第1篇 基 础 知 识 第1章 绪论 2 1.1 计算机的基本概念 2 1.1.1 存储程序工作方式 3 1.1.2 信息的数字化表示 3 1.2 计算机系统的硬、软件组成 5 1.2.1 计算机硬件系统 5 1.2.2 计算机软件系统 9 1.3 层次结构模型 11 1.3.1 从计算机系统组成角度划分层次结构 12 1.3.2 从语言功能角度划分层次结构 14 1.3.3 软、硬件在逻辑上的等价 15 1.4 计算机的工作过程 16 1.4.1 处理问题的步骤 16 1.4.2 指令执行过程 17 1.5 数字计算机的特点与性能指标 18 1.5.1 数字计算机的特点 18 1.5.2 计算机的性能指标 19 1.6 计算机的发展与应用 20 1.6.1 计算机的发展历程 20 1.6.2 提高计算机性能的若干技术 23 1.6.3 计算机应用举例 25 习题1 27 第2章 计算机中的信息表示 28 2.1 数值型数据的表示 28 2.1.1 带符号数的表示 28 2.1.2 定点数与浮点数 33 2.2 字符的表示 38 2.2.1 ASCII码 39 2.2.2 Unicode编码 40 2.2.3 汉字编码简介 41 2.3 指令信息的表示 42 2.3.1 指令格式 42 2.3.2 常用寻址方式 46 2.3.3 指令类型 51 2.3.4 PentiumⅡ指令格式 54 2.3.5 SPARC指令格式 56 习题2 57 第2篇 计算机系统分层结构 第3章 微体系结构层——CPU组织 60 3.1 CPU的组成和功能 60 3.1.1 CPU的组成 60 3.1.2 指令执行过程 64 3.1.3 时序控制方式 65 3.1.4 指令流水线 67 3.2 算术逻辑部件ALU和运算方法 70 3.2.1 算术逻辑部件ALU 70 3.2.2 定点数运算方法 74 3.2.3 浮点数运算方法 82 3.2.4 十进制数加减运算 84 3.3 CPU模型机的组成及其数据通路 85 3.3.1 基本组成 85 3.3.2 数据传送 88 3.4 组合逻辑控制器原理 89 3.4.1 模型机的指令系统 89 3.4.2 模型机的时序系统 93 3.4.3 指令流程 95 3.4.4 微命令的综合与产生 101 3.4.5 小结 102 3.5 微程序控制器原理 102 3.5.1 微程序控制概念 102 3.5.2 微指令编码方式 104 3.5.3 微程序的顺序控制 106 3.5.4 微指令格式 107 3.5.5 典型微指令举例——模型机微指令格式 108 3.6 精简指令集计算机（RISC） 109 3.6.1 RISC与CISC的概念 109 3.6.2 UltraSPARC CPU的微体系结构 111 习题3 115 第4章 指令系统层 117 4.1 80X86 CPU 117 4.1.1 8086/8088 CPU 117 4.1.2 80386/80486 CPU 120 4.1.3 Pentium系列CPU 122 4.2 80X86 CPU的寄存器和主存储器 126 4.2.1 80x86 CPU的寄存器 126 4.2.2 80x86的主存储器 130 4.3 80X86 CPU指令系统 140 4.3.1 80x86寻址方式 141 4.3.2 80x86 CPU指令系统 148 习题4 177 第5章 汇编语言层 181 5.1 概述 181 5.2 汇编语言语句格式 183 5.3 80X86宏汇编语言数据、表达式和运算符 184 5.3.1 常数 184 5.3.2 变量 185 5.3.3 标号 188 5.3.4 表达式与运算符 190 5.4 80X86 宏汇编语言伪指令 193 5.4.1 符号定义语句 193 5.4.2 处理器选择伪指令 194 5.4.3 段结构伪指令（SEGMENT/ENDS） 195 5.4.4 段组伪指令（GROUP） 199 5.4.5 内存模式和简化段定义伪指令 200 5.4.6 定位和对准伪指令 202 5.4.7 过程定义伪指令（PROC/ ENDP） 202 5.4.8 包含伪指令（INCLUDE） 203 5.4.9 标题伪指令（TITLE） 203 5.5 宏指令 203 5.6 汇编语言程序设计基本技术 210 5.6.1 程序设计步骤 210 5.6.2 顺序程序设计 211 5.6.3 分支程序设计 214 5.6.4 循环程序设计 222 5.6.5 子程序设计 229 5.6.6 系统功能子程序的调用 239 5.6.7 汇编语言程序的开发 240 习题5 247 第3篇 存储系统与输入/输出系统 第6章 存储系统 253 6.1 概述 253 6.1.1 存储器的分类 253 6.1.2 主存的主要技术指标 255 6.2 存储原理 256 6.2.1 半导体存储器的存储原理 256 6.2.2 磁表面存储器的存储原理 259 6.2.3 光存储器的存储原理 262 6.3 主存储器的组织 263 6.3.1 主存储器的逻辑设计 263 6.3.2 主存储器与CPU的连接 267 6.3.3 Pentium CPU与存储器组织 270 6.3.4 高级DRAM 273 6.4 高速缓冲存储器CACHE 276 6.4.1 Cache的工作原理 276 6.4.2 Cache的组织 277 6.4.3 PentiumⅡCPU的Cache组织 282 6.5 外部存储器 283 6.5.1 硬磁盘存储器 284 6.5.2 光盘存储器 291 6.6 物理存储系统的组织 293 6.6.1 存储系统的层次结构 293 6.6.2 磁盘冗余阵列 295 6.6.3 并行存储技术 297 6.7 虚拟存储系统的组织 298 6.7.1 概述 298 6.7.2 虚拟存储器的组织方式 299 6.7.3 Pentium CPU支持的虚拟存储器 302 6.7.4 存储管理部件（MMU） 304 习题6 306 第7章 输入/输出系统 307 7.1 概述 307 7.1.1 主机与外围设备间的连接方式 307 7.1.2 I/O接口的功能和分类 308 7.1.3 接口的编址和I/O指令 311 7.2 直接程序控制方式 313 7.2.1 立即程序传送方式 313 7.2.2 程序查询方式 314 7.3 程序中断方式 316 7.3.1 中断的基本概念 316 7.3.2 中断的过程 321 7.3.3 中断接口模型 324 7.3.4 中断接口举例 329 7.4 DMA方式 334 7.4.1 DMA方式的一般概念 335 7.4.2 DMA过程 336 7.4.3 DMA接口组成 337 7.4.4 DMA控制器编程及应用 341 7.5 通道与IOP 347