第1章 計算機系統概述 1
1.1 計算機發展歷程 1
1.1.1 計算機硬件的發展 1
1.1.2 計算機軟件的發展 2
1.1.3 計算機的分類與發展方向 2
1.1.4 本節習題精選 3
1.1.5 答案與解析 3
1.2 計算機系統層次結構 4
1.2.1 計算機系統的組成 4
1.2.2 計算機硬件的基本組成 4
1.2.3 計算機軟件的分類 6
1.2.4 計算機的工作過程 7
1.2.5 計算機系統的多級層次結構 7
1.2.6 本節習題精選 8
1.2.7 答案與解析 10
1.3 計算機的性能指標 13
1.3.1 計算機的主要性能指標 13
1.3.2 幾個專業術語 14
1.3.3 本節習題精選 14
1.3.4 答案與解析 17
1.4 本章小結 20
1.5 常見問題和易混淆知識點 21
第2章 數據的表示和運算 24
2.1 數制與編碼 24
2.1.1 進位計數制及其相互轉換 24
2.1.2 真值和機器數 26
2.1.3 BCD碼 27
2.1.4 字符與字符串 27
2.1.5 校驗碼 28
2.1.6 本節習題精選 31
2.1.7 答案與解析 33
2.2 定點數的表示與運算 36
2.2.1 定點數的表示 36
2.2.2 定點數的運算 39
2.2.3 強制類型轉換 45
2.2.4 本節習題精選 47
2.2.5 答案與解析 54
2.3 浮點數的表示與運算 62
2.3.1 浮點數的表示 62
2.3.2 浮點數的加減運算 64
2.3.3 本節習題精選 66
2.3.4 答案與解析 71
2.4 算術邏輯單元（ALU） 78
2.4.1 串行加法器和并行加法器 79
2.4.2 算術邏輯單元的功能和結構 82
2.4.3 本節習題精選 83
2.4.4 答案與解析 84
2.5 本章小結 85
2.6 常見問題和易混淆知識點 86
第3章 存儲系統 89
3.1 存儲器的層次結構 90
3.1.1 存儲器的分類 90
3.1.2 存儲器的性能指標 91
3.1.3 本節習題精選 91
3.1.4 答案與解析 92
3.2 存儲器的層次化結構 93
3.2.1 多級存儲系統 93
3.2.2 本節習題精選 94
3.2.3 答案與解析 94
3.3 半導體隨機存儲器 95
3.3.1 半導體存儲芯片 95
3.3.2 SRAM和DRAM 96
3.3.3 只讀存儲器 98
3.3.4 本節習題精選 99
3.3.5 答案與解析 101
3.4 主存儲器與CPU的連接 103
3.4.1 連接原理 103
3.4.2 主存容量的擴展 104
3.4.3 存儲芯片的地址分配和片選 105
3.4.4 存儲器與CPU的連接 106
3.4.5 本節習題精選 107
3.4.6 答案與解析 109
3.5 雙端口RAM和多模塊存儲器 114
3.5.1 雙端口RAM 114
3.5.2 多模塊存儲器 115
3.5.3 本節習題精選 117
3.5.4 答案與解析 118
3.6 高速緩沖存儲器 120
3.6.1 程序訪問的局部性原理 120
3.6.2 Cache的基本工作原理 121
3.6.3 Cache和主存的映射方式 122
3.6.4 Cache中主存塊的替換算法 124
3.6.5 Cache寫策略 124
3.6.6 本節習題精選 125
3.6.7 答案與解析 130
3.7 虛擬存儲器 136
3.7.1 虛擬存儲器的基本概念 136
3.7.2 頁式虛擬存儲器 137
3.7.3 段式虛擬存儲器 137
3.7.4 段頁式虛擬存儲器 138
3.7.5 快表（TLB） 138
3.7.6 虛擬存儲器與Cache的比較 139
3.7.7 本節習題精選 139
3.7.8 答案與解析 143
3.8 本章小結 147
3.9 常見問題和易混淆知識點 148
第4章 指令系統 150
4.1 指令格式 150
4.1.1 指令的基本格式 150
4.1.2 定長操作碼指令格式 152
4.1.3 擴展操作碼指令格式 152
