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内容简介
本书是普通高等教育“十一五”规划教材和南京大学教学成果。全书系统介绍计算机组成和系统结构的基本概念、工作原理、设计方法和当前的新技术与发展趋势。第1，2章为基础部分，介绍计算机的基本构成、数据的表示方法；第3～9章详细介绍运算器、存储器、控制器、输入和输出等部件的构成、功能及相关算法；第10章介绍计算机硬件技术的发展。本书内容简明精炼，实例丰富，原理讲解透彻，各章配有习题，并为任课教师免费提供电子课件。
目录
目 录
第1章 概述 1
1.1 计算机的定义和特性 1
1.1.1 什么是计算机 1
1.1.2 计算机的特性 1
1.2 计算机的发展历程 2
1.2.1 电子计算机的诞生 2
1.2.2 第一代计算机 3
1.2.3 第二代计算机 3
1.2.4 第三代计算机 3
1.2.5 第四代计算机 4
1.2.6 新一代计算机 6
1.2.7 我国计算机的发展 6
1.3 计算机的组成与结构 7
1.3.1 计算机系统的层次结构 7
1.3.2 计算机硬件 8
1.3.3 计算机软件 9
1.4 计算机的分类与应用 11
1.4.1 计算机的分类 11
1.4.2 计算机应用 12
习题1 14
第2章 数据的表示 15
2.1 数据、信息和媒体 15
2.1.1 数据 15
2.1.2 信息 16
2.1.3 媒体 16
2.2 数字化信息编码 16
2.3 数值数据的编码表示 18
2.3.1 进位计数制及其各进位制数之间的转换 18
2.3.2 定点与浮点表示 22
2.3.3 编码系统 23
2.3.4 无符号数的编码表示 28
2.3.5 浮点数的编码表示 28
2.3.6 十进制数的二进制编码表示 34
2.4 非数值数据的编码表示 36
2.4.1 逻辑数据 36
2.4.2 西文字符 36
2.4.3 汉字字符 38
2.4.4 多媒体信息 40
2.5 二进制信息的计量单位 42
2.6 数据校验码 43
2.6.1 奇偶校验码 44
2.6.2 海明校验码 45
2.6.3 循环冗余校验码 48
习题2 51
第3章 运算器与运算方法 53
3.1 基本组成 53
3.2 算术与逻辑单元 54
3.2.1 半加器与全加器 54
3.2.2 串行进位与并行进位 55
3.2.3 ALU部件 58
3.3 定点数加、减法运算 62
3.3.1 补码定点数加、减法 62
3.3.2 原码定点数加、减法 65
3.4 定点数乘法运算 66
3.4.1 原码一位乘法 66
3.4.2 原码二位乘法 69
3.4.3 补码一位乘法 70
3.4.4 补码二位乘法 73
3.4.5 阵列乘法器 74
3.5 定点数除法运算 75
3.5.1 原码除法运算 75
3.5.2 补码除法运算 80
3.5.3 阵列除法器 82
3.6 浮点数运算 83
3.6.1 浮点数加、减法运算 83
3.6.2 浮点数乘、除法运算 86
3.7 十进制数的加、减法运算 89
习题3 92
第4章 存储系统 94
4.1 存储器概述 94
4.1.1 存储器的主要性能指标 94
4.1.2 存储器分类 94
4.1.3 存储器结构 95
4.2 半导体读/写存储器 97
4.2.1 基本存储单元 97
4.2.2 半导体RAM芯片 99
4.3 半导体只读存储器 108
4.3.1 掩模只读存储器（Masked ROM） 108
4.3.2 可编程ROM（PROM） 108
4.3.3 可擦除和可编程的ROM（EPROM） 109
4.3.4 电擦除电改写只读存储器（EEPROM） 110
4.4 高速缓冲存储器 110
4.4.1 工作原理 110
4.4.2 映射方式 111
4.4.3 替换算法 113
4.4.4 “Cache—主存”内容的一致性问题 115
4.4.5 Cache 结构举例 115
4.5 虚拟存储器 117
4.5.1 虚拟存储器的功能 117
4.5.2 虚拟存储器的基本管理方法 117
4.6 辅助存储器 121
4.6.1 磁表面存储器 121
4.6.2 光盘存储器 128
习题4 130
第5章 指令系统 132
5.1 指令格式与指令长度 132
5.1.1 指令格式 132
5.1.2 指令长度 133
5.2 寻址方式 133
5.3 指令类型 136
5.4 堆栈和堆栈存取方式 138
5.5 指令系统举例 140
5.5.1 IBM 370系列机指令格式 140
5.5.2 PDP-11小型机指令格式 141
5.5.3 Pentium机指令系统 141
5.5.4 PowerPC机指令系统 143
5.6 CISC与RISC指令 145
5.7 MMX技术 146
习题5 150
第6章 中央处理机组织 1