计算机组成原理第2版

本书突出介绍计算机组成的一般原理，不结合任何具体机型，采用自顶向下的分析方法，详述计算机组成原理，使读者更容易形成计算机的整体概念。本书在编写思路上充分体现“以学生为中心”的教学理念。注重激发学生主动探索知识的欲望。全书各个篇章始末提出了各种悬念，从而激发学生主动探索答案的积极性。

　　《计算机组成原理（第2版）》共分为4篇，第1篇（第1、2章）介绍计算机的基本组成、发展及应用；第2篇（第3～5章）介绍系统总线、存储器（包括主存储器、高速缓冲存储器和辅助存储器）和输入输出系统；第3篇（第6～8章）介绍CPU的特性、结构和功能，包括计算机的算术逻辑单元、指令系统、指令流水、RISC技术及中断系统；第4篇（第9、10章）介绍控制单元的功能和设计，包括时序系统以及采用组合逻辑和微程序设计控制单元的设计思想与实现措施。每章后均附有思考题与习题。该书概念清楚，通俗易懂，书中举例力求与当代计算机技术相结合，可作为高等学校计算机专业教材，也可作为其他科技人员的参考书。

　　唐朔飞，哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院教授。2003年评为首届黑龙江省和哈尔滨工业大学教学名师。2006年获第二届国家教学名师奖。长期从事计算机科学与技术的教学和研究工作。从教43年来，给计算机专业27届4600余名学生讲授“计算机组成原理”课程。自1986年获哈尔滨工业大学首届教学一等奖后，又获得各级各类教学奖励20多次，1997年获第二届全国普通高等学校优秀计算机辅助教学软件二等奖和全国高等学校工科优秀CAI软件一等奖，2000年获黑龙江省教学成果一等奖。独立编著教材五本，其中《电子数字计算机原理》1989年获“黑龙江省普通高等学校优秀教材二等奖”，面向21世纪课程教材《计算机组成原理》2002年获教育部“全国普通高等学校优秀教材二等奖”，以该教材为核心的“计算机组成原理”课程2005年被评为国家精品课程。主要研究领域为计算机体系结构、并行处理、先后主持完成了国家863项目、航天基金项目、博士点基金项目各一项.参加并完成省部级科研项目10多项目前在研国家自然科学基金项目发表论文50多篇。

第1篇 概论
第1章 计算机系统概论
1．1 计算机系统简介
1．1．1 计算机的软硬件概念
1．1．2 计算机系统的层次结构
1．1．3 计算机组成和计算机体系结构
1．2 计算机的基本组成
1．2．1 冯·诺依曼计算机的特点
1．2．2 计算机的硬件框图
1．2．3 计算机的工作步骤
1．3 计算机硬件的主要技术指标
1．3．1 机器字长
1．3．2 存储容量
1．3．3 运算速度
1．4 本书结构
思考题与习题

第2章 计算机的发展及应用
2．1 计算机的发展史
2．1．1 计算机的产生和发展
2．1．2 微型计算机的出现和发展
2．1．3 软件技术的兴起和发展
2．2 计算机的应用
2．2．1 科学计算和数据处理
2．2．2 工业控制和实时控制
2．2．3 网络技术的应用
2．2．4 虚拟现实
2．2．5 办公自动化和管理信息系统
2．2．6 CAD／CAM／CIMS
2．2．7 多媒体技术
2．2．8 人工智能
2．3 计算机的展望
思考题与习题

第2篇 计算机系统的硬件结构
第3章 系统总线
3．1 总线的基本概念
3．2 总线的分类
3．2．1 片内总线
3．2．2 系统总线
3．2．3 通信总线
3．3 总线特性及性能指标
3．3．1 总线特性
3．3．2 总线性能指标
3．3．3 总线标准
3．4 总线结构
3．4．1 单总线结构
3．4．2 多总线结构
3．4．3 总线结构举例
3．5 总线控制
3．5．1 总线判优控制
3．5．2 总线通信控制
思考题与习题

第4章 存储器
4．1 概述
4．1．1 存储器分类
4．1．2 存储器的层次结构
4．2 主存储器
4．2．1 概述
4．2．2 半导体存储芯片简介
4．2．3 随机存取存储器
4．2．4 只读存储器
4．2．5 存储器与CPU的连接
4．2．6 存储器的校验
4．2．7 提高访存速度的措施
4．3 高速缓冲存储器
4．3．1 概述
4．3．2 Cache-主存地址映射
4．3．3 替换策略
4．4 辅助存储器
4．4．1 概述
4．4．2 磁记录原理和记录方式
4．4．3 硬磁盘存储器
4．4．4 软磁盘存储器
4．4．5 磁带存储器
4．4．6 循环冗余校验码
4．4．7 光盘存储器
思考题与习题
附录4A 相联存储器

