計算機原理

《計算機原理》圍繞計算機系統的組成，詳細論述了計算機系統各個部分的組成及工作原理，並結合新的計算機應用技術，使內容更具有先進性和實用性。全書共11章，內容包括：計算機系統概論、計算機中數據的表示、運算方法與運算器、存儲器系統、指令系統、控制器、接口與輸入，輸出、外圍設備、總線、並行處理與互連網絡、多處理機與機羣系統。《計算機原理》既可作為高等院校計算機及相關專業本科生的教材，也可作為非計算機專業研究生及計算機工程技術人員的參考用書。

第1章 計算機系統概論

1.1 計算機的發展與應用

1.1.1 計算機的發展階段和發展趨勢

1.1.2 計算機的應用

1.2 計算機系統的組成

1.2.1 計算機硬件系統

1.2.2 計算機軟件系統

1.2.3 計算機系統的層次結構

1.3 計算機系統結構

1.3.1 傳統馮？諾依曼計算機系統結構

1.3.2 現代計算機系統結構

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習題

第2章 計算機中數據的表示

2.1 進位計數制及其相互轉換

2.1.1 進位計數制

2.1.2 進位計數制的相互轉換

2.2 定點數的表示

2.2.1 符號的表示

2.2.2 小數點的表示

2.2.3 機器數形式

2.3 浮點數的表示

2.3.1 浮點數的格式

2.3.2 浮點數的規格化

2.3.3 浮點數的表示範圍

2.3.4.浮點數的機器零

2.4.非數值數據的表示

2.4.1 字符與字符串

2.4.2 BCD碼與十進制數

2.5 數據校驗碼

2.5.1 奇偶校驗碼

2.5.2 海明校驗碼

2.5.3 循環冗餘校驗碼

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習題

第3章 運算方法與運算器

3.1 定點數的算術運算與實現

3.1.1 定點數加減運算

3.1.2 定點數乘法運算

3.1.3 定點數除法運算

3.2 邏輯運算和移位操作

3.2.1 邏輯運算

3.2.2 移位操作

3.3 定點運算器

3.3.1 算術邏輯單元

3.3.2 定點運算器的基本結構

3.3.3 定點運算器模型

3.4 浮點數的算術運算與浮點運算器

3.4.1 浮點數的加減運算

3.4.2 浮點數的乘法和除法運算

3.4.3 浮點運算器

並聯

習題

第4章 存儲器系統

4.1 存儲器概述

4.1.1 存儲器分類

4.1.2 存儲器系統結構

4.1.3 主存儲器的技術指標

4.2 半導體存儲器

4.2.1 半導體存儲器分類

4.2.2 存儲元電路

4.2.3 存儲器芯片

4.2.4 存儲器的擴展與應用

4.2.5 並行存儲器

4.3 每速緩衝存儲器

4.3.1 Cache基本原理

4.3.2 Cache的結構

4.3.3 Cache的讀，寫過程

4.4 虛擬存儲器

4.4.1 概述

4.4.2 頁式虛擬存儲器

4.4.3 段式虛擬存儲器

4.4.4 段頁式虛擬存儲器

4.4.5 替換算法

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習題

第5章 指令系統

5.1 指令系統與性能

5.1.1 指令與指令系統

5.1.2 指令系統的性能

5.2 機器指令

5.2.1 機器指令的格式

5.2.2 指令字的長度

5.2.3 機器指令的分類

.5.3 操作碼的編碼方法

5.3.1 定長編碼

5.3.2 變長編碼

5.4 地址碼的尋址方式

5.4.1 指令尋址方式

5.4.2 操作數尋址方式

5.5 典型的指令系統

5.5.1 複雜指令系統

5.5.2 精簡指令系統

關聯

習題

第6章 控制器

6.1 CPU的功能和組成

6.1.1 CPU的功能

6.1.2 CPU的基本組成

6.2 控制器的時序系統和控制方式

6.2.1 有關週期的基本概念

6.2.2 時序信號與體制

6.2.3 時序信號發生器

6.2.4 控制方式

6.3 指令流程圖

6.3.1 典型指令及週期分析

6.3.2 指令週期流程

6.4 微程序控制器

6.4.1 基本概念

6.4.2 微程序控制器基本原理

6.4.3 微程序設計

6.4.4 微程序設計舉例

6.4.5 微程序控制器設計步驟

6.5 組合邏輯控制器

