计算机组成与结构

1计算机系统概论

1.1计算机的发展与应用

1.1.1计算机发展简史

1.1.2计算机的应用

1.1.3计算机的发展趋势

1.2计算机系统组成

1.2.1存储程序原理

1.2.2计算机硬件系统

1.2.3计算机软件系统

1.2.4计算机系统层次结构

1.3计算机的性能指标和分类

1.3.1计算机的性能指标

1.3.2计算机的工作特点

1.3.3计算机的分类

思考题与习题

2信息处理接口--数据表示与指令系统

2.1计算机的数据表示

2.1.1定点数据

2.1.2浮点数据

2.1.3字符串数据

2.1.4堆栈数据

2.2计算机的指令

2.2.1指令格式

2.2.2指令类型

2.3计算机的寻址技术

2.3.1基本寻址技术

2.3.2复合寻址技术

2.4指令系统

2.4.1指令系统设计要求

2.4.2精简指令系统

2.4.3指令系统设计实例

思考题与习题

3信息的存储--存储器

3.1存储器概述

3.1.1存储器的分类

3.1.2主存储器技术指标

3.1.3主存储器结构

3.2主存储器芯片

3.2.1静态随机存取存储器SRAM

3.2.2动态随机存取存储器DRAM

3.2.3只读存储器ROM

3.3主存储器设计

3.3.1主存储器逻辑设计

3.3.2内存条的选择与安装

3.3.3提高主存性能的方法

3.4辅助存储器

3.4.1磁表面存储器概述

3.4.2磁盘存储器

3.4.3光盘存储器

3.5存储系统

3.5.1存储器的层次结构

3.5.2高速缓冲存储器Cache

3.5.3虚拟存储器

思考题与习题

4信息的加工处理--处理器

4.1基本运算操作

4.1.1算术微操作

4.1.2逻辑和移位微操作

4.2定点加(减)法运算

4.2.1补码加(减)法运算

4.2.2二进制补码加法器

4.2.3多功能算术逻辑运算部件ALU

4.3定点乘法运算

4.3.1原码一位乘法

4.3.2补码一位乘法

4.3.3快速乘法

4.4浮点运算

4.4.1浮点加(减)运算

4.4.2浮点乘法运算

4.4.3浮点除法运算

4.5运算器组织

4.5.1运算器的基本结构

4.5.2运算器组成实例

4.5.3位片式运算器

思考题与习题

5信息处理的控制--控制器

5.1控制器及其控制方式

5.1.1控制器的基本功能

5.1.2控制器的控制方式

5.2时标系统

5.2.1指令周期与节拍信号

5.2.2指令周期与存储周期

5.2.3节拍的划分

5.3控制器的基本组织

5.3.1控制寄存器

5.3.2控制寄存器的控制信号

5.4组合逻辑控制器

5.4.1设计方法

5.4.2指令流程分析

5.4.3微操作控制部件的设计

5.5微程序控制器

5.5.1微程序控制基本概念

5.5.2微程序控制基本原理

5.5.3微指令编码和微指令格式

5.5.4微指令的顺序控制

思考题与习题

6信息的交换--输入／输出子系统

6.1I／O设备

6.1.1外部设备概述

6.1.2输入设备

6.1.3输出设备

6.2I／O控制

6.2.1I／O操作与I／O组织

6.2.2I／O接口

6.3程序直接控制传送

6.3.1无条件程序控制传送

6.3.2程序查询控制传送

6.4程序中断控制传送

6.4.1中断的基本概念

6.4.2中断系统

6.4.3程序中断控制传送及其接口

6.5直接内存存取DMA

6.5.1DMA特点和工作方式

6.5.2DMA接口与传送过程

6.5.3DMA接口类型

6.5.4DMA举例

6.6总线

6.6.1总线的基本概念

6.6.2总线系统的结构

6.6.3总线系统操作控制

思考题与习题

7信息的高效处理--并行技术

7.1概述

7.1.1并行性概念

7.1.2单处理机系统中的并行机制

7.2流水线技术

7.2.1指令流水线

7.2.2指令流水线冲突

7.3多处理机技术

7.3.1弗林分类法

7.3.2系统拓扑结构

7.3.3MIMD系统的体系结构

思考题与习题

8课程设计--计算机组成实验

8.1设计目的和步骤

8.1.1设计目的与内容

8.1.2设计步骤

8.2指令系统设计

8.2.1指令系统设计的基本要求

8.2.2指令的设计

8.3微处理器系统设计

8.3.1系统设计

8.3.2功能部件的实现

8.4计算机系统综合实验平台

8.4.1功能描述

8.4.2FPGA引脚配置表

8.5计算机调试

8.5.1仿真调试

8.5.2计算机硬件调试

参考文献