计算机组成原理（附光盘）

    本书共分6章。第1章为计算机组成概述；第2章介绍数字电路基础和在计算机中常用的逻辑器件；第3章～第6章讲解计算机组成原理的主体内容，包括计算机系统的中央处理器（CPU）、存储器系统和输入输出系统。本书的配套光盘提供了完整的电子版教案、教学中重点、难点内容的动画学业 示及实验演示。 本书是计算机专业的本科生“计算机组成原理”课程的教材，也可供从事与计算机相关业务的生产科研和工程技术人员参考。

    

第1章 概述
1.1 计算机系统的基本组成及其层次结构
1.2 计算机的体系结构、组成和实现
1.3 计算机系统发展进步和拓展应用的进程
本章小结
习题与思考题
第2章 数字电路基础和计算机中的逻辑部件
2.1 数字电路基础
2.2 基本逻辑门和布尔代数知识基础
2.3 组合逻辑电路及其应用
2.4 时序逻辑电路及其应用
2.5 现场可编程器件及其应用
2.6 几个专用功能器件和存储器芯片的引脚图
本章小结
习题与思考题
第3章 数据表示、运算和运算器部件
3.1 数字化信息编码的概念和二进制编码知识
3.2 数据表示—常用的信息编码
3.3 二进制数值数据的编码与运算算法
3.4 运算器部件的组成与设计
3.5 浮点运算与浮点运算器
本章小结
习题与思考题
第4章 指令、指令系统和控制器部件
4.1 指令格式和指令系统概述
4.2 寻址方式概述与应用实例
4.3 指令系统和汇编语言程序设计举例
4.4 控制器的功能、组成与指令执行步骤
4.5 微程序控制器部件
4.6 硬连线控制器部件
本章小结
习题与思考题
第5章 多级结构的存储器系统
5.1 三级结构的存储器系统概述
5.2 主存储器部件的组成与设计
5.3 外存储器设备与磁盘阵列技术
5.4 高速缓冲存储器
5.5 虚拟存储器部件
本章小结
习题与思考题
第6章 输入输出设备与输入输出系统
6.1 输入输出设备概述
6.2 显示器设备的组成和运行原理
6.3 打印机设备的组成与运行原理
6.4 计算机的输入设备
6.5 计算机输入输出系统概述
6.6 计算机总线
6.7 输入输出接口概述
6.8 常用的输入输出方式
本章小结
习题与思考题
附录A TEC-2000教学计算机的总体框图与功能部件逻辑图
附录B 新旧逻辑电路图形符号对照表
附录C 国内外电气图形符号对照表
参考文献

本教材已经出版了两版。通过几年的使用，许多教师和学生提出了一些很好的意见和建议，希望做一些较为重大的修订，经过认真的论证和探讨，决定出版新的版本。在这一版中的主要变动体现在以下几个方面： (1) 增加了概述一章，使学生尽早地对计算机组成概貌有一个整体认识。 (2) 对原来第1章的教学内容做了重大修改，线路知识从半导体讲起，门电路强调它的逻辑功能和外特性，计算机中所用的逻辑器件和功能部件设计等内容密切结合教学计算机实例，使第2章和后4章的内容形成一个统一的整体，在同等教学要求的前提下，有利于减少教学学时。 (3) 对教学内容做了一定程度的精简，使重点教学内容更加..

我们正处在跨越世纪的门槛上，人类社会在一股股变革性力量的推动下发生着根本性的变化。知识经济时代的到来向我们显示，一个国家最重要的资源已经不再是土地、劳动力或资本，而是其国民的知识和创造力；国与国的竞争虽然常常表现为政治、经济或军事实力的较量，但归根到底已是一场教育和科技的竞争。换言之，国家的综合实力将主要由其国民的教育水平来决定。一时间，世界各国的校长们、跨国企业的巨头们乃至许多政府首脑们都在纷纷议论21世纪的教育，以迎接知识经济的挑战。我们中华民族有着延续几千年的文明，现在为在世界民族之林重振雄风，再展辉煌，发出了时代的特强音：实施科教兴国，提高全民素质。从中..

插图：


这种三级结构的存储器系统的运行原理，或者说它可以有良好的性能价格比，是建立在程序运行的局部性原理之上的。程序运行的局部性原理主要体现在如下3个方面：
时间方面，在一小段时间内，最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问；
空间方面，这些最近被访问过的程序和数据，往往集中在一小片存储区域中；
在指令执行顺序方面，指令顺序执行比转移执行的可能性要大（大约为5：1）。
这样就有可能把要使用的程序和数据，按其使用的急迫和频繁程度，分时间段、分批量、合理地调入存储容量不同、读写速度不同的存储器部件中，并由计算机硬件、软件自动地统一管理与调度。就是说，把CPU最近一小段时间要频繁、高速使用的信息存储在高速缓冲存储器中，可以快速完成读写操作，不至于拖慢CPU的运行速度，当然这种信息数量不能太多，但在这一小段时间内也应够用；把在略长一段时间内要用的较多信息存放在主存储器中，只是在CPU从高速缓冲存储器中找不到要用的信息时，才读速度较慢的主存储器，用时会长一些，但找到这一信息的概率会大得多，在把得到的信息读人CPU的同时，还顺便将其写入到高速缓冲存储器中，并标明这一信息来自主存储器的哪个存储单元，下次再用到这一信息时，就不必再去读速度较慢的主存储器，而是快速地从高速缓冲存储器中直接得到；把那些暂时可以先不使用的信息保存在容量非常大的虚拟存储器中，用到时再从那里以更大的批量读入主存储器，读人的速度会慢得多，但确保再大的程序和再多的数据总有办法（分时、分批量地）调入主存储器且保证系统正常运行。
在三级结构的存储器系统中，这3级不同的存储器中存放的信息必须满足如下两个重要原则：
一致性原则，同一个信息会同时存放在几个级别的存储器中，此时，这一信息在几个级别的存储器中必须保持相同的值。
包含性原则，处在内层（更靠近CPU）存储器中的信息一定被包含在各外层的存储器中，即内层（更靠近CPU）存储器中的全部信息一定是各外层存储器中所存信息中一小部分的副本，这是保证程序正常运行、实现信息共享、提高系统资源利用率所必需的，反之，则不成立。