計(jì)算機(jī)組成原理

內(nèi)容概要

　　本書闡述了計(jì)算機(jī)硬件體系的組成原理和實(shí)現(xiàn)。全書分10章，第1-3章介紹了計(jì)算機(jī)組成的基本概念及相關(guān)基礎(chǔ)；第4-9章介紹了計(jì)算機(jī)組成的各部件的原理及其實(shí)現(xiàn)；第10章介紹了計(jì)算機(jī)體系的一個重要發(fā)展方向，即并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)?！陡叩仍盒Ｒ?guī)劃教材·計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系列·計(jì)算機(jī)組成原理》結(jié)構(gòu)優(yōu)化，內(nèi)容精煉，重點(diǎn)突出，并配有習(xí)題、實(shí)踐項(xiàng)目和電子教案?！陡叩仍盒Ｒ?guī)劃教材·計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系列·計(jì)算機(jī)組成原理》可作為理工科大學(xué)生“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教科書，也可供從事計(jì)算機(jī)領(lǐng)域相關(guān)工作的工程技術(shù)人員參考。

書籍目錄

第1章 概論1.1　計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史1.1.1　更新?lián)Q代的計(jì)算機(jī)硬件1.1.2　日臻完善的計(jì)算機(jī)軟件1.2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成1.2.1　計(jì)算機(jī)的功能部件1.2.2　馮·諾依曼計(jì)算機(jī)1.3　計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)1.3.1　系統(tǒng)軟件1.3.2　應(yīng)用軟件1.4　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)1.4.1　硬件與軟件的關(guān)系1.4.2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級層次結(jié)構(gòu)1.4.3　計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組織1.5　計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和性能指標(biāo)1.5.1　計(jì)算機(jī)的工作特點(diǎn)1.5.2　計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)1.6　計(jì)算機(jī)的分類與應(yīng)用1.6.1　計(jì)算機(jī)的分類1.6.2　計(jì)算機(jī)的應(yīng)用習(xí)題1第2章　計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)信息的表示2.1　進(jìn)位計(jì)數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換2.2　帶符號數(shù)的表示2.2.1　機(jī)器數(shù)與真值2.2.2　原碼表示2.2.3　補(bǔ)碼表示2.2.4　反碼表示2.2.5　移碼表示2.3　數(shù)的定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示2.3.1　定點(diǎn)表示2.3.2　浮點(diǎn)表示2.3.3　定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示的比較2.4　非數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示2.4.1　邏輯數(shù)——二進(jìn)制串2.4.2　字符與字符串2.4.3　漢字信息的表示2.5　十進(jìn)制數(shù)串的表示2.6　數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼2.6.1　碼距與數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼2.6.2　奇偶校驗(yàn)碼2.6.3　海明校驗(yàn)碼2.6.4　循環(huán)冗余校驗(yàn)碼習(xí)題2第3章　運(yùn)算方法與運(yùn)算器3.1　運(yùn)算器的設(shè)計(jì)方法3.2　定點(diǎn)補(bǔ)碼加減運(yùn)算3.2.1　補(bǔ)碼加減運(yùn)算的基礎(chǔ)3.2.2　溢出判斷與變形補(bǔ)碼3.2.3　算術(shù)邏輯運(yùn)算部件3.3　定點(diǎn)乘法運(yùn)算3.3.1　原碼乘法運(yùn)算3.3.2　補(bǔ)碼乘法運(yùn)算3.3.3　快速乘法運(yùn)算3.4　定點(diǎn)除法運(yùn)算3.4.1　原碼除法運(yùn)算3.4.2　補(bǔ)碼除法運(yùn)算3.4.3　快速除法運(yùn)算3.5　浮點(diǎn)四則運(yùn)算3.5.1　