第5章 输入输出系统
5．1 概述
5．1．1 输入输出系统的发展概况
5．1．2 输入输出系统的组成
5．1．3 I／O设备与主机的联系方式
5．1．4 I／O设备与主机信息传送的控制方式
5．2 I／O设备
5．2．1 概述
5．2．2 输入设备
5．2．3 输出设备
5．2．4 其他I／O设备
5．2．5 多媒体技术
5．3 I／O接口
5．3．1 概述
5．3．2 接口的功能和组成
5．3．3 接口类型
5．4 程序查询方式
5．4．1 程序查询流程
5．4．2 程序查询方式的接口电路
5．5 程序中断方式
5．5．1 中断的概念
5．5．2 I／O中断的产生
5．5．3 程序中断方式的接口电路
5．5．4 I／O中断处理过程
5．5．5 中断服务程序的流程
5．6 DMA方式
5．6．1 DMA方式的特点
5．6．2 DMA接口的功能和组成
5．6．3 DMA的工作过程
5．6．4 DMA接口的类型
思考题与习题
附录5A ASCII码
附录5B BCD码
附录5C 奇偶校检码

第3篇 中央处理器
第6章 计算机的运算方法
6．1 无符号数和有符号数
6．1．1 无符号数
6．1．2 有符号数
6．2 数的定点表示和浮点表示
6．2．1 定点表示
6．2．2 浮点表示
6．2．3 定点数和浮点数的比较
6．2．4 举例
6．2．5 IEEE754标准
6．3 定点运算
6．3．1 移位运算
6．3．2 加法与减法运算
6．3．3 乘法运算
6．3．4 除法运算
6．4 浮点四则运算
6．4．1 浮点加减运算
6．4．2 浮点乘除法运算
6．4．3 浮点运算所需的硬件配置
6．5 算术逻辑单元
6．5．1 ALU电路
6．5．2 快速进位链
思考题与习题
附录6A 各种进位制
6A．1 各种进位制的对应关系
6A．2 各种进位制的转换
附录6B 阵列乘法器和阵列除法器
附录6C 74181逻辑电路

第7章 指令系统
7．1 机器指令
7．1．1 指令的一般格式
7．1．2 指令字长
7．2 操作数类型和操作类型
7．2．1 操作数类型
7．2．2 数据在存储器中的存放方式
7．2．3 操作类型
7．3 寻址方式
7．3．1 指令寻址
7．3．2 数据寻址
7．4 指令格式举例
7．4．1 设计指令格式应考虑的各种因素
7．4．2 指令格式举例
7．4．3 指令格式设计举例
7．5 RISC技术
7．5．1 RISC的产生和发展
7．5．2 RISC的主要特征
7．5．3 RISC和CISC的比较
思考题与习题

第8章 CPU的结构和功能
8．1 CPU的结构
8．1．1 CPU的功能
8．1．2 CPU结构框图
8．1．3 CPU的寄存器
8．1．4 控制单元和中断系统
8．2 指令周期
8．2．1 指令周期的基本概念
8．2．2 指令周期的数据流
8．3 指令流水
8．3．1 指令流水原理
8．3．2 影响流水线性能的因素
8．3．3 流水线性能
8．3．4 流水线中的多发技术
8．3．5 流水线结构
8．4 中断系统
8．4．1 概述
8．4．2 中断请求标记和中断判优逻辑
8．4．3 中断服务程序入口地址的寻找
8．4．4 中断响应
8．4．5 保护现场和恢复现场
8．4．6 中断屏蔽技术
思考题与习题

第4篇 控制单元
第9章 控制单元的功能
9．1 微操作命令的分析
9．1．1 取指周期
9．1．2 间址周期
9．1．3 执行周期
9．1．4 中断周期
9．2 控制单元的功能
9．2．1 控制单元的外特性
9．2．2 控制信号举例
9．2．3 多级时序系统
9．2．4 控制方式
9．2．5 多级时序系统实例分析
思考题与习题

第10章 控制单元的设计
10．1 组合逻辑设计
10．1．1 组合逻辑控制单元框图
10．1．2 微操作的节拍安排
10．1．3 组合逻辑设计步骤
10．2 微程序设计
10．2．1 微程序设计思想的产生
10．2．2 微程序控制单元框图及工作原理
10．2．3 微指令的编码方式
10．2．4 微指令序列地址的形成
10．2．5 微指令格式
10．2．6 静态微程序设计和动态微程序设计
10．2．7 毫微程序设计
10．2．8 串行微程序控制和并行微程序控制
10．2．9 微程序设计举例
思考题与习题
附录10 APC整机介绍
10A．1 主板
10A．1．1 主板的主要组成部件
10A．1．2 CPU芯片及插座（插槽）
10A．1．3 内存条插槽
10A．1．4 扩展插槽
10A．1．5 配套芯片和器件
10A．1．6 主板结构的改进
10A．2 芯片组
10A．2．1 芯片组的功能
10A．2．2 芯片组的组成
参考文献