计算机组成原理(第2版) 本书特色

本书系统地介绍了计算机的组成及其工作原理。全书共分7章，第1章概要介绍计算机的硬件结构、工作过程及性能指标；第2章介绍数据的表示与运算方法，以及运算部件组成；第3章介绍存储系统的层次结构，以及主存、Cache及虚拟存储器的组成与工作原理；第4章介绍指令系统的基本组成；第5章介绍CPU的组成原理、设计方法，以及流水线技术；第6~7章介绍总线互连及I/O系统。本书内容全面、概念准确、通俗易懂，注重通过大量例题分析来加深对各知识点的理解与掌握，重视知识点的融合以及整机概念的形成，兼顾基本原理在新技术中的应用。本书既可作为高等院校计算机专业计算机组成原理课程的教材，也可作为相关专业科技人员的参考书。

计算机组成原理(第2版) 内容简介

本书系统地介绍了计算机的组成及其工作原理。全书共分7章，第1章概要介绍计算机的硬件结构、工作过程及性能指标；第2章介绍数据的表示与运算方法，以及运算部件组成；第3章介绍存储系统的层次结构，以及主存、Cache及虚拟存储器的组成与工作原理；第4章介绍指令系统的基本组成；第5章介绍CPU的组成原理、设计方法，以及流水线技术；第6~7章介绍总线互连及I/O系统。本书内容全面、概念准确、通俗易懂，注重通过大量例题分析来加深对各知识点的理解与掌握，重视知识点的融合以及整机概念的形成，兼顾基本原理在新技术中的应用。本书既可作为高等院校计算机专业计算机组成原理课程的教材，也可作为相关专业科技人员的参考书。

计算机组成原理(第2版) 目录

目录
第1章计算机系统概述1
1.1计算机的功能与软硬件1
1.2计算机的发展历程2
1.3计算机的硬件组成4
1.3.1冯?诺依曼计算机4
1.3.2计算机的结构与部件5
1.3.3计算机的部件互连7
1.4计算机系统的层次结构9
1.4.1计算机的层次结构9
1.4.2软件与硬件的关系11
1.4.3计算机的结构与组成11
1.5计算机系统的工作过程12
1.5.1计算机的工作方式12
1.5.2程序执行过程13
1.6计算机系统的性能指标15
习题119
第2章数据的表示与运算21
2.1数据的编码21
2.1.1数制及其转换21
2.1.2机器数及其编码24
2.1.3十进制数编码28
2.1.4字符编码29
2.1.5数据校验码30
2.2数据的表示37
2.2.1数据的表示方法37
2.2.2整数的表示38
2.2.3实数的表示40
2.2.4非数值数据的表示44
2.2.5数据表示举例46
2.3定点数的运算48
2.3.1常用的逻辑部件48
2.3.2加减运算53
2.3.3移位运算57
2.3.4乘法运算59
2.3.5除法运算67
2.4浮点数的运算74
2.4.1浮点加减运算74
2.4.2浮点乘除运算78
2.5十进制数的加减运算80
2.6运算器的组成82
2.6.1ALU的组成82
2.6.2运算器的组织83
习题286
第3章存储系统89
3.1存储系统概述89
3.1.1存储器的分类89
3.1.2存储器的主要技术指标90
3.1.3层次结构存储系统91
3.2半导体存储技术93
3.2.1静态存储器93
3.2.2动态存储器97
3.2.3半导体只读存储器101
3.3主存储器104
3.3.1主存储器的基本组成104
3.3.2主存储器的逻辑设计105
3.3.3主存储器与CPU的连接108
3.3.4提高访存速度的技术111
3.4高速缓冲存储器115
3.4.1Cache的基本原理115
3.4.2Cache的地址映射119
3.4.3Cache的替换算法123
3.4.4Cache的写策略125
3.4.5Pentium的Cache组织126
3.5虚拟存储器128
3.5.1存储管理的相关概念128
3.5.2虚拟存储器的基本原理130
3.5.3虚拟存储器的存储管理131
3.5.4页式虚拟存储器的实现133
习题3137
第4章指令系统140
4.1指令系统组成140
4.1.1指令功能140
4.1.2指令格式143
4.2操作数的存放方式145
4.3寻址方式148
4.3.1指令寻址方式148
4.3.2数据寻址方式148
4.3.3指令格式分析及其应用152
4.4指令系统举例154
4.4.1MIPS指令系统155
4.4.2Pentium指令系统160
4.5指令系统发展163
习题4165
第5章中央处理器168
5.1CPU的组成与工作流程168
5.1.1CPU的功能168
5.1.2CPU的组成169
5.1.3CPU的工作流程171
5.1.4指令的执行过程172
5.2数据通路的组织175
5.2.1数据通路的组成175
5.2.2数据通路的设计方法182
5.2.3单周期数据通路的设计184
5.2.4多周期数据通路的设计190
5.3控制器的组成193
5.3.1控制器的基本结构193
5.3.2时序信号的形成195
5.3.3μOP控制信号的形成199
5.4硬布线控制器的设计199
5.4.1控制单元的设计步骤200
5.4.2单周期控制单元的设计201
5.4.3多周期控制单元的设计202
5.5微程序控制器的设计205
5.5.1微程序控制思想205
5.5.2微程序控制器的组成与工作原理206
5.5.3微指令格式208
5.5.4微程序控制单元的设计211
5.6异常及中断的处理214
5.6.1异常及中断的基本概念214
5.6.2异常及中断的处理过程215
5.6.3支持异常处理的CPU设计218
5.7指令流水线技术219
5.7.1指令流水线概述220
5.7.2指令流水线的冒险处理223
5.7.3指令流水线的设计229
5.7.4指令流水线的并行技术234
习题5236
第6章总线240
6.1总线概述240
6.1.1总线的分类240
6.1.2总线的特性242
6.1.3总线的性能指标242
6.1.4总线的操作过程243
6.2总线仲裁245
6.2.1集中式仲裁245
6.2.2分布式仲裁247
6.3总线定时与传输248
6.3.1总线定时方式248
6.3.2总线传输模式251
6.3.3总线标准252
6.4总线结构与互连254
6.4.1总线结构254
6.4.2总线互连257
习题6258
第7章输入/输出系统260
7.1I/O系统概述260
7.1.1I/O系统的组成260
7.1.2外设与主机的联系261
7.1.3I/O的传送控制方式263
7.2外部设备265
7.2.1输入设备265
7.2.2输出设备267
7.2.3存储设备271
7.3I/O接口280
7.3.1I/O接口的功能280
7.3.2I/O接口的组成280
7.3.3对I/O接口的访问282
7.4程序直接控制I/O方式282
7.4.1程序查询方式的I/O控制流程282
7.4.2程序查询方式的I/O接口组织284
7.4.3直接传送方式的I/O组织285
7.5程序中断I/O方式286
7.5.1中断的概念286
7.5.2中断接口的组织291
7.5.3中断系统的结构292
7.5.4多重中断与中断屏蔽的组织294
7.6DMA方式297
7.6.1DMA的传送方式297
7.6.2DMA接口的功能与结构299
7.6.3DMA的传送过程300
7.6.4DMA接口的组织301
习题7304
参考文献307

计算机组成原理(第2版) 作者简介

任国林，东南大学计算机科学与工程学院计算机工程系系统结构教研室，副教授。 研究方向： 计算机体系结构、嵌入式系统、控制系统及其应用、多媒体压缩与传输技术。