計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：基礎(chǔ)概念及編程實(shí)踐

前言
教學(xué)建議
第1章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 1
1.1　計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1
1.1.1　計(jì)算機(jī)發(fā)展概況 1
1.1.2　微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 3
1.1.3　Intel 80x86系列處理器 5
1.2　馮·諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) 6
1.2.1　二進(jìn)制編碼 7
1.2.2　存儲(chǔ)程序和程序控制 8
1.2.3　順序執(zhí)行 9
1.2.4　組成部件 9
1.3　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 10
1.3.1　計(jì)算機(jī)的硬件組成 10
1.3.2　計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu) 14
1.3.3　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 19
1.3.4　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件組成 23
習(xí)題 28
第2章　數(shù)據(jù)表示 29
2.1　數(shù)制 29
2.1.1　二進(jìn)制和十六進(jìn)制 29
2.1.2　數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 31
2.2　整數(shù)編碼 33
2.2.1　定點(diǎn)整數(shù)格式 33
2.2.2　有符號(hào)整數(shù)編碼 34
2.2.3　整數(shù)的類型轉(zhuǎn)換 38
2.2.4　整數(shù)的加減運(yùn)算及溢出 41
2.2.5　整數(shù)的移位運(yùn)算 46
2.2.6　整數(shù)運(yùn)算的數(shù)學(xué)性質(zhì) 47
2.3　字符編碼 48
2.3.1　ASCII 48
2.3.2　Unicode 53
2.4　實(shí)數(shù)編碼 53
2.4.1　浮點(diǎn)數(shù)據(jù)格式 54
2.4.2　浮點(diǎn)運(yùn)算的數(shù)學(xué)性質(zhì) 61
習(xí)題 64
第3章　數(shù)字邏輯基礎(chǔ) 68
3.1　邏輯代數(shù) 68
3.1.1　邏輯關(guān)系 68
3.1.2　邏輯代數(shù)運(yùn)算規(guī)則 73
3.1.3　邏輯函數(shù)的形式、轉(zhuǎn)換及化簡(jiǎn) 76
3.2　邏輯門(mén)電路 78
3.2.1　門(mén)電路的實(shí)現(xiàn) 78
3.2.2　集成電路 80
3.2.3　三態(tài)門(mén) 82
3.3　組合邏輯電路 83
3.3.1　編碼器 84
3.3.2　譯碼器 85
3.3.3　加法器 87
3.3.4　多路開(kāi)關(guān) 88
3.4　時(shí)序邏輯電路 88
3.4.1　觸發(fā)器 89
3.4.2　寄存器 93
3.4.3　計(jì)數(shù)器 94
3.5　可編程邏輯器件 94
3.5.1　PLD概述 95
3.5.2　電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 96
習(xí)題 99
第4章　處理器 101
4.1　處理器的組成 101
4.1.1　控制器 101
4.1.2　運(yùn)算器 103
4.2　處理器的結(jié)構(gòu) 103
4.2.1　處理器的基本結(jié)構(gòu) 104
4.2.2　8086的功能結(jié)構(gòu) 105
4.2.3　80386的功能結(jié)構(gòu) 106
4.2.4　Pentium的功能結(jié)構(gòu) 107
4.3　寄存器 109
4.3.1　通用寄存器 109
4.3.2　專用寄存器 111
4.4　存儲(chǔ)器組織 113
4.4.1　存儲(chǔ)模型 113
4.4.2　工作方式 114
4.4.3　邏輯地址 115
習(xí)題 119
第5章　指令系統(tǒng) 121
5.1　指令格式 121
5.1.1　指令編碼 121
5.1.2　IA-32指令格式 124
5.2　匯編語(yǔ)言基礎(chǔ) 126
5.2.1　匯編語(yǔ)言的語(yǔ)句格式 126
