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第1章　计算机系统概论1

1.1　计算机发展概况1

1.2　计算机的分类及其应用3

1.2.1　计算机的分类3

1.2.2　计算机的应用3

1.3 计算机的硬件系统4

1.3.1　计算机的硬件结构4

1.3.2　主要部件简介6

1.3.3　计算机系统的性能指标7

1.4　计算机的软件系统7

1.4.1 系统软件7

1.4.2　应用软件9

思考题与习题9

第2章　计算机数据表示10

2.1　数值数据的表示10

2.1.1　进位计数制及其互相转换10

2.1.2　原码、反码和补码的表示12

2.2　非数值数据的表示15

2.2.1 字符数据15

2.2.2 逻辑数据16

2.2.3　汉字的表示方法16

2.2.4　语音的计算机表示方法18

2.2.5　位图图像的计算机表示18

2.2.6 矢量图形的计算机表示19

2.3　校验19

2.3.1　奇偶校验码19

2.3.2　海明校验19

2.3.3　循环码校验20

思考题与习题22

第3章　运算方法和运算器23

3.1　定点加减法运算23

3.1.1　补码加法运算23

3.1.2　补码减法运算24

3.1.3　溢出及其检测方法24

3.2　定点乘法运算25

3.2.1　原码一位乘法25

3.2.2　补码一位乘法26

3.3　定点除法运算28

3.3.1　原码一位除法28

3.3.2　补码一位除法31

3.4　浮点算术运算33

3.4.1　浮点加法和减法33

3.4.2　浮点乘法运算34

3.4.3　浮点除法运算35

3.5 逻辑运算35

3.5.1 逻辑非35

3.5.2　逻辑与35

3.5.3 逻辑或36

3.5.4 逻辑异或36

3.6 加法器37

3.6.1 半加器37

3.6.2 全加器38

3.6.3　逐位进位加法器38

3.6.4　基本的二进制加法／减法器39

3.6.5　基本的十进制加法器39

3.7　运算器的组成和结构41

3.7.1 多功能算数／逻辑运算单元（ALU）41

3.7.2 内部总线45

3.7.3　运算器的基本结构46

思考题与习题48

第4章 中央处理器49

4.1 中央处理器的功能和组成49

4.1.1 中央处理器的功能49

4.1.2 中央处理器的组成49

4.2 指令周期50

4.2.1　指令周期的基本概念50

4.2.2 非访内指令的指令周期52

4.2.3　直接访内指令的指令周期54

4.2.4 间接访内指令的指令周期55

4.2.5　程序控制指令的指令周期58

4.3　组合逻辑控制器59

4.3.1 组合逻辑控制器的原理59

4.3.2　组合逻辑控制器举例61

4.4　微程序控制器63

4.4.1 微程序逻辑控制器的基本思想63

4.4.2　微程序设计的几个基本概念64

4.4.3　微指令控制字段的组合方法65

4.4.4 微指令下地址控制字段设计方法66

4.4.5　微指令的执行过程67

4.5　PLA控制器67

4.5.1 可编程逻辑阵列（PLA）的基本原理67

4.5.2 PLA控制器68

思考题与习题69

第5章　指令系统70

5.1　计算机的指令系统70

5.1.1 指令系统70

5.1.2　指令的格式70

5.1.3　指令的结构及分类72

5.2　指令的寻址73

5.2.1　寻址的概念74

5.2.2　指令的寻址方式74

5.2.3　操作数的寻址方式74

5.3　典型指令76

思考题与习题78

第6章　存储器及存储结构80

6.1 概述80

6.1.1　存储器的基本概念80

6.1.2　主存储器的性能指标81

6.1.3　存储器的分级结构82

6.1.4　存储器的分类83

6.2　主存储器的基本结构和操作85

6.2.1 主存储器的基本组成85

6.2.2　主存储器阵列85

6.2.3　地址译码操作87

6.2.4　存储器的基本操作88

6.3　半导体随机存储器88

6.3.1　半导体随机存储器的基本存储原理89

6.3.2　半导体随机存储器实例90

6.3.3　半导体RAM的组织90

6.4 只读存储器91

6.5　多体交叉存储器和双口存储器92

6.5.1　多体交叉存储器92

6.5.2　双口存储器93

6.6　存储器的层次结构93

6.7　高速缓冲存储器94

6.7.1　Cache的工作原理94

6.7.2　Cache的基本原理94

6.7.3　Cache与主存储器的一致性95

6.8　虚拟存储器96

6.8.1　虚拟存储器的基本概念96

6.8.2　页式虚拟存储器97

6.8.3　段式虚拟存储器97

6.8.4　存储器管理部件98

思考题与习题98

第7章　输入输出系统99

7.1 总线99

7.1.1　概述99

7.1.2　总线的结构和组成100

7.1.3　总线控制101

7.1.4　总线通信103

7.1.5 PC机常用总线104

7.2 总线接口105

7.2.1　信息的传输方式105

7.2.2　接口的基本概念106

7.2.3　接口的分类107

7.3　输入输出系统的发展108

7.4　输入输出概述109

7.4.1 输入输出系统的功能109

7.4.2　输入输出方式111

7.4.3　输入输出指令111

7.5　程序查询方式111

7.5.1　基本概念111

7.5.2　程序查询接口112

7.5.3　程序查询输入输出方式112

7.6　程序中断方式114

7.6.1 中断的基本概念114

7.6.2 中断响应过程115

7.6.3　中断处理115

7.6.4 中断系统的软硬件功能分配116

7.6.5　程序中断方式的基本接口117

7.6.6 单级中断和中断向量的产生118

7.6.7　多级中断118

7.7　DMA方式120

7.7.1 DMA方式的基本概念120

7.7.2　3种DMA传送方式120

7.7.3 基本的DMA控制器122

7.8　通道方式126

7.8.1　通道的功能126

7.8.2　通道的类型127

7.8.3　I/O指令和通道指令127

7.8.4　通道状态字和输入输出中断128

7.8.5　通道工作的过程129

7.9　外围设备129

7.9.1 外围设备的一般功能和分类129

7.9.2　输入设备130

7.9.3　输出设备133

7.9.4 汉字设备140

7.9.5　数据通信设备141

7.9.6　过程控制设备142

思考题与习题143

第8章 新一代计算机的体系结构144

8.1　新一代计算机的体系特点144

8.1.1　新一代计算机的由来144

8.1.2　新一代计算机的系统目标147

8.2　体系层次和概念框图148

8.2.1　系统的层次148

8.2.2　应用系统的结构配置151

8.2.3　软件系统的结构152

8.2.4　硬件系统结构153

8.3　核心语言和推理结构154

8.3.1　PROLOG语言154

8.3.2　顺序推理机SIM的结构160

8.3.3　并行推理机PIM的结构162

8.4　知识库机的结构164

8.4.1　Delta的系统结构164

8.4.2 Delta与PSI的连接165

8.5　人工智能接口168

8.5.1 自然语言处理169

8.5.2　语音识别172

8.5.3 图形及图像处理174

思考题与习题175

参考文献177