計算機組成原理

前言

本書是為高等職業(yè)學(xué)校、高等?？茖W(xué)校計算機及應(yīng)用專業(yè)編寫的計算機組成原理教材。全書共分8章，主要內(nèi)容包括計算機系統(tǒng)概述、運算方法和運算器、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、中央處理器、總線、外部設(shè)備和輸入／輸出系統(tǒng)。本教材在一個學(xué)期內(nèi)學(xué)完。考慮到有較多的實習(xí)、實訓(xùn)，實際的教學(xué)課時數(shù)安排大約在40學(xué)時左右。以下一些內(nèi)容比較適合作為學(xué)生的自學(xué)內(nèi)容：2.5節(jié)、3.4節(jié)、5.3節(jié)、第7章和8.4節(jié)。本次修訂已經(jīng)改正了原教材中的一些錯誤，刪去了一些不合適的內(nèi)容，如第6章中的內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)和總線控制；增加了一些內(nèi)容，如第2章中的循環(huán)冗余校驗碼和附錄《計算機組成原理》期末考試樣卷。本書第1章、第2章、第6章由竺士蒙編寫，第3章和第5章由柳袆和李可編寫，第4章由馬輝編寫，第7章由汪繁編寫，第8章由陳月波和李可編寫，全書由竺士蒙主編并統(tǒng)稿。本書的編寫得到了姚文慶老師、江錦祥老師、劉加海老師和屠駿元老師的指導(dǎo)，在此表示衷心感謝。由于編者水平有限，書中難免有不當(dāng)或錯誤之處，懇請廣大讀者批評指正。

內(nèi)容概要

《計算機組成原理》從高職高專學(xué)生的特點出發(fā)，對計算機組成原理有關(guān)的知識點以適用、夠用為原則，進行了取、舍，簡單明了地介紹計算機硬件五大組成部件：運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設(shè)備的工作原理，原理性的敘述力求簡化，注重介紹與實際應(yīng)用有關(guān)的知識；力圖反映計算機硬件領(lǐng)域中一些新技術(shù)和新發(fā)展，并與現(xiàn)代微機相結(jié)合。 
《計算機組成原理》既可作為高職、高專計算機及應(yīng)用專業(yè)計算機組成原理課的教材，也可以作為廣大自學(xué)者參考使用。

