计算机组成原理(第2版)

\"本书具有立足于系统、面向应用、实用性强、适用面广等特点。全书共有８章：第１章概论，第２章计算机中的数据表示，第３章运算方法和运算器、第５章指令系统、第６章中央处理器子系统、第７章输入／输出设备，第４章存储子系统、第 ８章输入／输出技术。在计算机组成原理的课程教学当中，学生不仅应该掌握计算机的组成，更要理解指令的执行过程。另外，计算机组成原理的学习不仅仅是硬件上的设计与分析，还应该包括数据在计算机中的表示、运算和存储。因此，计算机组成原理的课程教材，既要内容更新，也要注意重点应放在学以致用上。 本书适用于普通高等院校本科计算机类专业学生“计算机组成原理”课程，也可供相关从业者参考。\"

周方，教授， 全国大数据联盟理事会委员，全国职业院校技能大赛动漫制作裁判组成员，湖北省信息化大赛评委，高校中小企业创业就业实践基地数字娱乐校企协同创新中心专业委员会专家委员，省级一流专业计算机科学与技术校内带头人，省级教学团队程序设计课程群负责人。获湖北省高等学校教学成果奖三等奖1项，武汉市教学成果奖二、三等奖各1项。指导学生获中国大学生计算机设计大赛全国二等奖、“蓝桥杯”全国三等奖、省级大学生科研成果奖三等奖各1项，省级优秀学士学位论文1篇。主持及主要参与“国家自然科学基金”项目1项、教育部产学合作协同育人项目5项、“湖北省自然科学基金”项目2项，湖北省教学研究项目3项，湖北省科学研究项目5项，校级教科研项目27项，发表教研论文20余篇，获批实用新型专利授权10项，指导学生获“国家大学生创新创业训练计划联合基金”项目1项、“湖北省互联网+”项目4项。

第1章 概论 1.1 计算机的发展 1.1.1 发展经历 1.1.2 摩尔定律 1.1.3 冯·诺依曼计算机的特点 1.2 计算机系统的组成 1.2.1 计算机的硬件系统 1.2.2 计算机的软件系统 1.2.3 硬件与软件的逻辑等价性 1.2.4 计算机系统的层次结构 1.3 计算机的特点和性能指标 1.3.1 计算机的工作特点 1.3.2 计算机的主要性能指标 1.3.3 计算机的分类 习题1 第2章 计算机中的数据表示 2.1 数据编码 2.1.1 数值数据的编码 2.1.2 数据的浮点表示 2.1.3 BCD码 2.2 非数值数据的编码 2.2.1 ASCII码 2.2.2 汉字编码 习题2 第3章 运算方法和运算器 3.1 定点补码加减运算 3.1.1 补码加法 3.1.2 补码减法 3.1.3 溢出概念与检测方法 3.2 加法器 3.2.1 全加器 3.2.2 十进制加法器 3.3 定点乘法运算 3.3.1 原码定点乘法 3.3.2 补码定点乘法 3.3.3 阵列乘法器 3.4 定点除法运算 3.4.1 原码除法 3.4.2 补码定点除法 3.5 定点运算器的组成与结构 3.5.1 逻辑运算 3.5.2 多功能算术逻辑部件(74181) 3.5.3 运算器数据通路 3.5.4 定点运算器的基本结构及组成 3.6 浮点运算方法和浮点运算器 3.6.1 浮点加减法运算 3.6.2 浮点乘除法运算 3.6.3 浮点运算流水线 习题3 第4章 存储子系统 4.1 存储系统概述 4.1.1 存储系统的层次结构 4.1.2 存储器的分类 4.2 半导体存储原理 4.2.1 静态存储单元与芯片 4.2.2 动态存储单元与芯片 4.2.3 动态存储器的刷新 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 存储容量的扩展 4.3.2 主存储器与CPU、系统总线的连接 4.4 高速缓冲存储器 4.4.1 Cache在存储体系中的地位和作用 4.4.2 Cache的结构及工作原理 4.4.3 替换策略 4.5 并行存储系统 习题4 第5章 指令系统 5.1 8088/8086的寻址方式 5.1.1 立即寻址方式 5.1.2 寄存器寻址方式 5.1.3 直接寻址方式 5.1.4 寄存器间接寻址方式 5.1.5 寄存器相对寻址方式 5.1.6 基址变址寻址方式 5.1.7 基址变址相对寻址方式 5.2 指令系统 5.2.1 数据传送指令 5.2.2 加减运算指令 5.2.3 乘除运算指今 5.2.4 逻辑运算和移位指令 5.2.5 转移指令 5.2.6 字符串操作指令 5.2.7 处理器控制指令 5.2.8 中断指令 习题5 第6章 中央处理器子系统 6.1 中央处理器的功能与组成 6.1.1 CPU的功能 6.1.2 CPU的基本组成 6.1.3 CPU中的主要寄存器 6.1.4 操作控制器与时序产生器 6.2 指令周期 6.2.1 指令周期的基本概念 6.2.2 非访内指令的指令周期 6.2.3 取数指令的指令周期 6.2.4 存数指令的指令周期 6.2.5 空操作指令和转移指令的指令周期 6.2.6 用方框图语言表示指令周期 6.3 时序产生器和控制方式 6.3.1 时序信号的作用和体制 6.3.2 时序信号产生器 6.3.3 控制方式 6.4 微程序控制器 6.4.1 微命令和微操作 6.4.2 微指令和微程序 6.4.3 微程序控制器结构 6.5 微程序设计技术 6.5.1 微命令编码 6.5.2 微地址的形成方法 6.5.3 微指令格式 6.5.4 动态微程序设计 6.6 硬布线控制器 6.7 并行化及流水线技术 6.7.1 并行处理技术 6.7.2 流水CPU的结构 6.7.3 流水线中的主要问题 6.8 RISC的硬件结构特点 6.9 指令集技术 6.10 动态执行技术 习题6 第7章 输入/输出设备 7.1 外围设备 7.1.1 外围设备的一般功能 7.1.2 外围设备的分类 7.2 显示器 7.2.1 显示器的类型 7.2.2 显示器的技术指标 7.3 显卡 7.4 打印设备 7.5 输入设备 7.5.1 声音输入设备 7.5.2 图像输入设备 7.5.3 交互式输入设备 7.6 硬磁盘存储设备 7.6.1 磁记录原理与记录方式 7.6.2 硬磁盘机的基本组成和分类 7.6.3 硬磁盘驱动器和控制器 7.6.4 磁盘上信息的分布 7.6.5 磁盘存储器的技术指标 7.7 光盘存储设备 7.7.1 光盘的分类 7.7.2 常见的光盘存储设备 习题7 第8章 输入/输出技术 8.1 概述 8.1.1 主机与外部设备的连接 8.1.2 总线类型与总线标准 8.1.3 接口功能 8.2 数据传送控制方式 8.2.1 直接程序传送方式与接口 8.2.2 中断方式与接口 8.2.3 DMA方式与接口 习题8 习题参考答案