第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 1
*1.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展歷程 1
*1.1.1 計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展 1
*1.1.2 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展 2
1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 2
1.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 2
1.2.2 計(jì)算機(jī)硬件 3
1.2.3 計(jì)算機(jī)軟件 5
1.2.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 6
1.2.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作原理 7
1.2.6 本節(jié)習(xí)題精選 8
1.2.7 答案與解析 10
1.3 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 12
1.3.1 計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo) 12
1.3.2 幾個(gè)專業(yè)術(shù)語(yǔ) 15
1.3.3 本節(jié)習(xí)題精選 15
1.3.4 答案與解析 19
1.4 本章小結(jié) 23
1.5 常見問(wèn)題和易混淆知識(shí)點(diǎn) 24
第2章 數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算 26
2.1 數(shù)制與編碼 26
2.1.1 進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換 26
2.1.2 定點(diǎn)數(shù)的編碼表示 29
2.1.3 整數(shù)的表示 31
2.1.4 C語(yǔ)言中的整數(shù)類型及類型轉(zhuǎn)換 32
2.1.5 本節(jié)習(xí)題精選 34
2.1.6 答案與解析 36
2.2 運(yùn)算方法和運(yùn)算電路 39
2.2.1 基本運(yùn)算部件 39
2.2.2 定點(diǎn)數(shù)的移位運(yùn)算 41
2.2.3 定點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算 41
2.2.4 定點(diǎn)數(shù)的乘除運(yùn)算 44
2.2.5 本節(jié)習(xí)題精選 46
2.2.6 答案與解析 50
2.3 浮點(diǎn)數(shù)的表示與運(yùn)算 55
2.3.1 浮點(diǎn)數(shù)的表示 55
2.3.2 浮點(diǎn)數(shù)的加減運(yùn)算 59
2.3.3 C語(yǔ)言中的浮點(diǎn)數(shù)類型 60
2.3.4 數(shù)據(jù)的大小端和對(duì)齊存儲(chǔ) 61
2.3.5 本節(jié)習(xí)題精選 62
2.3.6 答案與解析 69
2.4 本章小結(jié) 77
2.5 常見問(wèn)題和易混淆知識(shí)點(diǎn) 78
第3章 存儲(chǔ)系統(tǒng) 80
3.1 存儲(chǔ)器概述 80
3.1.1 存儲(chǔ)器的分類 80
3.1.2 存儲(chǔ)器的性能指標(biāo) 81
3.1.3 多級(jí)層次的存儲(chǔ)系統(tǒng) 82
3.1.4 本節(jié)習(xí)題精選 83
3.1.5 答案與解析 84
3.2 主存儲(chǔ)器 85
3.2.1 SRAM芯片和DRAM芯片 85
3.2.2 只讀存儲(chǔ)器 88
3.2.3 主存儲(chǔ)器的基本組成 89
3.2.4 多模塊存儲(chǔ)器 90
3.2.5 本節(jié)習(xí)題精選 92
3.2.6 答案與解析 96
3.3 主存儲(chǔ)器與CPU的連接 101
3.3.1 連接原理 101
3.3.2 主存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展 101
3.3.3 存儲(chǔ)芯片的地址分配和片選 103
3.3.4 存儲(chǔ)器與CPU的連接 104
3.3.5 本節(jié)習(xí)題精選 104
3.3.6 答案與解析 106
3.4 外部存儲(chǔ)器 109
3.4.1 磁盤存儲(chǔ)器 109
3.4.2 固態(tài)硬盤 111
3.4.3 本節(jié)習(xí)題精選 112
3.4.4 答案與解析 113
3.5 高速緩沖存儲(chǔ)器 115
3.5.1 程序訪問(wèn)的局部性原理 115
3.5.2 Cache的基本工作原理 117
3.5.3 Cache和主存儲(chǔ)器的映射方式 118
3.5.4 Cache中主存塊的替換算法 122
3.5.5 Cache的一致性問(wèn)題 123
3.5.6 本節(jié)習(xí)題精選 124
3.5.7 答案與解析 130
3.6 虛擬存儲(chǔ)器 137
3.6.1 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 137
3.6.2 頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器 138
3.6.3 段式虛擬存儲(chǔ)器 141
3.6.4 段頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器 142
3.6.5 虛擬存儲(chǔ)器與Cache的比較 142
3.6.6 本節(jié)習(xí)題精選 142
3.6.7 答案與解析 148
3.7 本章小結(jié) 153
3.8 常見問(wèn)題和易混淆知識(shí)點(diǎn) 154
