圖書簡介
本書系統地介紹了計算機的基本組成原理和內部工作機制。全書共分9章，主要內容分成兩個部分： 第1、2章介紹計算機的基礎知識；第3～9章介紹計算機的各子系統（包括運算器、存儲器、控制器、匯流排、外部設備和輸入輸出子系統等）的基本組成原理、設計方法、相互關係以及各子系統互相連線構成整機系統的技術。
本書講述了計算機的基本原理和基本概念，並注意與實用性和先進性相結合。全書內容由淺入深，通俗易懂，每章之後均附有習題，便於自學。
本書可以作為高等院校計算機及相關專業“計算機組成原理”課程的教材，也可供從事計算機工作的工程技術人員參考。
圖書目錄
第1章概論11.1電子計算機與存儲程式控制1
1.1.1電子計算機的發展1
1.1.2存儲程式概念2
1.2計算機的硬體組成3
1.2.1計算機的主要部件3
1.2.2計算機各大部件之間連線4
1.2.3不同對象觀察到的計算機硬體系統6
1.2.4馮·諾依曼結構和哈佛結構的存儲器設計思想7
1.3計算機系統8
1.3.1硬體與軟體的關係8
1.3.2系列機和軟體兼容9
1.3.3計算機系統的多層次結構9
1.3.4實際機器和虛擬機器10
1.4計算機的工作過程和主要性能指標11
1.4.1計算機的工作過程11
1.4.2計算機的主要性能指標12
習題14
第2章數據的機器層次表示15
2.1數值數據的表示15
2.1.1計算機中的數值數據15
2.1.2無符號數和帶符號數15
2.1.3原碼錶示法16
2.1.4補碼錶示法17
2.1.5反碼錶示法18
2.1.63種機器數的比較與轉換19
2.2機器數的定點表示與浮點表示20
2.2.1定點表示法20
2.2.2浮點表示法22
2.2.3浮點數階碼的移碼錶示法24
2.2.4浮點數尾數的基數25
2.2.5IEEE 754標準浮點數26
2.2.6定點、浮點表示法與定點、浮點計算機28
[]目錄[]計算機組成原理(第3版)[]2.3非數值數據的表示29
2.3.1字元和字元串的表示29
2.3.2漢字的表示30
2.3.3統一代碼32
2.4十進制數和數串的表示34
2.4.1十進制數的編碼34
2.4.2十進制數串35
2.5不同類型的數據表示舉例36
2.5.1C語言中的數據表示36
2.5.2現代微型計算機系統中的數據表示37
2.6數據校驗碼39
2.6.1奇偶校驗碼40
2.6.2漢明校驗碼41
2.6.3循環冗餘校驗碼44
習題46
第3章指令系統49
3.1指令格式49
3.1.1機器指令的基本格式49
3.1.2地址碼結構50
3.1.3指令的操作碼52
3.2定址技術54
3.2.1編址方式54
3.2.2指令定址和數據定址55
3.2.3基本的數據定址方式56
3.2.4變型或組合定址方式61
3.3堆疊與堆疊操作63
3.3.1堆疊結構63
3.3.2堆疊操作64
3.4指令類型65
3.4.1數據傳送類指令65
3.4.2運算類指令66
3.4.3程式控制類指令67
3.4.4輸入輸出類指令69
3.4.580x86指令系統舉例69
3.5指令系統的發展72
3.5.1x86架構的擴展指令集72
3.5.2從複雜指令系統到精簡指令系統74
3.5.3VLIW和EPIC74
習題75
第4章數值的機器運算79
4.1基本算術運算的實現79
4.1.1加法器79
4.1.2進位的產生和傳遞80
4.1.3並行加法器的快速進位81
4.2定點加減運算83
4.2.1原碼加減運算83
4.2.2補碼加減運算84
4.2.3補碼的溢出判斷與檢測方法86
4.2.4補碼定點加減運算的實現88
4.3帶符號數的移位和捨入操作89
4.3.1帶符號數的移位操作89
4.3.2帶符號數的捨入操作90
4.4定點乘法運算91
4.4.1原碼一位乘法91
4.4.2補碼一位乘法93
4.4.3補碼兩位乘法96
4.4.4陣列乘法器97
4.5定點除法運算98
4.5.1原碼除法運算98
4.5.2補碼除法運算102
4.5.3陣列除法器105
4.6規格化浮點運算105
4.6.1浮點加減運算105
4.6.2浮點乘除運算108
4.6.3浮點運算器的實現109
4.7十進制整數的加法運算109
4.7.1一位十進制加法運算109
4.7.2十進制加法器111
4.7.3多位十進制加法112
4.8邏輯運算與實現113
4.9運算器的基本組成與實例114
4.9.1運算器結構114
4.9.2ALU舉例116
4.9.3浮點運算器舉例118
習題120
第5章存儲系統和結構122
5.1存儲系統的組成122
5.1.1存儲器分類122
5.1.2存儲系統層次結構124
5.2主存儲器的組織125
5.2.1主存儲器的基本結構125
5.2.2主存儲器的存儲單元126
5.2.3主存儲器的主要技術指標127
5.2.4數據在主存中的存放128
5.3半導體隨機存儲器和唯讀存儲器129
5.3.1RAM記憶單元電路129
5.3.2動態RAM的刷新132
5.3.3RAM晶片分析134
5.3.4半導體唯讀存儲器137
5.3.5半導體存儲器的封裝138
5.4主存儲器的連線與控制139
5.4.1主存容量的擴展139
5.4.2存儲晶片的地址分配和片選141
5.4.3主存儲器和CPU的連線143
5.4.4主存的校驗144
5.4.5PC系列微型計算機的存儲器接口145
5.5提高主存讀寫速度的技術149
5.5.1主存與CPU速度的匹配149
5.5.2FPM DRAM150
5.5.3EDO DRAM150
5.5.4SDRAM151
5.5.5DDR SDRAM151
