第1章 计算机系统概述/1

1.1 计算机发展历程/1

1.1.1 计算机硬件的发展/1

1.1.2 计算机软件的发展/2

1.1.3 计算机的分类与发展方向/2

1.1.4 本节习题精选/3

1.1.5 答案与解析/3

1.2 计算机系统层次结构/4

1.2.1 计算机系统的组成/4

1.2.2 计算机硬件的基本组成/4

1.2.3 计算机软件的分类/6

1.2.4 计算机的工作过程/7

1.2.5 计算机系统的多级层次结构/7

1.2.6 本节习题精选/8

1.2.7 答案与解析/10

1.3 计算机的性能指标/13

1.3.1 计算机的主要性能指标/13

1.3.2 几个专业术语/14

1.3.3 本节习题精选/14

1.3.4 答案与解析/17

1.4 本章小结/20

1.5 常见问题和易混淆知识点/21

第2章 数据的表示和运算/24

2.1 数制与编码/24

2.1.1 进位计数制及其相互转换/24

2.1.2 真值和机器数/26

2.1.3 BCD码/27

2.1.4 字符与字符串/27

2.1.5 校验码/28

2.1.6 本节习题精选/31

2.1.7 答案与解析/33

2.2 定点数的表示与运算/36

2.2.1 定点数的表示/36

2.2.2 定点数的运算/39

2.2.3 强制类型转换/45

2.2.4 本节习题精选/47

2.2.5 答案与解析/54

2.3 浮点数的表示与运算/62

2.3.1 浮点数的表示/62

2.3.2 浮点数的加减运算/64

2.3.3 本节习题精选/66

2.3.4 答案与解析/71

2.4 算术逻辑单元（ALU）/78

2.4.1 串行加法器和并行加法器/79

2.4.2 算术逻辑单元的功能和结构/82

2.4.3 本节习题精选/83

2.4.4 答案与解析/84

2.5 本章小结/85

2.6 常见问题和易混淆知识点/86

第3章 存储系统/89

3.1 存储器的层次结构/90

3.1.1 存储器的分类/90

3.1.2 存储器的性能指标/91

3.1.3 本节习题精选/91

3.1.4 答案与解析/92

3.2 存储器的层次化结构/93

3.2.1 多级存储系统/93

3.2.2 本节习题精选/94

3.2.3 答案与解析/94

3.3 半导体随机存储器/95

3.3.1 半导体存储芯片/95

3.3.2 SRAM和DRAM/96

3.3.3 只读存储器/98

3.3.4 本节习题精选/99

3.3.5 答案与解析/101

3.4 主存储器与CPU的连接/103

3.4.1 连接原理/103

3.4.2 主存容量的扩展/104

3.4.3 存储芯片的地址分配和片选/105

3.4.4 存储器与CPU的连接/106

3.4.5 本节习题精选/107

3.4.6 答案与解析/109

3.5 双端口RAM和多模块存储器/114

3.5.1 双端口RAM/114

3.5.2 多模块存储器/115

3.5.3 本节习题精选/117

3.5.4 答案与解析/118

3.6 高速缓冲存储器/120

3.6.1 程序访问的局部性原理/120

3.6.2 Cache的基本工作原理/121

3.6.3 Cache和主存的映射方式/122

3.6.4 Cache中主存块的替换算法/124

3.6.5 Cache写策略/124

3.6.6 本节习题精选/125

3.6.7 答案与解析/130

3.7 虚拟存储器/136

3.7.1 虚拟存储器的基本概念/136

3.7.2 页式虚拟存储器/137

3.7.3 段式虚拟存储器/137

3.7.4 段页式虚拟存储器/138

3.7.5 快表（TLB）/138

3.7.6 虚拟存储器与Cache的比较/139

3.7.7 本节习题精选/139

3.7.8 答案与解析/143

3.8 本章小结/147

3.9 常见问题和易混淆知识点/148

第4章 指令系统/150

4.1 指令格式/150

4.1.1 指令的基本格式/150

4.1.2 定长操作码指令格式/152

4.1.3 扩展操作码指令格式/152

