基本信息

書名:計算機組成原理

定價

作者:任國林

出版社：電子工業出版社

出版日期：2018-01-01

ISBN：9787121334627

字數：481000

頁碼：306

版次：2

裝幀：平裝

開本：16開

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內容提要

本書繫統地介紹了計算機的組成及其工作原理。全書共分7章，章概要介紹計算機的硬件結構、工作過程及性能指標；第2章介紹數據的表示與運算方法，以及運算部件組成；第3章介紹存儲繫統的層次結構，以及主存、Cache及虛擬存儲器的組成與工作原理；第4章介紹指令繫統的基本組成；第5章介紹CPU的組成原理、設計方法，以及流水線技術；第6~7章介紹總線互連及I/O繫統。本書內容全面、概念準確、通俗易懂，注重通過大量例題分析來加深對各知識點的理解與掌握，重視知識點的融合以及整機概念的形成，兼顧基本原理在新技術中的應用。本書既可作為高等院校計算機專業計算機組成原理課程的教材，也可作為相關專業科技人員的參考書。

目錄

目 錄
章 計算機繫統概述1
1.1 計算機的功能與軟硬件1
1.2 計算機的發展歷程2
1.3 計算機的硬件組成4
1.3.1 馮?諾依曼計算機4
1.3.2 計算機的結構與部件5
1.3.3 計算機的部件互連7
1.4 計算機繫統的層次結構9
1.4.1 計算機的層次結構9
1.4.2 軟件與硬件的關繫11
1.4.3 計算機的結構與組成11
1.5 計算機繫統的工作過程12
1.5.1 計算機的工作方式12
1.5.2 程序執行過程13
1.6 計算機繫統的性能指標15
習題119
第2章 數據的表示與運算21
2.1 數據的編碼21
2.1.1 數制及其轉換21
2.1.2 機器數及其編碼24
2.1.3 十進制數編碼28
2.1.4 字符編碼29
2.1.5 數據校驗碼30
2.2 數據的表示37
2.2.1 數據的表示方法37
2.2.2 整數的表示38
2.2.3 實數的表示40
2.2.4 非數值數據的表示44
2.2.5 數據表示舉例46
2.3 定點數的運算48
2.3.1 常用的邏輯部件48
2.3.2 加減運算53
2.3.3 移位運算57
2.3.4 乘法運算59
2.3.5 除法運算67
2.4 浮點數的運算74
2.4.1 浮點加減運算74
2.4.2 浮點乘除運算78
2.5 十進制數的加減運算80
2.6 運算器的組成82
2.6.1 ALU的組成82
2.6.2 運算器的組織83
習題286
第3章 存儲繫統89
3.1 存儲繫統概述89
3.1.1 存儲器的分類89
3.1.2 存儲器的主要技術指標90
3.1.3 層次結構存儲繫統91
3.2 半導體存儲技術93
3.2.1 靜態存儲器93
3.2.2 動態存儲器97
3.2.3 半導體隻讀存儲器101
3.3 主存儲器104
3.3.1 主存儲器的基本組成104
3.3.2 主存儲器的邏輯設計105
3.3.3 主存儲器與CPU的連接108
3.3.4 提高訪存速度的技術111
3.4 高速緩衝存儲器115
3.4.1 Cache的基本原理115
3.4.2 Cache的地址映射119
3.4.3 Cache的替換算法123
3.4.4 Cache的寫策略125
3.4.5 Pentium的Cache組織126
3.5 虛擬存儲器128
3.5.1 存儲管理的相關概念128
3.5.2 虛擬存儲器的基本原理130
3.5.3 虛擬存儲器的存儲管理131
3.5.4 頁式虛擬存儲器的實現133
習題3137
第4章 指令繫統140
4.1 指令繫統組成140
4.1.1 指令功能140
4.1.2 指令格式143
4.2 操作數的存放方式145
4.3 尋址方式148
4.3.1 指令尋址方式148
4.3.2 數據尋址方式148
4.3.3 指令格式分析及其應用152
4.4 指令繫統舉例154
4.4.1 MIPS指令繫統155
4.4.2 Pentium指令繫統160
4.5 指令繫統發展163
習題4165
第5章 中央處理器168
5.1 CPU的組成與工作流程168
5.1.1 CPU的功能168
5.1.2 CPU的組成169
5.1.3 CPU的工作流程171
5.1.4 指令的執行過程172
5.2 數據通路的組織175
5.2.1 數據通路的組成175
5.2.2 數據通路的設計方法182
5.2.3 單周期數據通路的設計184
5.2.4 多周期數據通路的設計190
5.3 控制器的組成193
5.3.1 控制器的基本結構193
5.3.2 時序信號的形成195
5.3.3 μOP控制信號的形成199
5.4 硬布線控制器的設計199
5.4.1 的設計步驟200
5.4.2 單周期的設計201
5.4.3 多周期的設計202
5.5 微程序控制器的設計205
5.5.1 微程序控制思想205
5.5.2 微程序控制器的組成與工作原理206
5.5.3 微指令格式208
5.5.4 微程序的設計211
5.6 異常及中斷的處理214
5.6.1 異常及中斷的基本概念214
5.6.2 異常及中斷的處理過程215
5.6.3 支持異常處理的CPU設計218
5.7 指令流水線技術219
5.7.1 指令流水線概述220
5.7.2 指令流水線的冒險處理223
5.7.3 指令流水線的設計229
5.7.4 指令流水線的並行技術234
習題5236
第6章 總線240
6.1 總線概述240
6.1.1 總線的分類240
6.1.2 總線的特性242
6.1.3 總線的性能指標242
6.1.4 總線的操作過程243
6.2 總線仲裁245
6.2.1 集中式仲裁245
6.2.2 分布式仲裁247
6.3 總線定時與傳輸248
6.3.1 總線定時方式248
6.3.2 總線傳輸模式251
6.3.3 總線標準252
6.4 總線結構與互連254
6.4.1 總線結構254
6.4.2 總線互連257
習題6258
第7章 輸入/輸出繫統260
7.1 I/O繫統概述260
7.1.1 I/O繫統的組成260
7.1.2 外設與主機的聯繫261
7.1.3 I/O的傳送控制方式263
7.2 外部設備265
7.2.1 輸入設備265
7.2.2 輸出設備267
7.2.3 存儲設備271
7.3 I/O接口280
7.3.1 I/O接口的功能280
7.3.2 I/O接口的組成280
7.3.3 對I/O接口的訪問282
7.4 程序直接控制I/O方式282
7.4.1 程序查詢方式的I/O控制流程282
7.4.2 程序查詢方式的I/O接口組織284
7.4.3 直接傳送方式的I/O組織285
7.5 程序中斷I/O方式286
7.5.1 中斷的概念286
7.5.2 中斷接口的組織291
7.5.3 中斷繫統的結構292
7.5.4 多重中斷與中斷屏蔽的組織294
7.6 DMA方式297
7.6.1 DMA的傳送方式297
7.6.2 DMA接口的功能與結構299
7.6.3 DMA的傳送過程300
7.6.4 DMA接口的組織301
習題7304
參考文獻307

作者介紹

任國林，東南大學計算機科學與工程學院計算機工程繫繫統結構教研室，副教授。 研究方向： 計算機體繫結構、嵌入式繫統、控制繫統及其應用、多媒體壓縮與傳輸技術。

序言