立体化教材 计算机组成原理 第6版PDF电子书下载

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第1章 计算机系统概论 1

1.1计算机的分类 1

1.2计算机的发展简史 2

1.2.1计算机的五代变化 2

1.2.2半导体存储器的发展 3

1.2.3微处理器的发展 3

1.2.4计算机的性能指标 5

1.3计算机的硬件 6

1.3.1硬件组成要素 6

1.3.2运算器 8

1.3.3存储器 8

1.3.4控制器 9

1.3.5适配器与输入/输出设备 11

1.4计算机的软件 12

1.4.1软件的组成与分类 12

1.4.2软件的发展演变 12

1.5计算机系统的层次结构 14

1.5.1多级组成的计算机系统 14

1.5.2软件与硬件的逻辑等价性 15

本章小结 15

习题 16

第2章 运算方法和运算器 17

2.1数据与文字的表示方法 17

2.1.1数据格式 17

2.1.2数的机器码表示 19

2.1.3字符与字符串的表示方法 24

2.1.4汉字的表示方法 26

2.1.5校验码 27

2.2定点加法、减法运算 27

2.2.1补码加法 27

2.2.2补码减法 29

2.2.3溢出概念与检测方法 30

2.2.4基本的二进制加法/减法器 31

2.3定点乘法运算 33

2.4定点除法运算 38

2.4.1原码除法算法原理 38

2.4.2并行除法器 39

2.5定点运算器的组成 43

2.5.1逻辑运算 43

2.5.2多功能算术/逻辑运算单元 45

2.5.3内部总线 49

2.5.4定点运算器的基本结构 49

2.6浮点运算方法和浮点运算器 51

2.6.1浮点加法、减法运算 51

2.6.2浮点乘法、除法运算 55

2.6.3浮点运算流水线 57

本章小结 60

习题 60

第3章 存储系统 62

3.1存储系统概述 62

3.1.1存储系统的层次结构 62

3.1.2存储器的分类 63

3.1.3存储器的编址和端模式 64

3.1.4存储器的技术指标 65

3.2静态随机存取存储器 65

3.2.1基本的静态存储元阵列 66

3.2.2基本的SRAM逻辑结构 66

3.2.3 SRAM读/写时序 67

3.2.4存储器容量的扩充 68

3.3动态随机存取存储器 69

3.3.1 DRAM存储元的工作原理 69

3.3.2 DRAM芯片的逻辑结构 70

3.3.3 DRAM读/写时序 71

3.3.4 DRAM的刷新操作 71

3.3.5突发传输模式 72

3.3.6同步DRAM （SDRAM） 72

3.3.7双倍数据率SDRAM （DDR SDRAM） 76

3.3.8 DRAM读/写校验 76

3.3.9 CDRAM 77

3.4只读存储器 79

3.4.1只读存储器概述 79

3.4.2 NOR闪存 81

3.5并行存储器 86

3.5.1双端口存储器 86

3.5.2多模块交叉存储器 88

3.6 cache存储器 92

3.6.1 cache基本原理 92

3.6.2主存与cache的地址映射 94

3.6.3 cache的替换策略 100

3.6.4 cache的写操作策略 101

3.6.5 Pentium 4的cache组织 102

3.6.6使用多级cache减少缺失损失 103

3.7虚拟存储器 103

3.7.1虚拟存储器的基本概念 103

3.7.2页式虚拟存储器 105

3.7.3段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器 108

3.7.4虚存的替换算法 110

3.7.5存储管理部件 111

3.8奔腾系列机的虚存组织 111

3.8.1存储器模型 112

3.8.2虚地址模式 112

3.8.3分页模式下的地址转换 113

本章小结 114

习题 115

第4章 指令系统 118

4.1指令系统的发展与性能要求 118

4.1.1指令系统的发展 118

4.1.2指令系统的性能要求 119

4.1.3低级语言与硬件结构的关系 119

4.2指令格式 120

4.2.1操作码 120

4.2.2地址码 121

4.2.3指令字长度 122

4.2.4指令助记符 123

4.2.5指令格式举例 124

4.3操作数类型 127

4.3.1一般的数据类型 127

4.3.2 Pentium数据类型 127

4.3.3 Power PC数据类型 128

4.4指令和数据的寻址方式 128

4.4.1指令的寻址方式 128

4.4.2操作数基本寻址方式 129

4.4.3寻址方式举例 133

4.5典型指令 135

4.5.1指令的分类 135

4.5.2基本指令系统的操作 137

4.5.3 RISC指令系统 138

4.6 ARM汇编语言 140

本章小结 142

习题 143

第5章 中央处理器 145

5.1 CPU的功能和组成 145

5.1.1 CPU的功能 145

5.1.2 CPU的基本组成 145

5.1.3 CPU中的主要寄存器 146

5.1.4操作控制器与时序产生器 148

5.2指令周期 148

5.2.1指令周期的基本概念 148

5.2.2 MOV指令的指令周期 150

5.2.3 LAD指令的指令周期 152

5.2.4 ADD指令的指令周期 153

5.2.5 STO指令的指令周期 154

5.2.6 JMP指令的指令周期 155

5.2.7用方框图语言表示指令周期 157

5.3时序产生器和控制方式 159

5.3.1时序信号的作用和体制 159

5.3.2时序信号产生器 160

5.3.3控制方式 162

5.4微程序控制器 163

5.4.1微程序控制原理 163

