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| 內容簡介： |
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本书融合计算机学科的“计算机组成原理”、“微机原理”和“汇编语言程序设计”课程的基本内容，同时补充“数字逻辑”课程基础知识、延伸有“计算机系统结构”课程核心概念，结合C语言和汇编语言编程实践，从软件角度理解计算机系统的工作原理，为软件编程应用和硬件技术深入奠定学科基础。
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| 目錄：
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前言
教学建议
第1章 计算机系统概述1
1.1 计算机的发展1
1.1.1 计算机发展概况1
1.1.2 微型计算机的发展3
1.1.3 Intel 80x86系列处理器5
1.2 冯·诺依曼计算机结构6
1.2.1 二进制编码7
1.2.2 存储程序和程序控制8
1.2.3 顺序执行9
1.2.4 组成部件9
1.3 计算机系统的组成10
1.3.1 计算机的硬件组成10
1.3.2 计算机的总线结构14
1.3.3 计算机系统的层次结构19
1.3.4 计算机系统的软件组成23
习题28
第2章 数据表示29
2.1 数制29
2.1.1 二进制和十六进制29
2.1.2 数制之间的转换31
2.2 整数编码33
2.2.1 定点整数格式33
2.2.2 有符号整数编码34
2.2.3 整数的类型转换38
2.2.4 整数的加减运算及溢出41
2.2.5 整数的移位运算46
2.2.6 整数运算的数学性质47
2.3 字符编码48
2.3.1 ASCII48
2.3.2 Unicode53
2.4 实数编码53
2.4.1 浮点数据格式54
2.4.2 浮点运算的数学性质61
习题64
第3章 数字逻辑基础68
3.1 逻辑代数68
3.1.1 逻辑关系68
3.1.2 逻辑代数运算规则73
3.1.3 逻辑函数的形式、转换及化简76
3.2 逻辑门电路78
3.2.1 门电路的实现78
3.2.2 集成电路80
3.2.3 三态门82
3.3 组合逻辑电路83
3.3.1 编码器84
3.3.2 译码器85
3.3.3 加法器87
3.3.4 多路开关88
3.4 时序逻辑电路88
3.4.1 触发器89
3.4.2 寄存器93
3.4.3 计数器94
3.5 可编程逻辑器件94
3.5.1 PLD概述95
3.5.2 电子设计自动化96
习题99
第4章 处理器101
4.1 处理器的组成101
4.1.1 控制器101
4.1.2 运算器103
4.2 处理器的结构103
4.2.1 处理器的基本结构104
4.2.2 8086的功能结构105
4.2.3 80386的功能结构106
4.2.4 Pentium的功能结构107
4.3 寄存器109
4.3.1 通用寄存器109
4.3.2 专用寄存器111
4.4 存储器组织113
4.4.1 存储模型113
4.4.2 工作方式114
4.4.3 逻辑地址115
习题119
第5章 指令系统121
5.1 指令格式121
5.1.1 指令编码121
5.1.2 IA-32指令格式124
5.2 汇编语言基础126
5.2.1 汇编语言的语句格式126
5.2.2 汇编语言的源程序框架128
5.2.3 汇编语言的开发过程132
5.2.4 DEVC中C语言的开发过程137
5.3 汇编语言的常量和变量141
5.3.1 常量表达141
5.3.2 变量应用143
5.4 数据寻址150
5.4.1 立即数寻址150
5.4.2 寄存器寻址151
5.4.3 存储器寻址151
5.4.4 数据寻址的组合158
5.5 通用数据处理指令159
5.5.1 数据传送类指令160
5.5.2 算术运算类指令164
5.5.3 位操作类指令168
习题172
第6章 汇编语言程序设计177
6.1 顺序程序结构177
6.2 分支程序结构181
6.2.1 指令寻址181
6.2.2 无条件转移指令182
6.2.3 条件转移指令184
6.2.4 单分支程序结构190
6.2.5 双分支程序结构191
6.2.6 多分支程序结构192
6.3 循环程序结构195
6.3.1 循环指令195
6.3.2 计数控制循环198
6.3.3 条件控制循环199
6.3.4 多重循环200
6.4 子程序201
6.4.1 子程序指令202
6.4.2 子程序设计205
6.4.3 寄存器传递参数208
6.4.4 共享变量传递参数210
6.4.5 堆栈传递参数212
6.4.6 堆栈帧215
习题223
第7章 存储系统229
7.1 存储系统的层次结构229
7.1.1 技术指标230
7.1.2 层次结构231
7.1.3 局部性原理232
7.2 主存储器235
7.2.1 读写存储器236
7.2.2 ROM241
7.2.3 半导体存储器的连接245
7.3 高速缓冲存储器249
7.3.1 高速缓存的工作原理249
7.3.2 地址映射252
7.3.3 替换算法257
7.3.4 写入策略258
7.4 存储管理261
7.4.1 虚拟存储器261
7.4.2 段式存储管理262
7.4.3 页式存储管理264
