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内容大纲
本书主要介绍计算机硬件系统中的重要概念,并且寻找硬件系统与程序开发执行过程的关系。本书共分7章,主要内容包括计算机系统概述、数字逻辑电路分析与设计基础、高级语言中数据的机器级表示与处理、高级语言程序的转换与机器级表示、可执行程序在计算机中的执行过程、计算机存储程序和数据的方式、高级语言中输入/输出操作的实现。
本书将简单易懂的C语言程序与计算机硬件系统的重要概念结合起来,帮助读者发掘计算机软件系统与硬件系统的联系,从而建立完整的计算机整体概念。
本书适合普通本科和高职院校作为计算机系统基础课程,帮助学生从计算机系统整体角度去理解,并为后续专业课程打下基础。 -
作者介绍
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目录
第1章 计算机系统概述
1.1 计算机的发展简史
1.2 计算机发展的时代划分
1.3 微型计算机
1.3.1 微型计算机的初步印象
1.3.2 微型计算机的发展简史——Intel CPU的发展
1.4 芯片的制造
1.4.1 从晶体管到集成电路芯片
1.4.2 集成电路芯片的制造过程
1.5 计算机系统的组成
1.5.1 计算机硬件组成
1.5.2 计算机软件组成
1.6 计算机系统的抽象层次结构
1.7 程序的开发与执行过程
1.7.1 计算机执行的简单实例
1.7.2 可执行文件在硬件上的执行
1.8 计算机性能评价
1.9 用基准程序对计算机进行性能评估
1.10 云计算、普适化、物联网、智能化
1.11 总结
习题
第2章 数字逻辑电路分析与设计基础
2.1 模拟电路与数字电路的关系
2.2 布尔代数与数字电路的关系
2.2.1 基本逻辑运算
2.2.2 逻辑函数的表示方法
2.2.3 逻辑函数的化简与实现
2.3 组合逻辑电路分析与设计
2.3.1 组合逻辑电路的分析
2.3.2 组合逻辑电路的设计
2.4 触发器
2.4.1 基本RS触发器
2.4.2 同步RS触发器
2.4.3 主从RS触发器
2.4.4 主从JK触发器
2.4.5 D触发器
2.4.6 T触发器
2.5 时序逻辑电路分析与设计
2.5.1 同步时序逻辑电路的分析
2.5.2 同步时序逻辑电路的设计
习题
第3章 高级语言中数据的机器级表示与处理
3.1 数制和编码
3.1.1 进位计数制
3.1.2 定点与浮点表示
3.1.3 数的编码表示
3.2 C语言中数的表示
3.3 C语言中整数的表示
3.3.1 无符号整数
3.3.2 有符号整数
3.4 C语言中浮点数的表示
3.4.1 浮点数的规格化与IEEE 754标准
3.4.2 浮点数的表示范围
3.5 十进制数的表示
3.5.1 用ASCII码字符表示
3.5.2 用BCD码表示
3.6 非数值数据的编码表示
3.6.1 逻辑值
3.6.2 西文字符
3.6.3 汉字字符
3.7 数据的宽度和存储
3.7.1 计算机中数据的单位
3.7.2 计算机中数据存储和排列
3.8 数据的基本运算
3.8.1 按位运算
3.8.2 逻辑运算
3.8.3 移位运算
3.8.4 整数加减运算
3.8.5 整数乘法运算
3.8.6 浮点运算
3.9 定点运算器的组成
3.9.1 寄存器组
3.9.2 算术逻辑运算单元ALU
习题
第4章 高级语言程序的转换及机器级表示
4.1 程序转换概述
4.1.1 机器指令与汇编指令
4.1.2 指令集体系结构
4.1.3 生成机器代码的过程
4.2 80x86指令系统概述
4.2.1 指令格式
4.2.2 8086 cPU寄存器组织
4.2.3 IA-32 CPU寄存器组织
4.2.4 8086存储器组织
4.2.5 IA-32存储器组织
4.2.6 8086寻址方式
4.2.7 IA-32寻址方式
4.3 IA-32常用指令类型及其操作
4.3.1 传送指令
4.3.2 定点算术运算指令
4.3.3 按位运算指令
4.3.4 控制转移指令
4.3.5 IA一32汇编语言实例
4.4 c语言程序的机器级表示
4.4.1 过程调用语句的汇编指令表示
4.4.2 选择语句的汇编指令表示
4.4.3 循环结构的汇编指令表示
4.4.4 数组的分配和访问
习题
第5章 可执行程序在计算机中的执行过程
5.1 程序执行的概述
5.2 CPU的基本功能和组成
5.3 时序控制方式与时序系统
5.3.1 时序控制方式
5.3.2 三级时序系统
5.4 数据通路
5.4.1 构造一个模型机
5.4.2 模型机的时序系统
5.4.3 微操作序列
5.4.4 实例计算机中的数据通路
5.4.5 控制信号的设置
5.5 数据通路的发展
5.5.1 单总线数据通路
5.5.2 三总线数据通路
5.6 CPU的流水线技术
5.6.1 流水线的基本概念
5.6.2 流水线的特点
5.7 流水线中的主要问题
5.8 高级流水线
5.9 中国“芯”的崛起
习题
第6章 计算机存储程序和数据的方式
6.1 存储器概述
6.1.1 存储器的基本概念
6.1.2 存储器的分类
6.1.3 存储器的层次结构
6.2 主存与CPU的连接
6.3 主存储器
6.3.1 概述
6.3.2 只读存储器
6.3.3 随机存储器
6.3.4 存储器的扩展
6.3.5 PC主存储器的物理结构
6.4 高速缓存
6.4.1 高速缓存的工作原理
6.4.2 高速缓存——主存地址映射及变换
6.4.3 高速缓存的替换算法
6.4.4 高速缓存的写策略
6.4.5 现代计算机的高速缓存结构
6.4.6 C语言与高速缓存
习题
第7章 高级语言中输入/输出操作的实现
7.1 I/O系统概述
7.2 I/O硬件
7.2.1 I/O设备
7.2.2 I/O接口的作用
7.2.3 I/O接口的基本组成
7.2.4 I/O接口及其编址
7.2.5 主机与外设的交互过程
7.3 I/0接口的输入输出控制方法
7.4 设备驱动程序
7.5 中断服务程序
7.5.1 中断源和中断分类
7.5.2 中断的处理过程
习题
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