6.6 門陣列控制器

6.6.1 可編程邏輯陣列PLA

6.6.2 基本思想

6.7 流水線處理技術

6.7.1 指令執行方式

6.7.2 流水線的分類

6.7.3 線性流水線

6.7.4 流水線中的相關問題

6.8 多媒體技術

6.9 典型CPU簡介

6.9.1 8086CPU

6.9.2 Pentium微處理器

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習題

第7章 接口與輸入／輸出

7.1 接口概述

7.1.1 接口的功能與組成

7.1.2 I／0接口的編址方式

7.1.3 I／0接口地址的譯碼

7.2 輸入／輸出方式

7.2.1 程序控制傳送方式

7.2.2 中斷方式

7.2.3 直接存儲器方式

7.2.4 通道方式

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習題

第8章 外圍設備

8.1 外圍設備概述

8.1.1 外圍設備的概念

8.1.2 外圍設備的分類

8.1.3 外圍設備的功能

8.2 輸入設備

8.2.1 鍵盤

8.2.2 鼠標

8.2 5其他輸入設備

8.3 輸出設備

8.3.1 顯示器

8.3.2 打印機

8.4 外存儲設備

8.4.1 磁表面存儲器的原理

8.4.2 磁記錄方式

8.4.3 硬磁盤存儲器

8.4.4 光盤存儲設備

8.4.5 閃存

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習題

第9章 總線

9.1 總線技術概述

9.2 總線系統結構

9.2.1 總線通道組成

9.2.2 總線結構類型

9.3 總線信息傳送方式及定時

9.3.1 總線信息傳送方式

9.3.2 總線定時

9.4 總線的仲裁

9.4.1 集中式仲裁

9.4.2 分佈式仲裁

9.5 計算機中的總線

9.5.1 內部總線

9.5.2 外部通信總線

9.6 新一代總線

9.6.1 PCIExpress總線

9.6.2 USB總線

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習題

第10章 並行處理與互連網絡

10.1 並行處理的概念

10.1.1 並行性

10.1.2 並行性的等級和分類

10.1.3 開發並行性的途徑

10.2 並行處理機基本結構

10.2.1 ，並行處理機的兩種典型結構

10.2.2 並行處理機的特點

10.3 SIMD計算機基本結構

10.3.1 SIMD計算機模型

10.3.2 SIMD計算機發展過程

10.3.3 IlliacIV計算機

10.3.4 BSP計算機

10.3.5 CM.2 計算機

10.4 SIMD計算機的應用

10.4.1 計算模型及有限差分

10.4.2 陣列處理機的幾種基本算法

10.5 互連網絡的概念

10.5.1 互連網絡的基本概念和作用

10.5.2 特性參數和性能參數

10.5.3 互連函數

10.6 靜態互連網絡

10.6.1 靜態互連網絡結構

10.6.2 靜態互連網絡特性

10.7 動態互連網絡

10.7.1 動態互連網絡的互連形式

10.7.2 動態網絡互連方式的比較

10.7.3 多級互連網絡

10.8 互連網絡的消息傳遞機制

10.8.1 消息尋徑

10.8.2 死鎖和虛擬通道

10.8.3 單播方式下的尋徑

10.8.4 廣播方式下的尋徑

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習題

第11章 多處理機與機羣系統

11.1 多處理機系統特點與分類

11.1.1 基本結構

11.1.2 多處理機系統特點

11.1.3 多處理機系統的Cache一致性問題

11.2 多處理機軟件和典型的多處理機系統

11.2.1 並行算法

11.2.2 程序並行性分析

11.2.3 並行程序設計語言

11.2.4 MPP和SMP

11.2.5 CM－5系統

11.2.6 SGIOrigin2000系列服務器

11.3 機羣系統

11.3.1 機羣系統的結構特點

11.3.2 機羣系統的關鍵技術

11.3.3 提高通信系統的性能

11.3.4 幾種典型系統

關聯

習題

參考文獻