計算機組成與結構

本書是高等院校信息及計算機方面相關專業，如信息管理與信息系統、系統工程、技術經濟、工業自動化以及其他非計算機專業的師生學習計算機原理方面課程的教科書。全書共分為8章，介紹計算機硬體知識，包括計算機系統概論，計算機數據表示，運算方法和運算器，中央處理器，指令系統，存儲器及存儲系統，輸入輸出系統及新一代計算機的體系結構。本書有別於純計算機專業的計算機組成與結構方面的教材。本書講解通俗易懂，條理清晰，知識方面又有一定的深度和廣度，適用於管理科學與工程類各專業，同時亦滿足開發現代信息系統的IT工程技術人員開發過程的要求，具有與信息管理及信息系統相適應的先進性、系統性。

第1章計算機系統概論

1.1計算機發展概況

1.2計算機的分類及其應用

1.2.1計算機的分類

1.2.2計算機的應用

1.3計算機的硬體系統

1.3.1計算機的硬體結構

1.3.2主要部件簡介

1.3.3計算機系統的性能指標

1.4計算機的軟體系統

1.4.1系統軟體

1.4.2應用軟體

思考題與習題

第2章計算機數據表示

2.1數值數據的表示

2.1.1進位計數制及其互相轉換

2.1.2原碼、反碼和補碼的表示

2.2非數值數據的表示

2.2.1字元數據

2.2.2邏輯數據

2.2.3漢字的表示方法

2.2.4語音的計算機表示方法

2.2.5點陣圖圖像的計算機表示

2.2.6矢量圖形的計算機表示

2.3校驗

2.3.1奇偶校驗碼

2.3.2海明校驗

2.3.3循環碼校驗

思考題與習題

第3章運算方法和運算器

3.1定點加減法運算

3.1.1補碼加法運算

3.1.2補碼減法運算

3.1.3溢出及其檢測方法

3.2定點乘法運算

3.2.1原碼一位乘法

3.2.2補碼一位乘法

3.3定點除法運算

3.3.1原碼一位除法

3.3.2補碼一位除法

3.4浮點算術運算

3.4.1浮點加法和減法

3.4.2浮點乘法運算

3.4.3浮點除法運算

3.5邏輯運算

3.5.1邏輯非

3.5.2邏輯與

3.5.3邏輯或

3.5.4邏輯異或

3.6加法器

3.6.1半加器

3.6.2全加器

3.6.3逐位進位加法器

3.6.4基本的二進位加法/減法器

3.6.5基本的十進位加法器

3.7運算器的組成和結構

3.7.1多功能算數/邏輯運算單元（ALU）

3.7.2內部匯流排

3.7.3運算器的基本結構

思考題與習題

第4章中央處理器

4.1中央處理器的功能和組成

4.1.1中央處理器的功能

4.1.2中央處理器的組成

4.2指令周期

4.2.1指令周期的基本概念

4.2.2非訪內指令的指令周期

4.2.3直接訪內指令的指令周期

4.2.4間接訪內指令的指令周期

4.2.5程序控制指令的指令周期

4.3組合邏輯控制器

4.3.1組合邏輯控制器的原理

4.3.2組合邏輯控制器舉例

4.4微程序控制器

4.4.1微程序邏輯控制器的基本思想

4.4.2微程序設計的幾個基本概念

4.4.3微指令控制欄位的組合方法

4.4.4微指令下地址控制欄位設計方法

4.4.5微指令的執行過程

4.5PLA控制器

4.5.1可編程邏輯陣列（PLA）的基本原理

4.5.2PLA控制器

思考題與習題

第5章指令系統

5.1計算機的指令系統

5.1.1指令系統

5.1.2指令的格式

5.1.3指令的結構及分類

5.2指令的定址

5.2.1定址的概念

5.2.2指令的定址方式

5.2.3操作數的定址方式

5.3典型指令

思考題與習題

第6章存儲器及存儲結構

6.1概述

6.1.1存儲器的基本概念

6.1.2主存儲器的性能指標

6.1.3存儲器的分級結構

6.1.4存儲器的分類

6.2主存儲器的基本結構和操作

6.2.1主存儲器的基本組成

6.2.2主存儲器陣列

6.2.3地址解碼操作

6.2.4存儲器的基本操作

6.3半導體隨機存儲器

6.3.1半導體隨機存儲器的基本存儲原理

6.3.2半導體隨機存儲器實例

6.3.3半導體RAM的組織

6.4隻讀存儲器

6.5多體交叉存儲器和雙口存儲器

6.5.1多體交叉存儲器

6.5.2雙口存儲器

6.6存儲器的層次結構

6.7高速緩衝存儲器

6.7.1Cache的工作原理

6.7.2Cache的基本原理

6.7.3Cache與主存儲器的一致性

6.8虛擬存儲器

6.8.1虛擬存儲器的基本概念

6.8.2頁式虛擬存儲器

6.8.3段式虛擬存儲器

6.8.4存儲器管理部件

思考題與習題

第7章輸入輸出系統

7.1匯流排

7.1.1概述

7.1.2匯流排的結構和組成

7.1.3匯流排控制

7.1.4匯流排通信

7.1.5PC機常用匯流排

7.2匯流排介面

7.2.1信息的傳輸方式

7.2.2介面的基本概念

7.2.3介面的分類

7.3輸入輸出系統的發展

7.4輸入輸出概述

7.4.1輸入輸出系統的功能

7.4.2輸入輸出方式

7.4.3輸入輸出指令

7.5程序查詢方式

7.5.1基本概念

7.5.2程序查詢介面

7.5.3程序查詢輸入輸出方式

7.6程序中斷方式

7.6.1中斷的基本概念

7.6.2中斷響應過程

7.6.3中斷處理

7.6.4中斷系統的軟硬體功能分配

7.6.5程序中斷方式的基本介面

7.6.6單級中斷和中斷向量的產生

7.6.7多級中斷

7.7DMA方式

7.7.1DMA方式的基本概念

7.7.23種DMA傳送方式

7.7.3基本的DMA控制器

7.8通道方式

7.8.1通道的功能

7.8.2通道的類型

7.8.3I/O指令和通道指令

7.8.4通道狀態字和輸入輸出中斷

7.8.5通道工作的過程

7.9外圍設備

7.9.1外圍設備的一般功能和分類

7.9.2輸入設備

7.9.3輸出設備

7.9.4漢字設備

7.9.5數據通信設備

7.9.6過程式控制制設備

思考題與習題

第8章新一代計算機的體系結構

8.1新一代計算機的體系特點

8.1.1新一代計算機的由來

8.1.2新一代計算機的系統目標

8.2體系層次和概念框圖

8.2.1系統的層次

8.2.2應用系統的結構配置

8.2.3軟體系統的結構

8.2.4硬體系統結構

8.3核心語言和推理結構

8.3.1PROLOG語言

8.3.2順序推理機SIM的結構

8.3.3并行推理機PIM的結構

8.4知識庫機的結構

8.4.1Delta的系統結構

8.4.2Delta與PSI的連接

8.5人工智慧介面

8.5.1自然語言處理

8.5.2語音識別

8.5.3圖形及圖像處理

思考題與習題

參考文獻