第4章 指令系統(tǒng) 155
4.1 指令系統(tǒng) 155
4.1.1 指令集體系結(jié)構(gòu) 155
4.1.2 指令的基本格式 156
4.1.3 定長(zhǎng)操作碼指令格式 157
4.1.4 擴(kuò)展操作碼指令格式 158
4.1.5 指令的操作類型 158
4.1.6 本節(jié)習(xí)題精選 159
4.1.7 答案與解析 161
4.2 指令的尋址方式 164
4.2.1 指令尋址和數(shù)據(jù)尋址 164
4.2.2 常見的數(shù)據(jù)尋址方式 165
4.2.3 本節(jié)習(xí)題精選 169
4.2.4 答案與解析 177
4.3 程序的機(jī)器級(jí)代碼表示 183
4.3.1 常用匯編指令介紹 184
4.3.2 選擇語(yǔ)句的機(jī)器級(jí)表示 189
4.3.3 循環(huán)語(yǔ)句的機(jī)器級(jí)表示 190
4.3.4 過(guò)程調(diào)用的機(jī)器級(jí)表示 191
4.3.5 本節(jié)習(xí)題精選 194
4.3.6 答案與解析 198
4.4 CISC和RISC的基本概念 200
4.4.1 復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（CISC） 201
4.4.2 精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（RISC） 201
4.4.3 CISC和RISC的比較 201
4.4.4 本節(jié)習(xí)題精選 202
4.4.5 答案與解析 203
4.5 本章小結(jié) 203
4.6 常見問(wèn)題和易混淆知識(shí)點(diǎn) 204
第5章 中央處理器 205
5.1 CPU的功能和基本結(jié)構(gòu) 205
5.1.1 CPU的功能 205
5.1.2 CPU的基本結(jié)構(gòu) 206
5.1.3 CPU的寄存器 206
5.1.4 本節(jié)習(xí)題精選 207
5.1.5 答案與解析 209
5.2 指令執(zhí)行過(guò)程 212
5.2.1 指令周期 212
5.2.2 指令周期的數(shù)據(jù)流 213
5.2.3 指令執(zhí)行方案 214
5.2.4 本節(jié)習(xí)題精選 215
5.2.5 答案與解析 217
5.3 數(shù)據(jù)通路的功能和基本結(jié)構(gòu) 218
5.3.1 數(shù)據(jù)通路的功能 218
5.3.2 數(shù)據(jù)通路的組成 218
5.3.3 數(shù)據(jù)通路的基本結(jié)構(gòu) 219
5.3.4 數(shù)據(jù)通路的操作舉例 220
5.3.5 本節(jié)習(xí)題精選 221
5.3.6 答案與解析 228
5.4 控制器的功能和工作原理 234
5.4.1 控制器的結(jié)構(gòu)和功能 234
5.4.2 硬布線控制器 235
5.4.3 微程序控制器 235
5.4.4 本節(jié)習(xí)題精選 239
5.4.5 答案與解析 243
5.5 異常和中斷機(jī)制 247
5.5.1 異常和中斷的基本概念 247
5.5.2 異常和中斷的分類 247
5.5.3 異常和中斷響應(yīng)過(guò)程 249
5.5.4 本節(jié)習(xí)題精選 249
5.5.5 答案與解析 251
5.6 指令流水線 252
5.6.1 指令流水線的基本概念 252
5.6.2 流水線的基本實(shí)現(xiàn) 253
5.6.3 流水線的冒險(xiǎn)與處理 254
5.6.4 流水線的性能指標(biāo) 258
5.6.5 高級(jí)流水線技術(shù) 258
5.6.6 本節(jié)習(xí)題精選 259
5.6.7 答案與解析 265
5.7 多處理器的基本概念 273
5.7.1 SISD、SIMD、MIMD的基本概念 273
5.7.2 硬件多線程的基本概念 274
5.7.3 多核處理器的基本概念 274
5.7.4 共享內(nèi)存多處理器的基本概念 275
5.7.5 本節(jié)習(xí)題精選 276
5.7.6 答案與解析 277
5.8 本章小結(jié) 278
5.9 常見問(wèn)題和易混淆知識(shí)點(diǎn) 279
第6章 總線 280
6.1 總線概述 280
6.1.1 總線基本概念 280
6.1.2 總線的分類 281
6.1.3 系統(tǒng)總線的結(jié)構(gòu) 282
*6.1.4 常見的總線標(biāo)準(zhǔn) 282
6.1.5 總線的性能指標(biāo) 283
6.1.6 本節(jié)習(xí)題精選 284
6.1.7 答案與解析 287
6.2 總線事務(wù)和定時(shí) 290
6.2.1 總線事務(wù) 290
6.2.2 總線定時(shí) 290
6.2.3 本節(jié)習(xí)題精選 292
6.2.4 答案與解析 294
6.3 本章小結(jié) 296
6.4 常見問(wèn)題和易混淆知識(shí)點(diǎn) 296
第7章 輸入/輸出系統(tǒng) 297
*7.1 I/O系統(tǒng)基本概念 297
*7.1.1 輸入/輸出系統(tǒng) 297
*7.1.2 I/O控制方式 298
*7.1.3 外部設(shè)備 298
*7.1.4 本節(jié)習(xí)題精選 299
*7.1.5 答案與解析 300
7.2 I/O接口 300
7.2.1 I/O接口的功能 300
7.2.2 I/O接口的基本結(jié)構(gòu) 300
7.2.3 I/O接口的類型 301
7.2.4 I/O端口及其編址 301
7.2.5 本節(jié)習(xí)題精選 302
7.2.6 答案與解析 304
7.3 I/O方式 305
7.3.1 程序查詢方式 305
7.3.2 程序中斷方式 307
7.3.3 DMA方式 311
7.3.4 本節(jié)習(xí)題精選 315
7.3.5 答案與解析 323
7.4 本章小結(jié) 332
7.5 常見問(wèn)題和易混淆知識(shí)點(diǎn) 333
參考文獻(xiàn) 334