書籍目錄

第1章 計算機系統(tǒng)概述1.1 計算機能做什么1.1.1 科學(xué)計算1.1.2 信息處理1.1.3 自動控制1.1.4 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用1.1.5 多媒體應(yīng)用1.1.6 辦公自動化1.1.7 計算機輔助系統(tǒng)1.1.8 人工智能1.2 計算機怎么做1.2.1 匯編語言程序設(shè)計1.2.2 執(zhí)行程序1.3 計算機硬件和軟件1.3.1 計算機硬件1.3.2 計算機軟件1.3.3 微機實例1.4 計算機的過去和未來1.4.1 計算機的過去1.4.2 計算機的未來小結(jié)習(xí)題第2章 運算方法和運算器2.1 數(shù)值數(shù)據(jù)的二進制表示2.1.1 常用的進位計數(shù)制2.1.2 各種進位制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.1.3 二進制數(shù)的算術(shù)、邏輯運算2.1.4 計算機中帶符號數(shù)的表示2.1.5 計算機中小數(shù)點的表示2.1.6 BCD碼2.2 非數(shù)值數(shù)據(jù)的二進制表示2.2.1 字符的二進制表示2.2.2 漢字的二進制表示2.2.3 位圖圖像的二進制表示2.2.4 語音的二進制表示2.3 校驗和糾錯2.3.1 奇、偶校驗2.3. 2 橫向、縱向奇、偶校驗2.3. 3 循環(huán)冗余校驗和海明校驗碼2.4 定點加、減法運算2.4.1 補碼加法運算2.4. 2 補碼減法運算2.4.3 溢出及其檢測的方法2.4.4 加、減法器2.5 定點乘、除法運算2.5.1 原碼一位乘法2.5.2 并行乘法器2.5.3 原碼一位除法2.5.4 并行除法器2.6 浮點運算2.6.1 浮點加、減法運算2.6.2 浮點加法器2.6.3 浮點乘、除法運算2.7 定點和浮點運算器2.7.1 最簡單的運算器2.7.2 浮點運算器舉例小結(jié)習(xí)題第3章 存儲系統(tǒng)3.1 存儲器概述3.1.1 存儲器分類3.1.2 存儲器的分級結(jié)構(gòu)3.2 隨機存取存儲器3.2.1 SRAM存儲器3.2.2 DRAM存儲器3.2.3 內(nèi)存的性能指標(biāo)3.2.4 內(nèi)存的讀寫周期時序3.2.5 存儲器與CPU的連接3.2.6 存儲器容量的擴展3.3 只讀存儲器3.4 高速存儲器3.4.1 雙端口存儲器3.4.2 多模塊交叉存儲器3.4.3 相聯(lián)存儲器3.5 CACHE存儲器3.5.1 CACHE基本原理3.5.2 內(nèi)存與CACHE的地址映射3.5.3 替換策略3.6 虛擬存儲器小結(jié)習(xí)題第4章 指令系統(tǒng)4.1 指令格式4.1.1 操作碼和操作數(shù)4.1.2 指令字長度4.1.3 指令助記符4. 1.4 RISC技術(shù)4.2 指令的尋址方式4.2.1 順序?qū)ぶ贩绞?.2.2 跳躍尋址方式4.3 操作數(shù)的尋址方式4.3.1 寄存器尋址方式4.3.2 立即數(shù)尋址方式4.3.3 直接尋址方式4.3.4 間接尋址方式4.3.5 隱含尋址方式4.3.6 相對尋址方式4.3.7 變址尋址方式4.3.8 基址尋址方式4.4 堆棧尋址方式4.4.1 串聯(lián)堆棧4.4.2 存儲器堆棧4.5 微機指令系統(tǒng)實例4.5.1 指令分類4.5.2 指令格式4.5.3 尋址方式4.5.4 指令系統(tǒng)小結(jié)習(xí)題第5章 中央處理器5.1 中央處理器概述5.1.1 CPU的功能5.1.2 CPU的組成5.2 指令周期5.2.1 指令周期的基本概念5.2.2 非訪內(nèi)指令的指令周期5.2.3 訪內(nèi)指令的指令周期5.2.4 MOV指令的指令周期5.2.5 NOP指令的指令周期5.2.6 JMP指令的指令周期5.2.7 指令周期的方框圖表示5.3 時序產(chǎn)生器5.3.1 時序信號的概念和作用5，3.2 時序信號產(chǎn)生器5.4 硬布線控制器5.5 微程序控制器5.5.1 微程序5.5.2 微程序硬制器5.5.3 CPU周期和微指令周期5.5.4 機器指令和微指令5.6 現(xiàn)代CPU設(shè)計技術(shù)5.6.1 流水CPU5.6.2 RISCCPU5.6.3 多媒體CPU5.6.4 奔騰CPU小結(jié)習(xí)題第6章 總線6.1 總線的基本概念6.1.1 串行和并行總線6.1.2 單向和雙向總線6.1.3 內(nèi)部總線結(jié)構(gòu)6.1.4 總線的特性和性能指標(biāo)6.1.5 