习题267
第8章 输入输出接口269
8.1 IO接口概述269
8.1.1 IO接口的典型结构269
8.1.2 IO端口的编址271
8.1.3 IO指令273
8.2 外设数据的传送方式274
8.2.1 无条件传送275
8.2.2 程序查询传送277
8.2.3 中断传送279
8.2.4 中断控制系统283
8.2.5 DMA传送286
8.3 常用接口技术289
8.3.1 定时控制接口289
8.3.2 并行接口297
8.3.3 异步串行通信接口300
8.3.4 模拟接口304
习题305
第9章 处理器性能提高技术308
9.1 精简指令集计算机技术308
9.1.1 复杂指令集和精简指令集308
9.1.2 MIPS处理器311
9.2 指令流水线技术313
9.2.1 指令流水线思想313
9.2.2 80486的指令流水线316
9.3 并行处理技术318
9.3.1 并行性概念318
9.3.2 数据级并行319
9.3.3 指令级并行321
9.3.4 线程级并行325
习题329
附录A 32位通用指令列表331
附录B MASM伪指令和操作符列表336
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| 內容試閱：
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我国计算机科学与技术专业，尤其是计算机工程方向，往往开设多门有关计算机组成与结构的课程，一般包括“数字逻辑” “计算机组成原理” “汇编语言程序设计” “微机原理及接口技术”和“计算机系统结构”等。然而，计算机相关的其他专业并不要求全面深入的硬件技术知识，也没有足够的学时展开如此众多的教学内容。本书基于软件工程专业的课程教学实践，融合上述硬件技术相关课程的基本内容，从技术应用角度通过软件编程介绍计算机硬件组成和计算机工作原理。
在多门课程内容的融合过程和具体的教学实践中，需要努力解决好诸多教学问题，这也就形成了本书内容的特点。
1. 融合计算机组成原理和微机技术实例
传统上，计算机组成原理面向计算机学科，主要介绍计算机硬件的组成结构和工作原理。而微机原理主要针对电子、通信等机电类专业，从应用角度介绍通用微型计算机（简称为微机）的应用技术。本书采取通过实例理解原理的基本思路，即以计算机组成原理为主体，结合微机原理（IA-32处理器和PC）实例。这样，一方面利于学生掌握原理，避免重复学习；另一方面使学生熟悉广泛应用的通用微机系统，为应用奠定基础。
2. 以C和汇编语言实践贯穿逻辑主线
虽然本书以计算机工作原理和硬件技术为主体，但教学内容中使用C（或C++）高级语言、底层汇编语言编程作为实践环节。从第1章开始引入C语言编程环境（DEVC），第2章主要以C语言编程体会数据表示的原理，第5、6章融合C语言编译程序生成的汇编语言代码和MASM汇编语言程序，相互对照，最终目的是使学生掌握汇编语言编程。这使得本书内容从高级语言到低级语言，再深入到计算机硬件，贯穿计算机层次结构；也使得学生能够自然地从软件编程过渡到计算机硬件原理，为进一步学习计算机组成、微机接口技术、嵌入式系统应用奠定基础。
3. 面向软件开发和系统应用取舍课程内容
融合多门课程，需要在内容上进行合理取舍，本书的主要原则是：面向软件开发和系统应用，不以设计处理器、硬件电路为目标，侧重工作原理、硬件电路的外特性。例如，简述运算原理、微程序和硬布线特点，舍弃运算器、微程序和硬布线控制器的设计实现；重点介绍基本指令，突出汇编语言程序结构；只依靠计数器体会接口技术，简介其他接口，引入指令流水线、指令级并行、数据级并行和线程级并行等系统结构先进技术。具体教学内容的选择则采取删繁就简的基本思路。例如，数据编码主要介绍定点整数格式、IEEE 754标准的浮点格式，不展开定点小数格式、非标准浮点格式相关内容。再如，对于存储器芯片，说明各种存储器芯片特点，而不是内部工作原理；阐明地址译码原理，而不是连接细节。
4. 补充数字逻辑基础知识
对于缺乏硬件电路知识的学生，本书补充了数字逻辑基础知识。这使得无须单独开设“数字逻辑”先修课程，数字逻辑只作为本书的一章。教学内容涉及基本概念和核心原理，具体包括：逻辑代数，门电路（含三态门），组合逻辑电路的编码器、译码器、加法器，时序逻辑电路的触发器、寄存器、计数器，PLD和电子设计自动化（EDA）。教学要求以理解为主，满足后续内容的需求即可。
5. 浅显易懂、图文并茂的写作风格
为了使得抽象的计算机工作原理易于理解，本书努力做到描述清晰准确、浅显易懂，尽量使用图表提供形象化的释义。重点内容常结合程序示例，让学生在上机实践中体会问题所在，激发学生探究的兴趣，然后再答疑解惑、详细讲解。每章之后编排有较多习题，分成两种类型：一类包括简答题、判断题和填空题，用于使学生掌握基本概念和要点，通过课堂提问与交互方式进行，便于了解学生自习情况；另一类包括问答、计算、编程等应用题，重点考察学生对计算机工作原理的理解和应用能力，在学生提交作业后进行课堂解答。部分题目有一定难度，适合学生深入研讨。
本书由钱晓捷编著，感谢程楠、石磊、关国利、张青、穆玲玲、姚俊婷等同事的帮助，感谢华章公司的支持。限于水平，书中难免存在不当之处，欢迎广大师生交流指正（作者的电子邮箱：iexjqian@zzu.edu.cn）。
编 者
2018年5月
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