計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

前言

　　《計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》是為應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)及相關(guān)專業(yè)編寫的教材。根據(jù)“21世紀(jì)高等院校規(guī)劃教材”的編寫原則和指導(dǎo)思想，書中的內(nèi)容及組織方法直接面向應(yīng)用型本科院校人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)模式。　　“計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”是高等學(xué)校相關(guān)專業(yè)中理論性強(qiáng)且又與實(shí)際結(jié)合密切的一門課程，內(nèi)容寬泛，基本概念多，較為抽象，初學(xué)者會(huì)覺得難度較大。《計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》根據(jù)作者多年的經(jīng)驗(yàn)，吸取了眾多優(yōu)秀教材尤其是國(guó)外最新教材的精華，組織了書中的基本內(nèi)容。全書內(nèi)容由淺入深，從簡(jiǎn)單的系統(tǒng)概念引入，使讀者能夠初步建立起整機(jī)系統(tǒng)的概念，進(jìn)而詳細(xì)剖析各個(gè)組成部分，最后又形成完整的體系結(jié)構(gòu)。內(nèi)容充實(shí)、概念清晰、重點(diǎn)突出、語言簡(jiǎn)潔，每章之后均附有習(xí)題，便于教學(xué)與自學(xué)?！　∪珪卜?章，內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。第l章對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及常用概念進(jìn)行闡述，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；第2章對(duì)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)與匯編語言、基本的計(jì)算機(jī)組成、總線結(jié)構(gòu)、時(shí)鐘與指令周期、cPU的組成、存儲(chǔ)器系統(tǒng)組成與接口、輸入／輸出系統(tǒng)及接口等作了進(jìn)一步介紹并給出了一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)模型，給讀者建立起一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念；第3章重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)中數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法以及如何用硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算；第4章主要講述存儲(chǔ)器的基本概念、計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器系統(tǒng)、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的基本原理及內(nèi)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，以及高速緩沖存儲(chǔ)器和虛擬存儲(chǔ)器的原理與應(yīng)用；第5章介紹指令系統(tǒng)的功能分類、指令的格式、尋址方式、指令的執(zhí)行過程和指令的執(zhí)行方式；第6章重點(diǎn)介紹控制器的工作原理、時(shí)序的概念、控制器的實(shí)現(xiàn)方式：第7章對(duì)計(jì)算機(jī)各大組成部分進(jìn)行了詳細(xì)分析與論述，使讀者在系統(tǒng)的概念上對(duì)計(jì)算機(jī)各部分的工作機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)的學(xué)習(xí)與研究，有的小節(jié)還給出了一些實(shí)例加以對(duì)照：第8章又一次給出了系統(tǒng)的概念，讀者能夠在詳細(xì)研究了計(jì)算機(jī)組成的各部分原理的基礎(chǔ)上，在更高的層面上對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行認(rèn)識(shí)，同時(shí)介紹了當(dāng)今計(jì)算機(jī)界對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的最新研究結(jié)果?！　　队?jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》針對(duì)應(yīng)用型本科的特點(diǎn)組織編寫，內(nèi)容立足于計(jì)算機(jī)專業(yè)，兼顧非計(jì)算機(jī)專業(yè)，注重先進(jìn)性、實(shí)用性，以教授基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為主，但不忽視基本理論，既有一定的知識(shí)深度，又突出實(shí)用技能，并跟蹤最新技術(shù)?！　　队?jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》由季福坤主編，荊淑霞、楊彬任副主編。各章主要編寫人員分工如下：第1章至第3章由楊彬編寫，第4章和第5章由荊淑霞編寫，第6章、第8章由季福坤編寫，第7章由曲鳳娟編寫。另外參加《計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》編寫的還有安志遠(yuǎn)、楊立、鄧振杰、蘇英如、張景峰、韓煜、王振奪、康宏、劉劍、劉靜、劉一霖、胡斌等，全書由季福坤統(tǒng)稿?！　≡凇队?jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》的編寫過程中，編者參考了很多相關(guān)書籍和大量的技術(shù)資料，采用了一些內(nèi)容，對(duì)此在參考文獻(xiàn)及相關(guān)章節(jié)的標(biāo)注中給出了說明。我們是在吸取了很多同仁的寶貴經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完成的該書稿，在此表示感謝。