總線的分類和標(biāo)準(zhǔn)化6.1.6 總線接口6.1.7 總線結(jié)構(gòu)6.1.8 總線的控制6.2 微機總線實例小結(jié)習(xí)題第7章 外部設(shè)備7.1 外部設(shè)備概述7.2 輸入設(shè)備7.2.1 鍵盤7.2.2 鼠標(biāo)7.2.3 圖像輸入設(shè)備7.2.4 聲音／語音輸入設(shè)備7.3 輸出設(shè)備7.3.1 顯示器7.3.2 打印機7.4 外存儲設(shè)備7.4.1 硬盤7.4.2 軟盤7.4.3 光盤7.4.4 優(yōu)盤小結(jié)習(xí)題第8章 輸入輸出系統(tǒng)8.1 基本的輸入輸出方式概述8.2 查詢方式8.3 中斷方式8.3.1 中斷的概念8.3.2 中斷的處理過程8.3.3 中斷接口8.4 DMA方式8.4.1 DMA的基本概念8.4.2 DMA的處理過程8.5 其他方式8.5.1 通道方式和外圍處理機方式8.5.2 網(wǎng)絡(luò)方式小結(jié)習(xí)題附錄附錄一 ASCII碼控制功能符的解釋附錄二 Intel8086/8088指令系統(tǒng)主要指令一覽表參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：計算機軟件一般分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。系統(tǒng)軟件是計算機必備的軟件，主要進行系統(tǒng)管理、命令解釋、網(wǎng)絡(luò)通信等，如操作系統(tǒng)、編譯程序、網(wǎng)絡(luò)通信程序等，它與具體的應(yīng)用領(lǐng)域無關(guān)。應(yīng)用軟件是面向用戶應(yīng)用的功能軟件，專門為解決某個應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)而編寫，如音像處理等多媒體軟件、印刷排版軟件、計算機輔助設(shè)計（CAD）軟件、數(shù)據(jù)處理軟件等。隨著計算機應(yīng)用的不斷發(fā)展，應(yīng)用軟件也在不斷地豐富和完善。1.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是最主要的系統(tǒng)軟件。它控制其他所有軟件的運行，管理系統(tǒng)資源，為用戶提供操作界面。常用的操作系統(tǒng)如windows 2000。2.計算機語言及其編譯計算機語言（或者稱為程序設(shè)計語言）通常分為機器語言、匯編語言和高級語言三種。機器語言是硬件機器級的，是一種用二進制代碼表示的能夠被計算機硬件直接識別和執(zhí)行的語言，機器語言與計算機的硬件有關(guān)。在不同的計算機中，機器語言一般是不同的。匯編語言是機器語言的文字表示方式（稱為助記符）。用匯編語言編寫的程序不能被計算機的硬件直接識別，但可由計算機的系統(tǒng)軟件（匯編軟件）將它編譯成二進制代碼的機器語言，然后在計算機上運行。匯編語言仍然與計算機的硬件有關(guān)，并且匯編語言的大部分指令是和機器語言中的指令一一對應(yīng)的。因此匯編語言和機器語言一起被稱為低級語言。高級語言是相對于匯編語言和機器語言而言的，它有一套基本符號以及由這套基本符號構(gòu)成程序的規(guī)則，也稱為算法語言，它與計算機的硬件無關(guān)。因此，可以將一種計算機上的高級語言程序移植到另一種計算機上運行（往往不用作多少修改）。最早使用的高級語言是Fortran，適合于科學(xué)計算，以后又出現(xiàn)了Basic、C語言等。目前的高級語言正朝著可視化、面向?qū)ο蟮姆较虬l(fā)展，朝著更加接近于人類的自然語言的方向發(fā)展，如’Visual Basic、Visual C++、Java、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中用的查詢語言（如SQL語言）以及在Internet中用于描述網(wǎng)頁的各種語言（如HTML）等。高級語言源程序可以通過兩種方法轉(zhuǎn)換成機器語言程序。一種是通過編譯程序?qū)⒃闯绦颍ㄔ谶\行之前）轉(zhuǎn)換成機器語言。編譯程序首先檢查源程序中是否存在錯誤，然后將源程序轉(zhuǎn)換成一種中間代碼，再將中間代碼連接成目標(biāo)程序。另一種方法是通過解釋程序進行解釋執(zhí)行，即逐個解釋并立即執(zhí)行源程序中的語句。大多數(shù)高級語言采用編譯的方法。

編輯推薦

《計算機組成原理》是由科學(xué)出版社出版的。

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