4.1.4 本节习题精选/153

4.1.5 答案与解析/155

4.2 指令寻址方式/158

4.2.1 指令寻址和数据寻址/158

4.2.2 常见的数据寻址方式/158

4.2.3 本节习题精选/162

4.2.4 答案与解析/169

4.3 CISC和RISC的基本概念/174

4.3.1 复杂指令系统计算机（CISC）/174

4.3.2 精简指令系统计算机（RISC）/175

4.3.3 CISC和RISC的比较/175

4.3.4 本节习题精选/176

4.3.5 答案与解析/176

4.4 本章小结/177

4.5 常见问题和易混淆知识点/178

第5章 中央处理器/180

5.1 CPU的功能和基本结构/180

5.1.1 CPU的功能/180

5.1.2 CPU的基本结构/181

5.1.3 本节习题精选/182

5.1.4 答案与解析/184

5.2 指令执行过程/186

5.2.1 指令周期/186

5.2.2 指令周期的数据流/187

5.2.3 指令执行方案/189

5.2.4 本节习题精选/190

5.2.5 答案与解析/192

5.3 数据通路的功能和基本结构/194

5.3.1 数据通路的功能/194

5.3.2 数据通路的基本结构/194

5.3.3 本节习题精选/195

5.3.4 答案与解析/200

5.4 控制器的功能和工作原理/205

5.4.1 控制器的结构和功能/205

5.4.2 硬布线控制器/206

5.4.3 微程序控制器/210

5.4.4 本节习题精选/215

5.4.5 答案与解析/220

5.5 指令流水线/224

5.5.1 指令流水线的基本概念/224

5.5.2 流水线的分类/226

5.5.3 影响流水线的因素/226

5.5.4 流水线的性能指标/227

5.5.5 超标量流水线的基本概念/228

5.5.6 本节习题精选/229

5.5.7 答案与解析/234

5.6 本章小结/240

5.7 常见问题和易混淆知识点/242

第6章 总线/243

6.1 总线概述/243

6.1.1 总线基本概念/243

6.1.2 总线的分类/244

6.1.3 系统总线的结构/244

6.1.4 总线的性能指标/245

6.1.5 本节习题精选/246

6.1.6 答案与解析/249

6.2 总线仲裁/252

6.2.1 集中仲裁方式/252

6.2.2 分布仲裁方式/254

6.2.3 本节习题精选/254

6.2.4 答案与解析/255

6.3 总线操作和定时/256

6.3.1 总线传输的4个阶段/256

6.3.2 同步定时方式/256

6.3.3 异步定时方式/256

6.3.4 本节习题精选/257

6.3.5 答案与解析/258

6.4 总线标准/259

6.4.1 常见的总线标准/259

6.4.2 本节习题精选/260

6.4.3 答案与解析/261

6.5 本章小结/261

6.6 常见问题和易混淆知识点/262

第7章 输入/输出系统/263

7.1 I/O系统基本概念/263

7.1.1 输入/输出系统/263

7.1.2 I/O控制方式/264

7.1.3 本节习题精选/264

7.1.4 答案与解析/265

7.2 外部设备/265

7.2.1 输入设备/265

7.2.2 输出设备/265

7.2.3 外存储器/267

7.2.4 本节习题精选/269

7.2.5 答案与解析/271

7.3 I/O接口/272

7.3.1 I/O接口的功能/272

7.3.2 I/O接口的基本结构/273

7.3.3 I/O接口的类型/273

7.3.4 I/O端口及其编址/273

7.3.5 本节习题精选/274

7.3.6 答案与解析/275

7.4 I/O方式/276

7.4.1 程序查询方式/276

7.4.2 程序中断方式/277

7.4.3 DMA方式/281

7.4.4 本节习题精选/284

7.4.5 答案与解析/291

7.5 本章小结/298

7.6 常见问题和易混淆知识点/299

参考文献/301