計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　《高等院校計算機(jī)教材系列：計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》系統(tǒng)地講解了計算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識及工作原理。全書共8章，主要內(nèi)容包括：計算機(jī)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、輸入/輸出系統(tǒng)、流水線與多處理機(jī)?！　∪珪鴥?nèi)容全面，層次分明，結(jié)構(gòu)合理，概念清楚，例題豐富，可作為高等學(xué)校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和信息技術(shù)等專業(yè)“計算機(jī)組成原理”、“計算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的教材，以及研究生入學(xué)考試的參考教材，也可供從事計算機(jī)相關(guān)工作的科技人員及各類自學(xué)人員學(xué)習(xí)參考。

書籍目錄

前言教學(xué)建議第1章 計算機(jī)系統(tǒng)概述11.1 計算機(jī)的發(fā)展11.2 計算機(jī)系統(tǒng)的組成31.2.1 硬件系統(tǒng)31.2.2 軟件系統(tǒng)41.3 計算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)51.4 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)71.4.1 計算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)71.4.2 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類81.5 計算機(jī)系統(tǒng)性能分析91.5.1 計算機(jī)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)91.5.2 CPU性能分析101.5.3 系統(tǒng)性能的改進(jìn)111.6 本章小結(jié)12習(xí)題114第2章 運算方法和運算器152.1 計算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示152.1.1 計算機(jī)中常用數(shù)制152.1.2 數(shù)據(jù)編碼162.1.3 數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示172.1.4 定點數(shù)和浮點數(shù)表示202.1.5 數(shù)據(jù)校驗碼222.2 定點數(shù)加、減法運算242.2.1 補(bǔ)碼定點加、減法運算方法252.2.2 溢出判斷方法252.3 定點數(shù)乘法運算272.3.1 原碼一位乘法272.3.2 原碼兩位乘法292.3.3 補(bǔ)碼一位乘法302.3.4 補(bǔ)碼兩位乘法332.3.5 陣列乘法器342.4 定點數(shù)除法運算352.4.1 原碼除法352.4.2 補(bǔ)碼除法382.4.3 陣列除法器392.5 浮點數(shù)運算402.5.1 浮點數(shù)加、減法402.5.2 浮點數(shù)乘、除法422.6 運算器的組成與結(jié)構(gòu)432.6.1 加法器442.6.2 算術(shù)邏輯單元472.6.3 定點運算器502.6.4 浮點運算器532.7 運算方法與運算器的綜合例題542.8 本章小結(jié)58習(xí)題259第3章 存儲系統(tǒng)613.1 存儲系統(tǒng)概述613.1.1 存儲器分類613.1.2 存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)633.1.3 存儲系統(tǒng)的性能評價653.2 主存儲器663.2.1 主存儲器概述663.2.2 靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器713.2.3 動態(tài)隨機(jī)存取存儲器753.2.4 只讀存儲器803.2.5 主存儲器設(shè)計833.3 輔助存儲器903.3.1 磁記錄原理與記錄方式903.3.2 硬盤存儲器933.3.3 磁表面存儲器的主要技術(shù)指標(biāo)953.3.4 磁盤陣列973.3.5 光盤存儲器993.4 高速緩沖存儲器（Cache）1023.4.1 Cache的工作原理1033.4.2 地址映像與替換策略1043.4.3 Cache的性能與結(jié)構(gòu)1133.4.4 Cache存儲器實例1153.5 虛擬存儲器1163.5.1 虛擬存儲器概述1163.5.2 段式虛擬存儲器1173.5.3 頁式虛擬存儲器1193.5.4 段頁式虛擬存儲器1213.5.5 虛擬存儲器的工作過程1223.6 并行存儲器1243.6.1 多體交叉存儲器1243.6.2 雙端口存儲器1263.6.3 相聯(lián)存儲器1273.7 存儲系統(tǒng)綜合分析與設(shè)計舉例1293.8 本章小結(jié)136習(xí)題3138第4章 指令系統(tǒng)1414.1 指令系統(tǒng)概述1414.2 指令格式1424.2.1 指令的基本格式1424.2.2 操作碼編碼1464.2.3 操作數(shù)的類型1504.3 尋址方式1514.3.1 指令的尋址方式1514.3.2 操作數(shù)的尋址方式1524.4 指令類型1594.4.1 數(shù)據(jù)傳送指令1594.4.2 算術(shù)運算與邏輯運算指令1594.4.3 移位操作指令1594.4.4 程序控制指令1604.4.5 輸入/輸出指令1634.4.6 其他指令1634.5 CISC與RISC1634.6 典型指令系統(tǒng)簡介1654.6.1 PDP-11機(jī)指令系統(tǒng)1654.6.2 Pentium機(jī)指令系統(tǒng)1684.7 指令系統(tǒng)綜合分析與設(shè)計舉例1694.8 本章小結(jié)174習(xí)題4176第5章 中央處理器1785.1 CPU概述1785.2 控制器的功能、組成及類型1795.2.1 控制器的功能1795.2.2 控制器的組成1805.2.3 控制器的類型1825.3 時序及控制方式1835.3.1 指令時序1835.3.2 時序信號發(fā)生器1865.3.3 時序控制方式1875.4 指令執(zhí)行過程1885.4.1 指令執(zhí)行的基本步驟1885.4.2 典型指令的指令周期1895.4.3 指令執(zhí)行流程設(shè)計舉例1925.5 組合邏輯控制器1975.5.1 組合邏輯控制的基本原理1975.5.2 組合邏輯控制器的設(shè)計2005.6 微程序控制器2035.6.1 微程序控制的相關(guān)基本概念2035.6.2 微程序控制的基本原理2055.6.3 微程序控制器與組合邏輯控制器的比較2065.7 微程序設(shè)計2075.7.1 微指令的分類2075.7.2 微程序流控制2115.7.3 微程序控制方式及時序控制2165.7.4 微程序設(shè)計方法2175.7.5 微程序設(shè)計舉例2205.8 CPU綜合分析與設(shè)計舉例2235.9 本章小結(jié)234習(xí)題5236第6章 總線2396.1 總線概述2396.1.1 總線的工作原理2396.1.2 總線的類型2396.1.3 總線的性能指標(biāo)2406.2 總線的連接方式2416.3 總線控制2426.3.1 總線仲裁2436.3.2 數(shù)據(jù)傳送控制2446.3.3 總線數(shù)據(jù)傳送模式2456.4 總線標(biāo)準(zhǔn)2456.5 本章小結(jié)248習(xí)題6249第7章 輸入/輸出系統(tǒng)2507.1 輸入/輸出設(shè)備2507.1.1 外圍設(shè)備的作用與分類2507.1.2 輸入設(shè)備2517.1.3 輸出設(shè)備2527.2 I/O接口2577.2.1 I/O接口的功能與組成2577.2.2 I/O設(shè)備的編址方式2587.2.3 I/O接口的類型2597.3 程序直接控制方式2607.4 程序中斷傳送方式2607.4.1 中斷系統(tǒng)概述2607.4.2 中斷的處理過程2627.4.3 多級中斷與中斷屏蔽2657.4.4 中斷源識別與判優(yōu)電路2677.5 直接存儲器存取方式2687.5.1 DMA方式概述2687.5.2 DMA控制器2697.5.3 DMA的傳送方式2717.5.4 DMA的數(shù)據(jù)傳送過程2737.6 通道方式與外圍處理機(jī)方式2747.6.1 通道的功能2747.6.2 通道的類型2757.6.3 通道的工作過程2767.6.4 外圍處理機(jī)方式2777.7 輸入/輸出系統(tǒng)綜合舉例2777.8 本章小結(jié)281習(xí)題7283第8章 流水線與多處理機(jī)2858.1 流水線工作原理2858.1.1 指令的重疊執(zhí)行與先行控制2858.1.2 流水線的表示方法2888.1.3 流水線的分類2898.1.4 流水線性能分析2918.2 流水線調(diào)度2988.2.1 流水線相關(guān)性及其處理2988.2.2 非線性流水線的沖突3048.2.3 非線性流水線的調(diào)度3068.3 超標(biāo)量處理機(jī)與超流水線處理機(jī)3078.4 向量處理機(jī)3108.4.1 向量處理的方式3108.4.2 向量處理機(jī)的結(jié)構(gòu)3118.4.3 向量處理機(jī)的性能指標(biāo)3138.5 互連網(wǎng)絡(luò)3138.5.1 互連網(wǎng)絡(luò)的特征與特性參數(shù)3148.5.2 互連函數(shù)3148.6 陣列處理機(jī)3178.6.1 陣列處理機(jī)模型3178.6.2 陣列處理機(jī)的基本結(jié)構(gòu)3188.7 多處理機(jī)3198.7.1 多處理機(jī)的結(jié)構(gòu)及特點3198.7.2 多處理機(jī)的分類3218.8 本章小結(jié)323習(xí)題8324參考文獻(xiàn)327

