計算機組成原理

《高職高專“十一五”規劃教材·計算機系列：計算機組成原理》深入淺出地介紹了計算機組成原理的相關知識，主要內容包括計算機的硬件組成，計算機常用邏輯電路設計、計算機中數據的表示方法，計算機儲存系統、指令系統及尋址方式，中央處理器，總線系統和微程序控制計算機的設計，並通過實訓將理論知識與實際應用結合起來。 ^[1] 

第1章 計算機系統概論

1.1 計算機的硬件系統

1.1.1 馮?諾依曼計算機

1.1.2 計算機硬件組成

1.2 計算機的軟件系統

1.2.1 系統軟件

1.2.2 應用軟件

1.2.3 計算機系統的層次結構

1.3 計算機系統的發展與應用

1.3.1 計算機的發展簡史

1.3.2 計算機的分類

1.3.3 計算機的應用領域

1.4 現代計算機設計技術

1.4.1 精簡指令集計算機

1.4.2 嵌入式計算機

本章小結

習題1

第2章 計算機的邏輯部件

2.1 數字邏輯與數字電路

2.1.1 邏輯代數的基本知識

2.1.2 常見的門電路

2.2 常用的組合邏輯電路設計

2.2.1 加法器

2.2.2 譯碼器設計

2.2.3 移位寄存器

2.2.4 計數器設計

2.3 EDA技術

2.3.1 EDA技術簡介

2.3.2 EDA技術應用

2.4 硬件描述語言VHDL

2.4.1 VHDL語言程序格式

2.4.2 VHDL語言的應用

2.5 實例解析

本章小結

習題2

第3章 運算方法和運算部件

3.1 數字化信息編碼

3.1.1 數字化信息編碼的概念

3.1.2 二進制編碼和碼制轉換

3.2 常用的數據表示

3.2.1 真值與機器數

3.2.2 機器碼

3.2.3 定點數和浮點數

3.3 二進制數值數據的編碼與運算算法

3.3.1 原碼、反碼和補碼

3.3.2 補碼加減法運算規則

3.3.3 補碼加減法運算部件

3.3.4 定點原碼一位乘法運算

3.3.5 定點原碼一位乘法運算部件

3.3.6 定點補碼一位乘法運算

3.3.7 定點原碼一位除法運算

3.3.8 定點補碼一位除法運算

3.3.9 定點運算部件

3.4 浮點數與浮點運算器

3.4.1 浮點數描述

3.4.2 浮點數的加減法運算

3.4.3 浮點數的乘法運算

3.5 數據校驗碼

3.5.1 奇偶校驗碼

3.5.2 海明校驗碼

3.5.3 循環冗餘校驗碼

3.6 實例解析

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習題3

第4章 存儲系統

4.1 計算機存儲系統組織方式

4.2 半導體存儲器芯片介紹

4.2.1 SRAM芯片的結構和工作原理

4.2.2 DRAM芯片的結構和工作原理

4.2.3 ROM的結構和原理

4.2.4 相聯存儲器

4.3 主存儲系統

4.3.1 位擴展

4.3.2 字擴展

4.3.3 字位擴展

4.4 高速緩衝存儲器Cache

4.4.1 Cache基本原理

4.4.2 地址映像

4.4.3 替換策略及更新策略

4.5 虛擬存儲系統

4.5.1 頁式存儲系統

4.5.2 段式虛擬存儲

4.5.3 段頁式虛擬存儲

4.6 外存設備與磁盤陣列技術

4.6.1 外存設備概述

4.6.2 磁盤設備的組成與運行原理

4.6.3 光盤設備的組成與運行原理

4.6.4 磁盤陣列技術與容錯支持

4.7 實例解析

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習題4

第5章 指令系統

5.1 指令系統概述

5.2 指令格式

5.2.1 操作碼

5.2.2 地址碼

5.3 操作數的存儲及其尋址方式

5.3.1 操作數的類型

5.3.2 操作數存儲方式

5.3.3 數據的尋址方式

5.4 指令系統功能設計

5.4.1 常見指令類型

5.4.2 指令系統設計思想

5.4.3 指令系統舉例

5.5 指令系統的發展

5.6 實例解析

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習題5

第6章 中央處理器

6.1 CPU的功能和構成

6.1.1 CPU的功能

6.1.2 CPU的主要寄存器

6.1.3 CPU的組成

6.1.4 CPU的主要技術參數

6.2 控制器

6.2.1 控制器的功能

6.2.2 控制器的組成

6.2.3 控制器的實現方式

6.3 指令週期

6.3.1 指令週期的基本概念

6.3.2 非訪存指令週期

6.3.3 訪存指令週期

6.3.4 控制指令週期

6.4 微程序控制器

6.4.1 微程序控制器的基本概念

6.4.2 微程序控制器的組成

6.4.3 微程序控制器的設計技術

6.4.4 微指令格式

6.5 組合邏輯控制器

6.5.1 組合邏輯控制器的基本結構

6.5.2 組合邏輯控制器的設計原理

6.5.3 組合邏輯控制器和微程序控制器的比較

6.6 流水線技術

6.6.1 基本概念

6.6.2 訪存衝突和相關處理

6.7 實例解析

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習題6

第7章 總線

7.1 總線的基本概念與特性

7.1.1 總線的概念

7.1.2 總線的特性

7.2 總線分類與結構

7.2.1 總線分類

7.2.2 總線結構

7.2.3 總線結構舉例

7.3 總線標準

7.3.1 標準總線簡介

7.3.2 PCI總線

7.3.3 PCI-Express總線

7.4 總線判優控制

7.4.1 鏈式查詢方式

7.4.2 計數器定時查詢方式

7.4.3 獨立請求方式

7.5 總線數據通信

7.5.1 同步通信

7.5.2 異步通信

7.5.3 半同步通信

7.5.4 分離式通信

7.6 外部總線接口

7.7 實例解析

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習題7

第8章 輸入／輸出系統

8.1 I／O系統

8.1.1 I／O系統概述

8.1.2 I／O系統組成

8.2 計算機I／O方式

8.2.1 程序查詢方式

8.2.2 中斷方式

8.2.3 DMA方式

8.3 I／O設備

8.3.1 I／O設備概述

8.3.2 顯示器

8.3.3 打印機

8.3.4 鍵盤

8.4 實例解析

本章小結

習題8

第9章 微程序控制計算機的設計

9.1 微程序控制計算機概述

9.1.1 設計要求與目標

9.1.2 計算機硬件設計

9.2 指令系統設計

9.2.1 指令類型

9.2.2 設計指令執行流程

9.3 微程序設計

9.3.1 微程序控制器

9.3.2 微程序設計

9.4 編寫源程序

9.4.1 指令機器碼

9.4.2 機器程序設計實例

本章小結

習題9

第10章 實訓

實訓一 運算器

實訓二 存儲器

實訓三 微控制器實驗

實訓四 基本模型機設計與實現

參考文獻 ^[2]