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第一章 绪论1

§1-1 电子数字计算机的产生和发展1

一、电子数字计算机的产生1

二、电子数字计算机的发展概况2

三、电子数字计算机的发展动向4

四、电子计算机分类5

§1-2 电子数字计算机的特点及应用6

一、电子数字计算机的特点6

二、电子数字计算机的应用7

§1-3 电子数字计算机的硬件框图及解题过程8

一、电子数字计算机的硬件框图8

二、电子数字计算机的解题过程9

思考题与习题13

第二章 计算机中数的表示法14

§2-1 按位定值的计数制14

一、两种进位计数制14

二、二进制计数的优缺点15

三、八进制（Octal）和十六进制（Hexadecimal）的表示法17

§2-2 各种进位制的相互转换18

一、各种进位制转换成十进制18

二、将十进制数转换成其它进位制数20

三、补码表示法20

三、二进制数与八、十六进制数之间的转换23

§2-3 数的小数点表示24

一、定点表示法24

二、浮点表示法25

三、定点和浮点表示法的优缺点比较26

§2-4 数的符号表示——原码、补码、反码、移码28

一、机器数与真值28

二、原码表示法29

四、反码表示法34

五、移码表示法36

§2-5 编码38

一、编码的意义及形式38

二、二-十进制编码39

三、具有检测能力的校验码42

四、具有纠错能力的汉明码43

五、数字、字母、字符编码47

思考题与习题49

一、算术移位的意义52

二、移位规则52

第三章 运算方法52

§3-1 带符号的二进制数的移位运算52

§3-2 定点加减法运算54

一、原码加减法运算54

二、补码加减法运算57

三、反码加减法运算60

§3-3 定点乘法运算63

一、原码一位乘63

二、原码两位乘67

三、补码一位乘69

四、补码两位乘75

一、原码除法77

§3-4 定点除法运算77

二、补码除法81

§3-5 浮点四则运算84

一、浮点加减法运算84

二、浮点乘法运算88

三、浮点除法运算90

思考题与习题91

第四章 逻辑部件94

第五章 计算机硬件结构简介95

§5-1 计算机系统的多级层次结构95

一、第一级机器M195

二、第二级虚拟机器M295

三、第三级虚拟机器M396

五、具有操作系统的多级层次计算机系统97

四、第四级机器M097

§5-2 Von.Neumann计算机的结构特点98

一、计算机结构与计算机组成98

二、Von.Neumann计算机的结构特点100

§5-3 计算机各子系统的基本组成103

一、存储器子系统103

二、运算器子系统105

三、控制器子系统107

四、I/O子系统108

§5-4 机器语言的一般特征109

一、指令的结构形式110

二、指令格式的举例122

思考题与习题125

二、运算器的主要技术指标127

一、运算器的分类127

第六章 运算器127

§6-1 概述127

三、数据传送表达式128

§6-2 串行定点二进制运算器131

一、串行加减法运算器131

※二、串行乘法运算器134

※三、串行除法运算器137

四、串行四则运算器的控制信号140

§6-3 并行定点二进制运算器140

一、并行加、减法运算器141

二、并行加法器的进位链142

三、并行乘法运算器148

四、并行除法运算器149

§6-4 浮点并行运算器151

五、四则运算的并行运算器151

一、浮点加、减法运算器152

二、浮点乘法运算器155

三、浮点除法运算器156

§6-5 十进制运算器157

一、两种编码的十进制加法器158

二、十进制加减法运算器162

§6-6 逻辑运算168

一、测试操作168

二、比较操作169

三、求反操作169

四、逻辑乘、逻辑加和按位加操作170

思考题与习题172

§7-1 概述174

一、存储器分类174

第七章 存储器174

二、存储器的主要技术指标175

§7-2 半导体存储器176

一、概述176

二、静态RAM177

三、动态RAM182

四、只读存储器ROM189

§7-3 外存储器193

一、磁表面存储器存储信息的基本原理193

二、磁盘存储器194

三、磁表面存储器的记录方式197

一、多体模块结构201

§7-4 多体并行交叉存储器201

二、多体模块结构存储器的交叉编址202

三、存控203

§7-5 快速缓冲存储器204

一、问题的提出204

二、快速缓存的编址204

三、快速缓存的结构206

§7-6 虚拟存储器209

一、基本原理209

二、地址映象209

三、地址翻译过程213

四、页面调动213

思考题与习题215

一、控制器的基本功能216

第八章 控制器216

§8-1 概述216

二、控制器的组成217

三、控制器的控制方式218

四、控制器中微操作命令序列的形成219

§8-2 中断系统220

一、中断概述220

二、中断系统222

§8-3 时标系统的分析228

一、机器指令系统对时标系统的影响228

二、机器指令系统的分析229

三、指令周期、机器周期及节拍的安排232

四、CPU工作周期及其标志234

五、指令的重叠236

六、局部控制237

七、指令微操作的节拍安排238

§8-4 组合逻辑控制部件的设计241

一、微操作命令的操作时间表241

二、微操作命令的最简表达式242

三、微操作命令的逻辑电路243

§8-5 微程序控制部件的设计243

一、微程序控制设计思想的产生及其特点243

二、微程序控制部件的一般工作原理及框图244

三、微指令控制方式及微地址形成方式247

四、微指令的重叠249

五、微程序设计举例252

思考题与习题258

§8-6 控制台258

§9-1 概述260

一、I/O子系统的发展过程260

第九章 输入输出系统260

二、I/O子系统的组成262

三、I/O设备与主机交换信息的方式264

四、I/O子系统与主机的连接方式268

§9-2 总线连接方式的I/O接口电路268

一、I/O总线268

二、接口部件269

二、中断服务方式270

§9-3 程序查询和中断处理271

一、程序查询法271

一、DMA服务方式的特点279

§9-4 DMA服务方式279

二、DMA接口的功能及其组成280

三、DMA服务方式的工作过程281

§9-5 常用的I/O设备282

一、键盘输入282

二、光电输入机284

三、打印机288

四、显示设备294

思考题与习题299

第十章 小型数字计算机设计301

§10-1 概述301

一、数据格式和指令格式301

二、CPU302

三、存储器304

四、输入和输出306

五、寄存器之间的信息传送控制307

§10-2 寻址方法和指令系统307

一、寻址方法307

二、指令系统308

§10-3 算术逻辑部件（ALU）321

一、ALU电路322

二、ALU运算所需时间328

三、ALU的谥出判断328

二、存取周期和访存时间329

三、控制存储器的访问时间329

一、时钟周期、CPU主周期和指令周期329

§10-4 定时信号和操作方式329

四、操作方式330

§10-5 控制存储器331

一、微指令格式331

二、控制存储器结构框图335

§10-6 微指令的时序分析339

一、取指周期的微指令339

二、间址周期的微指令341

三、中断周期的微指令342

四、执行周期的微指令343

§10-7 I/O和DMA通道368

§10-8 存储器371

思考题与习题372

参考文献372