圖書簡介
《計算機組成原理》是計算機相關專業的一門基礎課，學習該課程的目的是使學生了解計算機的基本工作原理，為進一步的學習打下基礎。該課程理論性較強，比較抽象，不易理解。為了使講述的內容通俗易懂，提高學生的學習興趣，在本教材中設計了“董老師”和“小馬”（學生）兩個人物，通過口語化的語言對教學內容進行銜接，并且通過形象的比喻解釋了抽象的原理，希望對各位讀者有所幫助。本書的作者都是具有多年一線教學經驗的教師，我們所達成的共識是計算機學科要解決三個基本問題，也就是“什么是程序？程序如何執行？如何開發程序？”而本課程要回答其中的兩個問題，也就是“什么是程序”以及“程序如何執行”，因此，全書的邏輯結構就圍繞著這兩個問題展開，在每一章后都附有相應的邏輯結構圖，同時通過問題引出下一章的具體內容。學習本課程需要具備一定的數字電路基礎，本書主要講解計算機五大部件的結構和原理、指令系統和總線的相關內容，共分為8章。
目錄
項目導學1
第1章計算機與計算機系統3
1.1計算機發展簡史4
1.1.1計算機的由來4
1.1.2計算機的發展5
1.2計算機的特點及應用7
1.2.1計算機的特點7
1.2.2計算機的應用8
1.3計算機的發展趨勢與前景11
1.4深入計算機系統12
1.4.1計算機系統的硬件組成12
1.4.2計算機系統的軟件組成14
1.4.3計算機硬件和軟件之間的關系14
1.5計算機系統的主要性能指標15
教學效果測評17
第2章數碼系統22
2.1數制及其轉換23
2.1.1進位計數制中的重要概念23
2.1.2幾種常見的數制24
2.1.3數制間的相互轉換25
2.1.4二數制中的一些常用表達26
2.2數值數據描述27
2.2.1無符號數和有符號數27
2.2.2定點數和浮點數28
2.2.3定點數的編碼方案30
2.2.4浮點數的編碼方案33
2.2.5十進制數的編碼34
2.3文本數據描述35
2.3.1ASCII碼35
2.3.2漢字的編碼37
2.4其他信息形式的表示39
2.4.1圖像的格式簡介39
2.4.2有關音頻編碼40
2.4.3視頻格式中采用的技術41
2.5數據校驗43
2.5.1校驗碼的工作原理43
2.5.2奇偶校驗碼44
2.5.3海明碼44
2.5.4循環冗余校驗碼（CRC）45
實踐環節設計48
項目1：漢字的內碼計算與查看（UP（2/4））48
項目2：文本文件的存儲格式（UP（2/4））50
項目3：整數在計算機內的存儲形式（UP（2/4））52
項目4*：浮點數在計算機內的存儲形式（UP（2/4））54
教學效果測評55
第3章運算和運算器61
3.1邏輯運算及實現62
3.2定點算術運算63
3.2.1定點加減法63
3.2.2定點乘法67
3.2.3定點除法73
3.3浮點算術運算79
3.3.1浮點加減法79
3.3.2浮點乘除法80
3.4算術邏輯運算單元81
3.4.1全加器81
3.4.2串行進位并行運算補碼加法器82
教學效果測評85
第4章存儲系統89
4.1存儲系統概述90
4.1.1存儲器的分類90
4.1.2存儲系統的主要性能指標90
4.1.3存儲系統的層次結構91
4.2主存儲器系統92
4.2.1半導體只讀存儲器93
4.2.2半導體隨機讀寫存儲器96
4.2.3微型計算機中的半導體存儲器實例99
4.3輔助存儲系統101
4.3.1磁介質存儲器101
4.3.2光介質存儲器102
4.3.3電子介質存儲器102
4.4主存儲器的擴展與組織103
4.4.1主存儲器與CPU的連接103
4.4.2主存儲器的擴展105
4.4.3主存儲器的組織109
4.5存儲系統的發展113
4.5.1高速緩沖存儲器113
4.5.2虛擬存儲系統114
4.5.3移動存儲技術114
4.5.4存儲設備的發展115
實踐環節設計117
項目5：存儲器的位擴展（UP（4/8））117
項目6：存儲器的字擴展（UP（4/8））118
項目7*：存儲器的字位同時擴展（UP（4/8））119
項目8☆：高速緩沖存儲器的應用（UP（4））120
教學效果測評121
第5章指令系統130
5.1指令系統基本概念131
5.2指令的格式131
5.2.1指令字長131
5.2.2指令的地址碼132
5.2.3指令的操作碼132
5.3Intel 8086 CPU寄存器的結構及對存儲器的管理134
5.3.18086 CPU中的寄存器組134
5.3.2內存的組織136
5.4指令尋址138
5.4.1立即數尋址方式139
5.4.2寄存器尋址方式140
5.4.3直接尋址方式141
5.4.4寄存器間接尋址方式141
5.4.5寄存器相對尋址方式142
5.4.6基址變址尋址方式143
5.4.7相對基址變址尋址方式144
5.4.8隱含尋址方式145
