指令的寻址方式124
5.3.2操作数的寻址方式124
5.4RISC技术128
5.4.1复杂指令CISC计算机128
5.4.2RISC技术的产生129
5.5MMX技术130
习题5131
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