內(nèi)容概要

　　《計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》內(nèi)容涉及計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。全書共18章，主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)中的數(shù)值運(yùn)用算器、計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、控制器、外部設(shè)備與輸入/輸出系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)等。　　《計(jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》針對(duì)應(yīng)用型本科的特點(diǎn)組織編寫，注重先進(jìn)性、實(shí)用性，以教授基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為主，但不忽視基本理論，既有一定的知識(shí)深度，又突出實(shí)用技能，并跟蹤最新技術(shù)，在介紹了計(jì)算機(jī)的一般原　　理的同時(shí)注意與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。全書從簡(jiǎn)單的系統(tǒng)概念引入，進(jìn)而詳細(xì)剖析各個(gè)組成部分，最后又形成完整的體系結(jié)構(gòu)。內(nèi)容充實(shí)、概念清晰、語言簡(jiǎn)潔、重點(diǎn)突出，每章后均附有習(xí)題，便于教學(xué)與自學(xué)?！　　队?jì)算機(jī)組織與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》適合作為應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供成人高校、高職高專院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)選用，還可作為成人自學(xué)考試的參考書。

書籍目錄

序前言第1章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論本章學(xué)習(xí)目標(biāo)1.1　電子計(jì)算機(jī)與存儲(chǔ)程序控制1.1.1　存儲(chǔ)程序概念1.1.2　計(jì)算機(jī)的硬件組成1.2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.2.1　計(jì)算機(jī)軟件基本概念1.2.2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)1.3　計(jì)算機(jī)的工作過程與性能1.3.1　計(jì)算機(jī)的工作過程1.3.2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評(píng)價(jià)1.4　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4.1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概念1.4.2　計(jì)算機(jī)組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.4.3　大中型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)習(xí)題第2章　計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)2.1　計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)與匯編語言2.1.1　計(jì)算機(jī)指令與匯編語言2.1.2　指令系統(tǒng)初步2.2　基本的計(jì)算機(jī)組成2.2.1　總線結(jié)構(gòu)2.2.2　計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘與指令周期2.3　CPU的組成2.4　存儲(chǔ)器組成系統(tǒng)與接口2.4.1　半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的內(nèi)部組成2.4.2　存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的配置2.4.3　多字節(jié)數(shù)據(jù)的組成2.5　輸入/輸出系統(tǒng)及接口電路2.6　一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)模型2.7　基本Intel 8086/8088的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)習(xí)題第3章　計(jì)算機(jī)中的數(shù)值運(yùn)算與運(yùn)算器本章學(xué)習(xí)目標(biāo)3.1　數(shù)值數(shù)據(jù)的表示3.1.1　機(jī)器數(shù)和真?zhèn)?.1.2　原碼表示法3.1.3　補(bǔ)碼表示法3.1.4　反碼表示法3.1.5　三種碼制的比較與轉(zhuǎn)換3.2　數(shù)的定點(diǎn)表示與浮點(diǎn)表示3.2.2　定點(diǎn)表示法3.2.2　浮點(diǎn)表示法3.2.3　浮點(diǎn)數(shù)階碼的移碼表示法3.2.4　實(shí)用浮點(diǎn)數(shù)舉例3.3　數(shù)值運(yùn)算3.3.1　定點(diǎn)四則運(yùn)算3.3.2　浮點(diǎn)四則運(yùn)算3.4　算術(shù)邏輯運(yùn)算單元ALU3.4.1　ALU電路3.4.2　加法器與進(jìn)位鏈電路習(xí)題第4章　計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)4.1　存儲(chǔ)器概述4.1.1　存儲(chǔ)器的作用4.1.2　存儲(chǔ)器分類4.1.3　存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)4.2　半導(dǎo)體存儲(chǔ)器4.2.1　半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)及分類方法4.2.2　隨機(jī)存取存儲(chǔ)器4.2.3　DRAM的刷新4.2.4　只讀存儲(chǔ)器4.3　主存儲(chǔ)器與CP[J的連接4.3.1　主存容量擴(kuò)展4.3.2　存儲(chǔ)器地址與片選信號(hào)4.3.3　存儲(chǔ)器與CPU的連接4.4　端口存儲(chǔ)器和并行存儲(chǔ)器4.4.1　雙端口存儲(chǔ)器4.4.2　并行主存儲(chǔ)器4.5　高速緩沖存儲(chǔ)器4.5.1　高速緩沖存儲(chǔ)器的工作原理4.5.2　地址映像與變換方法4.5.3　替換策略4.5.4　Cache的寫操作策略4.6　虛擬存儲(chǔ)器4.6.1　虛擬存儲(chǔ)器的基本概念4.6.2　頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器4.6.3　段式虛擬存儲(chǔ)器4.6.4　段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器4.7　輔助存儲(chǔ)器4.7.1　概述4.7.2　硬磁盤存儲(chǔ)器4.7.3　軟磁盤存儲(chǔ)器4.7.4　 光盤存儲(chǔ)器4.8　磁盤陣列（RAID）技術(shù)4.9　閃速存儲(chǔ)器4.9.1　概述4.9.2　閃速存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)及工作原理4.9.3　閃存的應(yīng)用習(xí)題第5章　指令系統(tǒng)本章學(xué)習(xí)目標(biāo)5.1　指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求5.1.1　指令系統(tǒng)的發(fā)展5.1.2　對(duì)指令系統(tǒng)的性能的要求5.2　基本概念5.2.1　基本概念5.2.2　機(jī)器指令的基本格式5.3　尋址方式5.3.1　編址方式5.3.2　尋址方式5.4　堆棧與堆棧操作5.4.2堆棧的應(yīng)用5.5指令類型5.5.1數(shù)據(jù)傳送類指令5.5.2運(yùn)算類指令5.5.3程序控制類指令5.5.4字符串處理指令.5.5.5輸入／輸出類指令5.6指令執(zhí)行過程和方式5.6.1指令執(zhí)行的基本過程5.6.2指令執(zhí)行方式習(xí)題第6章　控制器本章學(xué)習(xí)目標(biāo)6.1　控制器概述6.1.1　控制器的基本組成6.1.2　控制器的實(shí)現(xiàn)6.2　組合邏輯控制與時(shí)序系統(tǒng)6.2.1　指令周期6.2.2　指令的微操作序列6.2.3　時(shí)序發(fā)生器與控制方式6.2.4　組合邏輯控制器6.3　微程序控制器6.3.1　微程序控制的基本概念6.3.2　微指令編碼法6.3.3　微程序控制器的組成與工作原理6.3.4　微程序設(shè)計(jì)與執(zhí)行6.4　并行處理CP[J與流水線技術(shù)6.4.1　并行處理技術(shù)6.4.2　流水線技術(shù)6.5　精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)RISC6.5.1　從CISC到RISC6.5.2　RISC的主要特征6.6　Intel Pentium CP[J6.6.1　 Pentium簡(jiǎn)介6.6.2　 Pentium處理器的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)