5.5.6DDR2、DDR3和DDR4 SDRAM152
5.5.7Rambus DRAM153
5.5.8多通道記憶體技術154
5.6多體交叉存儲技術155
5.6.1並行訪問存儲器155
5.6.2交叉訪問存儲器155
5.7高速緩衝存儲器156
5.7.1高速快取工作原理156
5.7.2Cache的讀寫操作157
5.7.3地址映像158
5.7.4替換算法159
5.7.5更新策略160
5.7.6PC機中Cache技術的實現160
5.8虛擬存儲器161
5.8.1虛擬存儲器的基本概念161
5.8.2頁式虛擬存儲器161
5.8.3段式虛擬存儲器162
5.8.4段頁式虛擬存儲器163
5.8.5快表與慢表163
習題164
第6章中央處理器167
6.1中央處理器的功能和組成167
6.1.1CPU的功能167
6.1.2CPU中的主要暫存器167
6.1.3CPU的組成169
6.1.4CPU的主要技術參數170
6.2控制器的組成和實現方法172
6.2.1控制器的基本組成172
6.2.2控制器的硬體實現方法174
6.3時序系統與控制方式175
6.3.1時序系統175
6.3.2控制方式177
6.3.3指令運行的基本過程178
6.3.4指令的微操作序列179
6.4微程式控制原理181
6.4.1微程式控制的基本概念181
6.4.2微指令編碼法182
6.4.3微程式控制器的組成和工作過程184
6.4.4微程式入口地址的形成185
6.4.5後繼微地址的形成186
6.4.6微程式設計187
6.5控制單元的設計189
6.5.1簡單的CPU模型189
6.5.2組合邏輯控制單元設計192
6.5.3微程式控制單元設計196
6.6流水線技術198
6.6.1重疊控制199
6.6.2先行控制原理200
6.6.3流水工作原理201
6.7精簡指令系統計算機203
6.7.1RISC的特點和優勢203
6.7.2RISC基本技術204
6.8微處理器中的新技術205
6.8.1超標量和超流水線技術205
6.8.2EPIC的指令級並行處理206
6.8.3超執行緒技術206
6.8.4雙核與多核技術207
習題209
第7章匯流排212
7.1匯流排概述212
7.1.1匯流排的基本概念212
7.1.2匯流排的分類213
7.1.3匯流排的組成及性能指標214
7.2匯流排仲裁216
7.2.1集中仲裁方式216
7.2.2分布仲裁方式218
7.3匯流排定時控制218
7.3.1同步定時方式218
7.3.2異步定時方式219
7.4匯流排標準219
7.4.1系統匯流排標準220
7.4.2外部匯流排標準221
習題224
第8章外部設備226
8.1外部設備概述226
8.1.1外部設備的分類226
8.1.2外部設備的地位和作用227
8.2磁介質存儲器的性能和原理228
8.2.1磁介質存儲器的讀寫228
8.2.2磁介質存儲器的技術指標229
8.2.3數字磁記錄方式230
8.2.4編碼方式的比較233
8.3磁介質存儲設備234
8.3.1硬碟存儲器的基本結構與分類234
8.3.2硬碟驅動器234
8.3.3硬碟的信息分布和磁碟地址235
8.3.4硬碟存儲器的技術參數236
8.3.5硬碟的分區域記錄238
8.3.6硬碟的NCQ技術239
8.3.7軟磁碟存儲器239
8.4磁碟陣列240
8.4.1RAID簡介240
8.4.2RAID的分級241
8.5光碟存儲器242
8.5.1光碟存儲器的類型242
8.5.2光碟存儲器的組成及工作原理243
8.5.3光碟驅動器246
8.6新型輔助存儲器248
8.6.1基於磁或磁光介質的可移動存儲器248
8.6.2基於電子器件的存儲器250
8.7鍵盤輸入設備252
8.7.1鍵開關與鍵盤類型252
8.7.2鍵盤掃描253
8.7.3微型計算機鍵盤254
8.8其他輸入設備256
8.8.1滑鼠器256
8.8.2其他定位設備257
8.8.3掃瞄器257
8.9列印輸出設備259
8.9.1印表機概述259
8.9.2印表機的主要性能指標260
8.9.3針式印表機工作原理261
8.9.4噴墨印表機工作原理263
8.9.5雷射印表機工作原理264
8.10顯示設備265
8.10.1顯示器概述265
8.10.2CRT顯示器265
8.10.3字元顯示器的工作原理269
8.10.4圖形顯示器的工作原理271
8.10.5LCD顯示器273
8.10.6視頻顯示標準275
8.10.7微型計算機的顯示適配器276
習題276
第9章輸入輸出系統279
9.1主機與外設的連線279
9.1.1輸入輸出接口279
9.1.2接口的功能和基本組成280
9.1.3外設的識別與連線埠定址282
9.1.4輸入輸出信息傳送控制方式283
9.2程式查詢方式及其接口284
9.2.1程式查詢方式285
9.2.2程式查詢方式接口286
9.3中斷系統和程式中斷方式288
9.3.1中斷的基本概念288
9.3.2中斷請求和中斷判優290
9.3.3中斷回響和中斷處理293
9.3.4多重中斷與中斷禁止296
9.3.5中斷全過程300
9.3.6程式中斷接口結構300
9.4DMA方式及其接口301
9.4.1DMA方式的基本概念301
9.4.2DMA接口303
9.4.3DMA傳送方法與傳送過程305
9.5通道控制方式307
9.5.1通道的基本概念307
9.5.2通道的類型與結構308
9.5.3通道程式311
9.5.4通道工作過程313
習題313
索引316參考文獻326
