本书将“汇编语言程序设计”“计算机组成原理”及“计算机系统结构”有机地结合为一体。本书在保证必要的经典内容的同时,力求反映现代理论和先进技术,在理论与应用关系上以应用为主。 本书共分4篇:第1篇为计算机系统组成基础,内容包括计算机系统概论、计算机中的信息表示。第2篇为计算机系统分层结构,内容包括微体系结构层——CPU的构成,以及指令系统层、汇编语言层。第3篇为存储系统与I/O系统,内容包括存储系统、I/O系统、I/O设备。第4篇为计算机系统部件设计。 本书可作为高等学校计算机类、自动控制及电子技术应用类等专业的本科生、专科生教材,也可作为理工科电气信息类专业的本科生、专科生教材,还可作为从事相关专业的工程技术人员的参考书。为了方便教学,本书配有免费课件,欢迎选用本书作为教材的教师登录www.cmpdeu.com下载或发邮件到lxggu@163.com索取。

前言 第1篇计算机系统组成基础 第1章计算机系统概论3 1.1计算机的基本概念3 1.1.1存储程序的工作方式3 1.1.2信息的数字化表示3 1.1.3计算机体系结构、组成与实现5 1.2计算机系统的硬件、软件组成6 1.2.1计算机硬件系统6 1.2.2计算机软件系统8 1.3层次结构模型9 1.3.1从语言功能角度划分层次结构9 1.3.2软硬件在逻辑上的等价10 1.4计算机的工作过程11 1.4.1处理问题的步骤11 1.4.2计算机的解题过程13 1.5微型计算机的主要技术指标15 1.6计算机的发展与应用16 1.6.1计算机的诞生17 1.6.2代计算机18 1.6.3第二代计算机18 1.6.4第三代计算机19 1.6.5第四代计算机19 1.6.6新一代计算机21 1.6.7我国计算机的发展21 思考题与习题22 第2章计算机中的信息表示23 2.1无符号数和有符号数23 2.1.1无符号数23 2.1.2有符号数23 2.2数的定点表示和浮点表示30 2.2.1定点表示30 2.2.2浮点表示30 2.2.3定点数和浮点数的比较32 2.2.4举例32 2.2.5IEEE 75433 2.3定点运算34 2.3.1移位运算34 2.3.2加法与减法运算36 2.3.3乘法运算39 2.3.4除法运算47 2.4浮点四则运算51 2.4.1浮点加减运算51 2.4.2浮点乘除运算56 2.4.3浮点运算所需的硬件配置58 2.5算术逻辑单元58 2.5.1ALU电路58 2.5.2快速进位链60 2.6字符的表示65 2.6.1ASCII码65 2.6.2Unicode编码66 2.6.3汉字编码简介68 2.7指令信息的表示70 2.7.1指令格式70 2.7.2常用的寻址方式71 2.7.3指令类型73 2.8校验技术75 2.8.1奇偶校验码76 2.8.2循环冗余校验码76 思考题与习题79第2篇计算机系统分层结构 第3章微体系结构层——CPU的 构成85 3.1CPU的组成和功能85 3.1.1CPU的组成85 3.1.2CPU的功能86 3.1.3指令的执行过程87 3.2CPU模型机的数据通路及指令流程 分析87 3.2.1单总线结构87 3.2.2双总线结构89 3.2.3三总线结构91 3.3组合逻辑控制器原理92 3.3.1模型机的指令系统92 3.3.2模型机的时序系统与控制方式94 3.3.3模型机主要组成部分的门级设计及 控制信号96 3.3.4指令流程及控制信号序列99 3.3.5组合逻辑控制器的设计步骤101 3.4微程序控制器原理103 3.4.1微程序控制的基本概念103 3.4.2微指令的编码方式104 3.4.3微程序控制器中的分支控制105 3.4.4微指令格式107 3.4.5模型机的微指令格式设计及微程序 编写108 3.5精简指令系统计算机109 3.5.1RISC与CISC的概念109 3.5.2精简指令系统计算机的技术 特点109 3.6指令流水技术110 3.6.1流水线的基本概念110 3.6.2DLX流水线111 3.6.3流水线的效率112 3.6.4流水线中的相关112 思考题与习题115 第4章指令系统层117 4.1概述117 4.280x86 CPU119 4.2.18086/8088微处理器119 4.2.280386微处理器120 4.2.3Pentium微处理器121 4.2.4Pentium Ⅳ微处理器122 4.3基本执行环境123 4.3.1操作模式124 4.3.2存储管理124 4.3.380x86 CPU的寄存器结构129 4.480x86 CPU的指令系统132 4.4.180x86数据类型133 4.4.280x86指令格式134 4.4.380x86寻址方式134 4.4.480x86 CPU指令的分类137 思考题与习题157 第5章汇编语言层161 5.1概述161 5.2汇编语言语句类型及格式162 5.2.1语句类型162 5.2.2语句格式162 5.380x86宏汇编伪指令165 5.3.1符号定义伪指令165 5.3.2数据定义伪指令166 5.3.3指令集选择伪指令170 5.3.4段结构伪指令170 5.3.5定位伪指令172 5.3.6过程定义伪指令173 5.3.7标题伪指令173 5.3.8结束伪指令173 5.3.9包含伪指令173 5.3.10简化段定义伪指令174 5.4宏指令174 5.5汇编语言程序的设计步骤179 5.6汇编语言程序设计的基本技术183 5.6.1顺序结构程序设计183 5.6.2分支结构程序设计186 5.6.3循环结构程序设计196 5.6.4子程序设计205 5.6.5系统功能的调用220 5.6.6直接访问内存和端口223 思考题与习题225 汇编语言与计算机系统组成第2版目录第3篇存储系统与I/O系统 第6章存储系统233 6.1概述233 6.1.1存储器的分类233 6.1.2主存的主要技术指标235 6.1.3存储系统的层次结构236 6.2半导体存储器的存储原理236 6.2.1双极型半导体存储器236 6.2.2静态随机访问存储器 (SRAM)237 6.2.3动态随机访问存储器 (DRAM)238 6.2.4只读存储器(ROM)239 6.2.5快擦型存储器 (Flash Memory)241 6.3主存储器的组成242 6.3.1主存储器的逻辑设计242 6.3.2主存储器与CPU的连接249 6.3.3高性能DRAM252 6.3.4并行存储技术256 6.4高速缓冲存储器(Cache)259 6.4.1Cache的功能及工作原理259 6.4.2Cache的组成264 6.4.3多级Cache265 6.4.4存储层次性能分析265 6.4.5Pentium CPU的Cache组成266 6.5辅助存储器268 6.5.1硬盘存储器268 6.5.2磁盘冗余阵列276 6.5.3U盘和固态盘280 6.5.4光盘存储器282 6.5.5磁带存储器286 6.5.6软盘存储器287 6.6虚拟存储器287 6.6.1概述287 6.6.2虚拟存储器的形式288 6.6.3Cache-主存层次与主存-辅存 层次的比较290 思考题与习题291 第7章I/O系统295 7.1I/O系统概述295 7.1.1I/O系统的组成295 7.1.2设计I/O系统应考虑的 3个要素295