4.1.4 本節習題精選 153
4.1.5 答案與解析 155
4.2 指令尋址方式 158
4.2.1 指令尋址和數據尋址 158
4.2.2 常見的數據尋址方式 158
4.2.3 本節習題精選 162
4.2.4 答案與解析 169
4.3 CISC和RISC的基本概念 174
4.3.1 復雜指令系統計算機（CISC） 174
4.3.2 精簡指令系統計算機（RISC） 175
4.3.3 CISC和RISC的比較 175
4.3.4 本節習題精選 176
4.3.5 答案與解析 176
4.4 本章小結 177
4.5 常見問題和易混淆知識點 178
第5章 中央處理器 180
5.1 CPU的功能和基本結構 180
5.1.1 CPU的功能 180
5.1.2 CPU的基本結構 181
5.1.3 本節習題精選 182
5.1.4 答案與解析 184
5.2 指令執行過程 186
5.2.1 指令周期 186
5.2.2 指令周期的數據流 187
5.2.3 指令執行方案 189
5.2.4 本節習題精選 190
5.2.5 答案與解析 192
5.3 數據通路的功能和基本結構 194
5.3.1 數據通路的功能 194
5.3.2 數據通路的基本結構 194
5.3.3 本節習題精選 195
5.3.4 答案與解析 200
5.4 控制器的功能和工作原理 205
5.4.1 控制器的結構和功能 205
5.4.2 硬布線控制器 206
5.4.3 微程序控制器 210
5.4.4 本節習題精選 215
5.4.5 答案與解析 220
5.5 指令流水線 224
5.5.1 指令流水線的基本概念 224
5.5.2 流水線的分類 226
5.5.3 影響流水線的因素 226
5.5.4 流水線的性能指標 227
5.5.5 超標量流水線的基本概念 228
5.5.6 本節習題精選 229
5.5.7 答案與解析 234
5.6 本章小結 240
5.7 常見問題和易混淆知識點 242
第6章 總線 243
6.1 總線概述 243
6.1.1 總線基本概念 243
6.1.2 總線的分類 244
6.1.3 系統總線的結構 244
6.1.4 總線的性能指標 245
6.1.5 本節習題精選 246
6.1.6 答案與解析 249
6.2 總線仲裁 252
6.2.1 集中仲裁方式 252
6.2.2 分布仲裁方式 254
6.2.3 本節習題精選 254
6.2.4 答案與解析 255
6.3 總線操作和定時 256
6.3.1 總線傳輸的4個階段 256
6.3.2 同步定時方式 256
6.3.3 異步定時方式 256
6.3.4 本節習題精選 257
6.3.5 答案與解析 258
6.4 總線標準 259
6.4.1 常見的總線標準 259
6.4.2 本節習題精選 260
6.4.3 答案與解析 261
6.5 本章小結 261
6.6 常見問題和易混淆知識點 262
第7章 輸入/輸出系統 263
7.1 I/O系統基本概念 263
7.1.1 輸入/輸出系統 263
7.1.2 I/O控制方式 264
7.1.3 本節習題精選 264
7.1.4 答案與解析 265
7.2 外部設備 265
7.2.1 輸入設備 265
7.2.2 輸出設備 265
7.2.3 外存儲器 267
7.2.4 本節習題精選 269
7.2.5 答案與解析 271
7.3 I/O接口 272
7.3.1 I/O接口的功能 272
7.3.2 I/O接口的基本結構 273
7.3.3 I/O接口的類型 273
7.3.4 I/O端口及其編址 273
7.3.5 本節習題精選 274
7.3.6 答案與解析 275
7.4 I/O方式 276
7.4.1 程序查詢方式 276
7.4.2 程序中斷方式 277
7.4.3 DMA方式 281
7.4.4 本節習題精選 284
7.4.5 答案與解析 291
7.5 本章小結 298
7.6 常見問題和易混淆知識點 299
參考文獻 301