计算机硬件技术基础

前言

第1章计算机系统概述

1.1计算机的发展

1.1.1计算机的发展概况

1.1.2微型计算机的发展

1.2Intel80x86系列处理器

1.2.116位80x86处理器

1.2.2IA-32处理器

1.2.3Intel64处理器

1.3计算机系统组成

1.3.1冯.诺伊曼计算机结构

1.3.2微型计算机的硬件系统

1.3.3PC微机结构

1.3.4计算机系统的层次结构

1.3.5计算机的软件系统

第1章总结

第1章习题

第2章数据表示

2.1数制

2.1.1二进制和十六进制

2.1.2数制之间的转换

2.2整数编码

2.2.1定点整数格式

2.2.2有符号整数编码

2.3字符编码

2.3.1BCD

2.3.2ASCII

2.3.3Unicode

2.4实数编码

2.4.1浮点数据格式

2.4.2浮点数的舍入控制

2.5校验编码

2.5.1奇偶校验码

2.5.2海明码

2.5.3循环冗余码

第2章总结

第2章习题

第3章数字逻辑基础

3.1逻辑代数

3.1.1逻辑关系

3.1.2逻辑代数的运算规则

3.1.3逻辑函数的形式、转换及化简

3.2逻辑门电路

3.2.1门电路实现

3.2.2集成电路

3.2.3三态门

3.3组合逻辑电路

3.3.1编码器

3.3.2译码器

3.3.3加法器

3.4时序逻辑电路

3.4.1触发器

3.4.2寄存器

3.4.3计数器

3.5可编程逻辑器件

3.5.1PLD器件

3.5.2电子设计自动化

第3章总结

第3章习题

第4章处理器

4.1处理器组成

4.1.1控制器

4.1.2运算器

4.2处理器结构

4.2.1处理器的基本结构

4.2.28086的功能结构

4.2.380386的功能结构

4.2.4Pentium的功能结构

4.3寄存器

4.3.1通用寄存器

4.3.2标志寄存器

4.3.3专用寄存器

4.4存储器组织

4.4.1存储模型

4.4.2工作方式

4.4.3逻辑地址

第4章总结

第4章习题

第5章指令系统

5.1指令格式

5.1.1指令编码

5.1.2IA-32指令格式

5.2寻址方式

5.2.1数据寻址

5.2.2指令寻址

5.2.3堆栈及堆栈寻址

5.3通用指令及其功能

5.3.1数据传送类指令

5.3.2算术运算类指令

5.3.3位操作类指令

5.3.4控制转移类指令

5.4汇编语言基础

5.4.1语句格式

5.4.2源程序框架

5.4.3开发过程

5.5精简指令集计算机技术

5.5.1复杂指令集和精简指令集

5.5.2RISC技术的主要特点

5.5.3MIPS处理器

第5章总结

第5章习题

第6章总线系统

6.1总线技术

6.1.1总线类型

6.1.2总线的数据传输

6.1.3总线信号和总线时序

6.28086的引脚信号

6.2.1地址/数据信号

6.2.2读写控制信号

6.2.3其他控制信号

6.38086的总线时序

6.3.1写总线周期

6.3.2读总线周期

6.4Pentium处理器的引脚和时序

6.4.1引脚定义

6.4.2总线周期

6.5微机系统总线

6.5.1PC机总线的发展

6.5.2ISA总线

6.5.3PCI总线

6.5.4USB总线

第6章总结

第6章习题

第7章存储系统

7.1存储系统的层次结构

7.1.1技术指标

7.1.2层次结构

7.1.3局部性原理

7.2主存储器

7.2.1读写存储器

7.2.2只读存储器

7.2.3存储器地址译码

7.2.4主存空间分配

7.3高速缓冲存储器

7.3.1工作原理

7.3.2地址映射

7.3.3替换算法

7.3.4写入策略

7.3.580486的L1Cache

7.3.6Pentium的L1Cache

7.4存储管理

7.4.1段式存储管理

7.4.2页式存储管理

第7章总结

第7章习题

第8章输入输出接口

8.1L/O接口概述

8.1.1L/O接口的典型结构

8.1.2L/O端口的编址

8.1.3输入输出指令

8.2外设数据传送方式

8.2.1无条件传送

8.2.2查询传送

8.2.3中断传送

8.2.4中断控制系统

8.2.5DMA传送

8.3常用输入输出接口

8.3.1定时控制接口

8.3.2并行接口

8.3.3异步串行通信接口

8.3.4模拟接口

第8章总结

第8章习题

第9章处理器性能提高技术

9.1并行处理技术

9.1.1并行性概念

9.1.2并行计算机结构分类

9.1.3计算机性能评测

9.2指令级并行

9.2.1指令流水线技术

9.2.2超标量技术

9.2.3动态执行技术

9.2.4超长指令字技术

9.3数据级并行

9.3.1向量处理机

9.3.2多媒体指令

9.4线程级并行

9.4.1同时多线程技术

9.4.2单芯片多处理器技术

第9章总结

第9章习题

参考文献

　　本书是“计算机基础教育课程体系规划教材”之一，全书共分9个章节，主要以IA-32处理器和32位个人计算机系统为实例，对计算机硬件技术基础知识作了介绍，具体内容包括计算机系统概述、数字逻辑基础、总线系统、存储系统、处理器性能提高技术等。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。　　本书以IA-32处理器和32位个人计算机系统为实例，从软件开发、计算机系统应用的角度，论述了计算机硬件技术，包括IA-32处理器的发展和微机组成、数据表示、数字逻辑基础、处理器结构和指令系统、总线系统、存储系统、输入输出接口，还特别介绍了精简指令集计算机、高速缓冲存储器、存储管理、指令流水线、多媒体指令、超标量、动态执行、多线程、多核等提高处理器性能的先进技术。　　本书适合作为普通高等院校面向软件开发、系统应用的计算机专业的“计算机组成原理”或“计算机组织与结构”课程的教材或参考书，同时也适合作为非计算机专业的“计算机硬件技术”课程的教材或参考书。此外，本书面向一般学生和普通读者写作，起点低、内容精练、叙述深入浅㈩，适合软件丁程、信息技术及电子、通信和自控等电类专业的本科学生使用，也适合计算机等专业的高职高专、成教学生以及计算机应用开发人员、希望深入学习计算机硬件技术的普通读者和培训班学员使用。