浮點(diǎn)加減運(yùn)算3.5.2　浮點(diǎn)乘除運(yùn)算3.6　運(yùn)算器的組成3.6.1　定點(diǎn)運(yùn)算器3.6.2　浮點(diǎn)運(yùn)算器3.7　十進(jìn)制數(shù)的加減運(yùn)算方法3.7.1　一位十進(jìn)制加法器的設(shè)計(jì)3.7.2　多位十進(jìn)制整數(shù)的加減運(yùn)算3.8　邏輯運(yùn)算和移位操作3.8.1　邏輯運(yùn)算3.8.2　移位操作習(xí)題3第4章　存儲器系統(tǒng)第5章 指令系統(tǒng)第6章 控制系統(tǒng)與CPU第7章 總線技術(shù)第8章 I/O設(shè)備第9章 I/O系統(tǒng)組織參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述　　1.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展簡史　　電子計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展是20世紀(jì)最偉大的科技成果之一，在這以前，人們設(shè)計(jì)出了一些其他類型的計(jì)算工具。早在13世紀(jì)，我國就發(fā)明了算盤，如圖1—1所示，這是世界公認(rèn)的最早的計(jì)算工具。促進(jìn)計(jì)算工具研究發(fā)展的最初動力是編制初等函數(shù)表（如正弦、余弦、對數(shù)等）。法國科學(xué)家帕斯卡（Blaise Pascal，1623——1662）于1642年制造出第一臺能工作的機(jī)械計(jì)算機(jī)，程序設(shè)計(jì)語言Pascal就是為紀(jì)念帕斯卡而以他的名字命名的。帕斯卡的父親從事稅務(wù)工作，他為了幫助父親完成大量的計(jì)算統(tǒng)計(jì)事務(wù)而設(shè)計(jì)出了帕斯卡機(jī)。帕斯卡機(jī)的外形是一個不大的黃銅盒子，采用齒輪嚙合結(jié)構(gòu)，用手工操作，可進(jìn)行加法和減法運(yùn)算。帕斯卡計(jì)算機(jī)在當(dāng)時(shí)具有重大的意義，它開辟了自動計(jì)算的道路。30年后，偉大的德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲（G．Leibniz）制造了一臺還能做乘法和除法的機(jī)械計(jì)算機(jī)。在此后的150年里計(jì)算機(jī)沒有大的發(fā)展，直到劍橋大學(xué)的數(shù)學(xué)教授查爾斯·巴貝奇（Charles Babbage，1792——1871）設(shè)計(jì)和制造了差分機(jī)，如圖1—2所示。差分機(jī)只能運(yùn)行差分運(yùn)算，所謂“差分”，是把函數(shù)表的復(fù)雜算式轉(zhuǎn)化為差分運(yùn)算，用簡單的加減法代替平方運(yùn)算。雖然差分機(jī)運(yùn)行得比較好，但是巴貝奇對這種只能運(yùn)行一種算法的機(jī)器“厭煩”了，所以他開始制造差分機(jī)的替代品——分析機(jī)。在他的設(shè)計(jì)中，分析機(jī)已經(jīng)具有現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的雛形了。分析機(jī)由5個部分組成：存儲部分，計(jì)算部分，控制器部分，輸入部分和輸出部分。但是因?yàn)楫?dāng)時(shí)的技術(shù)還不能提供他所需要的高精度齒輪，所以他最終也未能制造完成一臺計(jì)算機(jī)。但由于他對計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的貢獻(xiàn)，人們尊稱他為“現(xiàn)代數(shù)字計(jì)算機(jī)之父”。1991年，為了紀(jì)念巴貝奇誕辰200周年，英國肯圣頓（Kensington）科學(xué)博物館根據(jù)他的設(shè)計(jì)圖紙重新制造了一臺差分機(jī)。復(fù)制過程中，復(fù)制者特地采用18世紀(jì)中期的技術(shù)設(shè)備來制作，不僅成功地造出了機(jī)器，而且可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。　　20世紀(jì)40年代，無線電技術(shù)和無線電工業(yè)的發(fā)展為電子計(jì)算機(jī)的研制提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。1943～1946年美國賓夕法尼亞大學(xué)研制的電子數(shù)字積分與計(jì)算機(jī)（ENIAC）是世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)。ENIAC于1945年年底完成，l946年2月正式交付使用。60年來，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，根據(jù)電子計(jì)算機(jī)所采用的物理器件和計(jì)算模式，我們把電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展分為5個階段，相鄰兩個階段之間存在時(shí)間重疊。

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