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：7.4.2 中斷的處理過程雖然不同計算機(jī)的中斷系統(tǒng)有所不同，但各種中斷系統(tǒng)的中斷過程都是基本相同的，一般來說包括中斷請求、中斷響應(yīng)、中斷處理和中斷返回。中斷源向CPU提出處理的請求稱為中斷請求；CPU暫?，F(xiàn)行程序而轉(zhuǎn)為響應(yīng)中斷請求的過程稱為中斷響應(yīng)；執(zhí)行中斷源的中斷服務(wù)程序稱為中斷處理；而返回斷點的過程稱為中斷返回。1.中斷請求當(dāng)外圍設(shè)備請求CPU為它服務(wù)時，它以硬件信號的形式，通過中斷控制電路向CPU發(fā)送一個“中斷請求”信號，向CPU提出中斷請求。計算機(jī)有哪些中斷請求，是在研制時確定的。根據(jù)設(shè)計要求為每個中斷源設(shè)置一個中斷請求觸發(fā)器，該中斷源請求中斷服務(wù)時，必須將自己對應(yīng)的中斷請求觸發(fā)器置位，并且中斷請求信號需要被保持直至中斷被CPU響應(yīng)時為止。如果中途撤銷，CPU將不再響應(yīng)該中斷請求。CPU為了管理各個中斷源，把所有中斷源的中斷請求觸發(fā)器組成一個中斷請求寄存器（中斷字），每個中斷源（或每類中斷源）在中斷字中占據(jù)一位。CPU可以方便地檢測每個中斷源是否請求中斷，并保存全部中斷源的情況。

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