本書系統(tǒng)地介紹了計算機的基本組成和工作原理。全書共分9章，主要內容包括：計算機系統(tǒng)概論、計算機中信息的表示方法、運算方法和運算部件、存儲系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、中央處理器、總線系統(tǒng)、計算機的外圍設備以及輸入/輸出系統(tǒng)。
本書內容全面、概念清晰、重點突出，內容組織循序漸進、深入淺出、系統(tǒng)性強。在編寫過程中，注重基礎知識、基本原理和基本技能的講解。為了讓學生更好地理解并掌握所學的知識，書中列舉了大量的實例。此外，為了配合工程教育認證的需要，全書結構和內容更加貼近OBE的實際要求，知識點的側重上也更加符合工程認證的實際需求。
本書既可作為高等教育計算機專業(yè)的“計算機組成原理”課程的教學用書，也可作為計算機工程技術人員及計算機愛好者的參考書。
前言
第1章 計算機系統(tǒng)概論
1.1 計算機的發(fā)展與應用
1.1.1 計算機的發(fā)展簡史
1.1.2 計算機的發(fā)展趨勢
1.1.3 計算機的分類
1.1.4 計算機的應用
1.2 計算機系統(tǒng)
1.2.1 計算機的硬件和軟件
1.2.2 計算機系統(tǒng)的層次結構
1.3 計算機的基本組成
1.3.1 馮·諾依曼計算機的特點
1.3.2 計算機的主要部件
1.3.3 計算機的總線結構
1.3.4 計算機的語言
1.3.5 計算機的工作過程
1.4 計算機的主要性能指標
本章小結
習題1
第2章 計算機中信息的表示方法
2.1 計數制及其相互轉換
2.1.1 二進制數及其特點
2.1.2 八進制數和十六進制數
2.1.3 不同計數制的相互轉換
2.2 數值型數據的表示方法
2.2.1 機器數和真值
2.2.2 帶符號數的表示方法
2.2.3 定點數和浮點數及其表示方法
2.3 計算機中的編碼
2.3.1 字符的編碼
2.3.2 十進制數字的編碼
2.3.3 漢字的編碼
2.4 其他信息的表示方法
2.5 數據校驗碼
2.5.1 奇偶校驗碼
2.5.2 循環(huán)冗余校驗碼
2.5.3 海明校驗碼
本章小結
習題2
第3章 運算方法和運算部件
3.1 算術邏輯運算基礎
3.1.1 移位運算
3.1.2 十進制數的運算
3.1.3 邏輯運算
3.2 定點數的加法和減法運算
3.2.1 補碼加法運算
3.2.2 補碼減法運算
3.2.3 溢出及其判別方法
3.3 算術邏輯運算單元
3.3.1 加法單元電路
3.3.2 串行加法器和并行加法器
3.3.3 并行加法器的進位鏈
3.3.4 4位運算器SN74181
3.4 定點數的乘法和除法運算
3.4.1 定點數的乘法運算
3.4.2 定點數原碼除法運算
3.4.3 定點數補碼除法運算
3.5 浮點數運算
本章小結
習題3
第4章 存儲系統(tǒng)
4.1 存儲系統(tǒng)的組織
4.2 隨機讀/寫存儲器
4.2.1 靜態(tài)存儲器
4.2.2 動態(tài)存儲器
4.3 主存儲器的組織
4.3.1 動態(tài)存儲器的刷新
4.3.2 主存儲器邏輯設計
4.3.3 高性能主存儲器
4.4 只讀存儲器和閃速存儲器
4.4.1 只讀存儲器
4.4.2 閃速存儲器
4.4.3 內存條
4.5 高速緩沖存儲器
4.5.1 Cache存儲器的基本原理
4.5.2 主存與Cache的地址映射
4.5.3 替換算法
4.5.4 多層次Cache存儲器
4.5.5 Cache存儲器的讀和更新過程
4.6 虛擬存儲器
4.6.1 虛擬存儲器的基本概念
4.6.2 段式虛擬存儲器
4.6.3 頁式虛擬存儲器
4.6.4 段頁式虛擬存儲器
本章小結
習題4
第5章 指令系統(tǒng)
5.1 指令系統(tǒng)的發(fā)展與性能要求
5.2 指令格式
5.2.1 指令包含的信息及格式
5.2.2 指令操作碼的擴展技術
5.2.3 指令長度與字長的關系
5.3 尋址方式
5.3.1 操作數的尋址方式
5.3.2 奔騰CPU的尋址方式
5.4 指令類型
5.5 CISC和RISC
本章小結
習題5
第6章 中央處理器
6.1 CPU概述
6.1.1 CPU的功能
6.1.2 CPU的組成
6.1.3 CPU中的主要寄存器
6.1.4 操作控制器
6.2 指令的執(zhí)行過程
6.2.1 三個周期的概念
6.2.2 非訪主存指令的指令周期
6.2.3 直接訪主存指令的指令周期
6.2.4 間接訪主存指令的指令周期
6.2.5 轉移控制指令的指令周期
6.2.6 指令周期流程圖
6.3 時序部件
6.4 操作控制器
6.4.1 微程序控制器
6.4.2 組合邏輯控制器
6.5 指令級流水線
6.5.1 指令級流水的原理
6.5.2 流水線的性能
6.5.3 影響流水線性能的因素
6.6 微處理器中的新技術
本章小結
習題6
第7章 總線系統(tǒng)
7.1 總線系統(tǒng)與結構
7.1.1 總線概述
7.1.2 總線的連接方式
7.1.3 總線的內部結構
7.1.4 總線結構對計算機系統(tǒng)性能的影響
7.2 總線接口
7.2.1 總線接口的基本概念
7.2.2 總線的控制與通信
7.2.3 總線的信息傳送模式
7.3 微型計算機常用總線
本章小結
習題7
第8章 計算機的外圍設備
8.1 計算機外圍設備概述
8.1.1 外圍設備的分類
8.1.2 外圍設備的一般功能
8.1.3 外圍設備和計算機的連接方式
8.2 輸入設備
8.3 輸出設備——顯示器
8.3.1 顯示設備的分類與相關概念
8.3.2 字符顯示器
8.3.3 圖形和圖像顯示
8.4 輸出設備——打印機
8.5 硬磁盤存儲設備
8.5.1 硬磁盤存儲器的結構與分類
8.5.2 硬磁盤驅動器及硬磁盤控制器
8.5.3 硬磁盤存儲器的技術指標
8.5.4 硬磁盤的NCQ技術
8.6 磁盤陣列
8.6.1 RAID概述
8.6.2 RAID的分級
8.6.3 RAID技術的應用
8.6.4 固態(tài)硬盤RAID技術
8.7 光盤存儲設備
8.8 閃速存儲器
本章小結
習題8
第9章 輸入/輸出系統(tǒng)
9.1 輸入/輸出系統(tǒng)概論
9.1.1 輸入/輸出設備的編址
9.1.2 I/O接口的功能與分類
9.2 程序直接控制方式
9.3 程序中斷方式
9.3.1 中斷的概念及應用
9.3.2 中斷概述
9.3.3 中斷源判別
9.3.4 中斷處理過程
9.3.5 程序中斷設備接口
9.4 DMA輸入/輸出方式
9.4.1 DMA的三種工作方式
9.4.2 DMA控制器的組成
9.4.3 DMA的傳送過程
9.4.4 DMA接口
9.5 通道控制方式和外圍處理器方式
本章小結
習題9
參考文獻
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