5.4.2微程序设计技术 169

5.5硬布线控制器 173

5.6流水CPU 175

5.6.1并行处理技术 175

5.6.2流水CPU的结构 176

5.6.3流水线中的主要问题 178

5.7 RISC CPU 180

5.7.1 RISC机器的特点 180

5.7.2 RISC CPU实例 181

5.7.3动态流水线调度 185

本章小结 185

习题 186

第6章 总线系统 189

6.1总线的概念和结构形态 189

6.1.1总线的基本概念 189

6.1.2总线的连接方式 190

6.1.3总线的内部结构 192

6.1.4总线结构实例 194

6.2总线接口 195

6.2.1信息传送方式 195

6.2.2总线接口的基本概念 196

6.3总线仲裁 198

6.3.1集中式仲裁 198

6.3.2分布式仲裁 200

6.4总线的定时和数据传送模式 201

6.4.1总线的定时 201

6.4.2总线数据传送模式 204

6.5 PCI总线和PCIe总线 205

6.5.1多总线结构 205

6.5.2 PCI总线信号 206

6.5.3 PCI总线周期类型 207

6.5.4 PCI总线周期操作 208

6.5.5 PCI总线仲裁 209

6.5.6 PCIe总线 210

本章小结 212

习题 213

第7章 外围设备 215

7.1外围设备概述 215

7.1.1外围设备的一般功能 215

7.1.2外围设备的分类 216

7.2磁盘存储设备 217

7.2.1磁记录原理 217

7.2.2磁盘的组成和分类 219

7.2.3磁盘驱动器和控制器 220

7.2.4磁盘上信息的分布 222

7.2.5磁盘存储器的技术指标 223

7.2.6磁盘cache 224

7.2.7磁盘阵列RAID 225

7.3磁带存储设备 226

7.4光盘和磁光盘存储设备 227

7.4.1光盘存储设备 227

7.4.2磁光盘存储设备 229

7.5显示设备 230

7.5.1显示设备的分类与有关概念 230

7.5.2字符/图形显示器 231

7.5.3图像显示设备 233

7.5.4 VESA 显示标准 234

7.6输入设备和打印设备 236

7.6.1输入设备 236

7.6.2打印设备 237

本章小结 238

习题 239

第8章 输入输出系统 241

8.1 CPU与外设之间的信息交换方式 241

8.1.1输入/输出接口与端口 241

8.1.2输入/输出操作的一般过程 242

8.1.3 I/O接口与外设间的数据传送方式 243

8.1.4 CPU与I/O接口之间的数据传送 243

8.2程序查询方式 246

8.3程序中断方式 248

8.3.1中断的基本概念 248

8.3.2中断服务程序入口地址的获取 251

8.3.3程序中断方式的基本I/O接口 252

8.3.4单级中断 253

8.3.5多级中断 255

8.3.6 Pentium中断机制 258

8.4 DMA方式 260

8.4.1 DMA的基本概念 260

8.4.2 DMA传送方式 261

8.4.3基本的DMA控制器 262

8.4.4选择型和多路型DMA控制器 265

8.5通道方式 267

8.5.1通道的功能 268

8.5.2通道的类型 269

8.5.3通道结构的发展 270

8.6通用I/O标准接口 270

8.6.1并行I/O标准接口SCSI 270

8.6.2串行I/O标准接口IEEE 1394 272

8.6.3 I/O系统设计 274

本章小结 275

习题 276

第9章 并行组织与结构 279

9.1体系结构中的并行性 279

9.1.1并行性的概念 279

9.1.2提高并行性的技术途径 280

9.1.3单处理机系统中的并行性 280

9.1.4多处理机系统中的并行性 281

9.1.5并行处理机的体系结构类型 282

9.1.6并行处理机的组织和结构 283

9.2多线程与超线程处理机 286

9.2.1从指令级并行到线程级并行 286

9.2.2同时多线程结构 287

9.2.3超线程处理机结构 288

9.3多处理机 290

9.3.1多处理机系统的分类 290

9.3.2 SMP的基本概念 291

9.3.3 SMP的结构 291

9.4多核处理机 292

9.4.1多核处理机的优势 292

9.4.2多核处理机的组织结构 294

9.4.3多核处理机的关键技术 296

9.5多核处理机实例 303

9.5.1 ARM多核处理机 303

9.5.2英特尔酷睿多核处理机 305

9.5.3英特尔至强融核众核处理机 307

9.5.4龙芯多核处理机 308

本章小结 311

习题 311

第10章 课程教学实验设计 313

10.1 TEC-8实验系统平台 313

10.2 TEC-8实验系统结构和操作 314

10.2.1模型计算机时序信号 314

10.2.2模型计算机组成 314

10.2.3模型计算机指令系统 317

10.2.4开关、按钮、指示灯 318

10.2.5 E2PROM中微代码的修改 320

10.3运算器组成实验 324

10.4双端口存储器实验 329

10.5数据通路实验 333

10.6微程序控制器实验 339

10.7 CPU组成与机器指令的执行实验 344

10.8中断原理实验 347

第11章 课程综合设计 351

11.1硬布线控制器的常规CPU设计 351

11.2含有阵列乘法器的ALU设计 356

附录 《计算机组成原理》（第六版·立体化教材）配套教学资源 359

参考文献 360

郑重声明 361

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