章節(jié)摘錄

　　4.2.4只讀存儲(chǔ)器　　只讀存儲(chǔ)器（ROM）是一種工作時(shí)只能讀出，不能寫入信息的存儲(chǔ)器。在使用ROM時(shí)，其內(nèi)部信息是不能改變的，故一般只能存放固定程序，如監(jiān)控程序、BIOS程序等。只要一接通電源，這些程序就能自動(dòng)運(yùn)行。ROM的特點(diǎn)是非易失性，即它所存儲(chǔ)的信息一經(jīng)寫入，就可以長(zhǎng)久保存，不受電源斷電的影響，即使掉電后存儲(chǔ)信息仍不會(huì)改變，十分可靠。　　ROM的電路結(jié)構(gòu)包含存儲(chǔ)矩陣、地址譯碼器和輸出緩沖器三個(gè)組成部分。

編輯推薦

　　本書針對(duì)應(yīng)用型本科的特點(diǎn)組織編寫，注重先進(jìn)性、實(shí)用性，以教授基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能為主，但不忽視基本理論，既有一定的知識(shí)深度，又突出實(shí)用技能，并跟蹤最新技術(shù)，在介紹了計(jì)算機(jī)的一般原理的同時(shí)注意與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合。全書從簡(jiǎn)單的系統(tǒng)概念引入，進(jìn)而詳細(xì)剖析各個(gè)組成部分，最后又形成完整的體系結(jié)構(gòu)。內(nèi)容充實(shí)、概念清晰、語言簡(jiǎn)潔、重點(diǎn)突出，每章后均附有習(xí)題，便于教學(xué)與自學(xué)?！　”緯m合作為應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供成人高校、高職高專院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)教學(xué)選用，還可作為成人自學(xué)考試的參考書。

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