5.5指令系統的分類146
5.5.1數據傳送類指令146
5.5.2算術運算類指令148
5.5.3邏輯運算與移位類指令149
5.5.4串處理指令151
5.5.5控制轉移類指令152
5.5.6處理器控制類指令152
5.6指令系統的發展153
實踐環節設計155
項目9：算術運算及對標志位的影響（UP（5/4））155
項目10：邏輯運算及對標志位的影響（UP（5/4））157
項目11：循環程序的執行（UP（5/4））158
教學效果測評159
第6章中央處理器164
6.1CPU的結構和功能165
6.1.1CPU的組成166
6.1.2指令的執行過程167
6.1.3時序控制系統168
6.2組合邏輯控制器173
6.2.1組合邏輯控制器的概念173
6.2.2組合邏輯控制器設計舉例174
6.3微程序控制器176
6.3.1微程序設計中的有關術語176
6.3.2微程序控制器的原理177
6.3.3微指令的結構177
6.3.4微程序控制器實例180
6.4中斷控制處理183
6.4.1中斷的概念183
6.4.2中斷系統183
6.4.3中斷的嵌套190
6.4.4中斷的處理過程191
6.5CPU的發展194
6.5.1指令流水線194
6.5.2流水線性能196
6.5.3流水線中的多發技術197
6.5.4CPU的發展和典型CPU197
實踐環節設計202
項目12：算術運算及對標志位的影響（UP（6/4））202
項目13：邏輯運算及對標志位的影響（UP（6/4））203
項目14*：算術邏輯綜合運算及對標志位的影響（UP（6/4））204
項目15：中斷系統（一）（UP（6/4））205
項目16*：中斷系統（二）（UP（6/4））206
項目17☆：流水結構（UP（6/4））207
項目18*：虛擬模型機的設計（CP（1））207
教學效果測評208
第7章人機交互系統215
7.1人機交互系統概述216
7.1.1人機交互的概念216
7.1.2人機交互系統的組成216
7.2人機交互控制方式226
7.2.1直接程序控制方式226
7.2.2中斷程序控制方式227
7.2.3直接存儲器訪問方式227
7.2.4三種訪問方式的特點229
7.3典型人機交互設備229
7.3.1鍵盤229
7.3.2鼠標233
7.3.3顯示器233
7.3.4打印機236
7.3.5觸摸屏237
7.4人機交互的發展238
實踐環節設計240
項目19：輸入輸出指令（UP（7/4/2））240
項目20：修改顯示器緩沖區（UP（7/4/2））240
項目21*：屏蔽鍵盤（UP（7/4/2））241
項目22☆：直接存儲器訪問（DMA）方式（UP（7/4））242
項目23*：編碼鍵盤（UP（7））243
教學效果測評243
第8章總線246
8.1總線與系統集成247
8.1.1總線的產生247
8.1.2總線結構247
8.1.3總線的分類249
8.1.4總線的特性249
8.1.5總線的性能指標250
8.2總線組成與控制251
8.2.1總線驅動251
8.2.2總線控制252
8.2.3總線判優252
8.2.4總線通信254
8.2.5總線和I/O設備255
8.2.6雙向總線驅動芯片舉例255
8.3Pentium機總線結構256
8.4總線結構的演化257
8.4.1工業標準總線258
8.4.2微通道總線258
8.4.3擴充的工業標準總線258
8.4.4局部總線258
8.4.5PCI總線259
教學效果測評259
參考文獻261
附錄ADEBUG基本命令263
附錄BMATLAB基本操作266
附B.1MATLAB簡介266
附B.2MATLAB基本命令266
附B.3Simulink仿真工具268
附B.3.1安裝Simulink268
附B.3.2建立仿真模型270
附B.3.3常用模塊介紹271
附B.3.4運行仿真模型276
附B.3.5子系統276
附錄C《計算機組成原理》虛擬實驗儀278
附C.1《計算機組成原理》虛擬實驗儀簡介278
附C.2《計算機組成原理》虛擬實驗儀的指令280
附C.2.1傳送類指令281
附C.2.2算術運算類指令284
附C.2.3邏輯運算類指令289
附C.2.4轉移類指令291
附C.2.5中斷控制類指令295
附錄D匯編程序的編譯與鏈接297
附D.1MASM.EXE297
附D.2LINK.EXE298
附錄E計算機專業考研專業課大綱（節選）299
附E.1考查目標299
附E.2考試形式和試卷結構299
附E.3考查范圍（《計算機組成原理》部分）299
附E.3.1考查目標299
附E.3.2考查內容300
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