5.2.2　匯編語(yǔ)言的源程序框架 128
5.2.3　匯編語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)過(guò)程 132
5.2.4　DEVC中C語(yǔ)言的開(kāi)發(fā)過(guò)程 137
5.3　匯編語(yǔ)言的常量和變量 141
5.3.1　常量表達(dá) 141
5.3.2　變量應(yīng)用 143
5.4　數(shù)據(jù)尋址 150
5.4.1　立即數(shù)尋址 150
5.4.2　寄存器尋址 151
5.4.3　存儲(chǔ)器尋址 151
5.4.4　數(shù)據(jù)尋址的組合 158
5.5　通用數(shù)據(jù)處理指令 159
5.5.1　數(shù)據(jù)傳送類指令 160
5.5.2　算術(shù)運(yùn)算類指令 164
5.5.3　位操作類指令 168
習(xí)題 172
第6章　匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì) 177
6.1　順序程序結(jié)構(gòu) 177
6.2　分支程序結(jié)構(gòu) 181
6.2.1　指令尋址 181
6.2.2　無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令 182
6.2.3　條件轉(zhuǎn)移指令 184
6.2.4　單分支程序結(jié)構(gòu) 190
6.2.5　雙分支程序結(jié)構(gòu) 191
6.2.6　多分支程序結(jié)構(gòu) 192
6.3　循環(huán)程序結(jié)構(gòu) 195
6.3.1　循環(huán)指令 195
6.3.2　計(jì)數(shù)控制循環(huán) 198
6.3.3　條件控制循環(huán) 199
6.3.4　多重循環(huán) 200
6.4　子程序 201
6.4.1　子程序指令 202
6.4.2　子程序設(shè)計(jì) 205
6.4.3　寄存器傳遞參數(shù) 208
6.4.4　共享變量傳遞參數(shù) 210
6.4.5　堆棧傳遞參數(shù) 212
6.4.6　堆棧幀 215
習(xí)題 223
第7章　存儲(chǔ)系統(tǒng) 229
7.1　存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 229
7.1.1　技術(shù)指標(biāo) 230
7.1.2　層次結(jié)構(gòu) 231
7.1.3　局部性原理 232
7.2　主存儲(chǔ)器 235
7.2.1　讀寫(xiě)存儲(chǔ)器 236
7.2.2　ROM 241
7.2.3　半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的連接 245
7.3　高速緩沖存儲(chǔ)器 249
7.3.1　高速緩存的工作原理 249
7.3.2　地址映射 252
7.3.3　替換算法 257
7.3.4　寫(xiě)入策略 258
7.4　存儲(chǔ)管理 261
7.4.1　虛擬存儲(chǔ)器 261
7.4.2　段式存儲(chǔ)管理 262
7.4.3　頁(yè)式存儲(chǔ)管理 264
習(xí)題 267
第8章　輸入/輸出接口 269
8.1　I/O接口概述 269
8.1.1　I/O接口的典型結(jié)構(gòu) 269
8.1.2　I/O端口的編址 271
8.1.3　I/O指令 273
8.2　外設(shè)數(shù)據(jù)的傳送方式 274
8.2.1　無(wú)條件傳送 275
8.2.2　程序查詢傳送 277
8.2.3　中斷傳送 279
8.2.4　中斷控制系統(tǒng) 283
8.2.5　DMA傳送 286
8.3　常用接口技術(shù) 289
8.3.1　定時(shí)控制接口 289
8.3.2　并行接口 297
8.3.3　異步串行通信接口 300
8.3.4　模擬接口 304
習(xí)題 305
第9章　處理器性能提高技術(shù) 308
9.1　精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)技術(shù) 308
9.1.1　復(fù)雜指令集和精簡(jiǎn)指令集 308
9.1.2　MIPS處理器 311
9.2　指令流水線技術(shù) 313
9.2.1　指令流水線思想 313
9.2.2　80486的指令流水線 316
9.3　并行處理技術(shù) 318
9.3.1　并行性概念 318
9.3.2　數(shù)據(jù)級(jí)并行 319
9.3.3　指令級(jí)并行 321
9.3.4　線程級(jí)并行 325
習(xí)題 329
附錄A　32位通用指令列表 331
附錄B　MASM偽指令和操作符列表 336