本书从当代工程观点讲述了逻辑与计算机设计方面的内容，自出版以来已被全球超过25万人使用。本书以清晰的解释和逐步延伸的实例来帮助读者理解内容，实例涵盖了从简单的组合应用到建立在RISC内核基础上的CISC结构，更加重视培养读者在计算机辅助设计、问题形式化、解决方案验证和问题解决技巧方面的能力。

本书以通用计算机为线索，由浅入深地讲解了逻辑设计、数字系统设计和计算机设计的基础知识。本书从1997年的第1版开始，就采用将逻辑设计与计算机设计原理相结合的编写方式，并紧跟行业的发展趋势，及时调整和补充教材内容。第5版包含了相关研究领域和行业的最新发展情况，突出了课程内容方面的最新变化，要求计算机系统设计者在一个更高的层次上进行设计抽象并管理更大范围的复杂性问题。在计算机系统设计中，特别是在逻辑层次上，更为有效地弥补了当前教学与工业实现之间的鸿沟，同时，新版仍然保持着过去的章节结构，使得教师可以更容易地为学生量身定制学习内容。本书紧跟行业的发展趋势，新增加了一些内容（如硬件描述语言），删除或者弱化了某些不太重要的内容，修改了某些内容以反映计算机技术和计算机辅助设计所发生的变化。
本书特色如下：
强调现代计算机设计的基本原理，从简单的组合逻辑应用到在RISC核上构建CICS结构，通过大量实例和渐进式的设计过程来阐述原理性内容。
在内容安排上，第1~4章介绍逻辑设计，第5~7章讨论数字系统设计，第8~12章介绍计算机设计。这样的安排可以帮助读者自底向上地完成各种函数设计，并将其应用到后续章节的计算机设计中，为读者提供牢固的数字系统设计基础。
新增关于计算机系统抽象层次以及它们的作用、数字设计的过程和字符编码的内容；简要地介绍了测试与验证对设计成本的影响；补充了关于FPGA的内容。调整了部分章节的位置，将有关JK触发器和T触发器的描述移到了配套网站上。
附有60多个主要来自现代日常生活的产品设计的真实例子和问题，可以激发读者的学习兴趣。
本书提供了大量的辅助学习材料，包括教师手册、补充读物、所有例子的VHDL和Verilog源文件、有关工具及网站的链接、PPT和习题解答等。

本书的目的是为广大读者提供学习逻辑设计、数字系统设计和计算机设计的基础知识。本书第5版突出了课程内容方面的最新发展。从1997年的第1版开始，作者就不断对其进行修改，提供一种独一无二的将逻辑设计与计算机设计原理结合在一起的方法，并特别强调硬件。过去几年，教材一直紧跟行业的发展趋势，新增加了一些内容（如硬件描述语言），删除或者弱化了某些不太重要的内容，修改了某些内容以反映计算机技术和计算机辅助设计所发生的变化。
新版的变化
第5版反映了相关技术与设计实践方面的一些变化，与过去相比，要求计算机系统设计者在一个更高的层次上进行设计抽象并管理更大范围的复杂性问题。在不同抽象层次进行逻辑、数字系统和计算机设计所涉及的内容已经不能同日而语，本书新版的目的就是要在计算机系统设计特别是在逻辑层次上更为有效地弥补现在的教学状况与工业实现之间的鸿沟。同时，新版仍然保持着过去的章节组织，方便教师针对电气与计算机工程和计算机科学专业的学生根据需要选讲部分内容。新版的变化包括：
第1章的更新包括对计算机系统抽象层次的讨论，以及它们的作用，还简要介绍了数字设计的过程。为加强国际化，第1章还有一些关于字符编码的新内容。
本书在第2章就开始介绍硬件描述语言（HDL），比以前的版本更早。对于涉及组合和时序逻辑设计的章节，都会给出电路的HDL描述以及逻辑框图与状态图，从而表明在当代数字系统设计实践中HDL变得日益重要。关于传播延迟（数字系统基本的一阶设计约束）的内容已经移到了第2章。
第3章结合原来第3章中有关功能模块的内容和原来第4章中有关算术电路模块的内容，展现一组常见的组合逻辑功能模块，这些功能模块的HDL模型在本章随处可见。第3章介绍分层设计的概念。
时序电路出现在第4章。这一章包括原来第5章中对设计过程的描述和原来第6章中的时序电路定时、输入同步和亚稳态的相关知识。有关JK触发器和T触发器的描述放到了教材的配套网站上。
第5章讨论一些与数字硬件实现相关的话题，包括互补金属氧化物（CMOS）门和可编程逻辑的设计。除包含原来第6章中的大部分内容外，现在的第5章还简要地介绍了测试与验证对设计成本的影响。由于使用本教材的很多课程都用现场可编程门阵列（FPGA）来进行实验练习，所以我们对FPGA的叙述进行了扩充，通过一个简单的、基本的FPGA结构来讲解许多商用FPGA系列中都会出现的基本可编程元器件 。
剩下的章节（包括计算机设计在内）已经进行了更新，以便反映从上一个版本以来出现的最新变化。重要的更新包括将高阻缓冲器从原来的第2章移动到6.8节中，以及在第9章增加了如何在高级语言中用过程调用和返回来实现函数调用的相关讨论。
除了提供完整的数字和计算机设计内容之外，第5版还特别强调现代设计的基本原理。从简单的组合逻辑应用到在RISC核上构建CISC结构，多个例子的清晰解释和渐进式的设计过程可以诠释书中内容。完整的传统内容包括计算机辅助设计、问题形式化、解决方案验证，以及综合能力培养，而灵活性则体现在可选的逻辑设计、数字系统设计和计算机设计，以及硬件描述语言的相关内容中（不选、选用VHDL或选用Verilog）。
经过这次修订，本书第1～4章讲解逻辑设计，第5～7章讨论数字系统设计，第8～12章重点介绍计算机设计。这样的安排可以逐渐地、自底向上地完成各种函数设计，并将其应用到后续章节自顶向下的计算机设计中，为读者提供牢固的数字系统设计基础。下面是各章相关内容的概括。
逻辑设计
第1章介绍数字计算机、计算机系统抽象层次、嵌入式系统，以及包括数制、算术运算和编码在内的信息表示。
第2章研究门电路和它们的类型，以及设计和成本优化的基本方法。概念包括布尔代数、代数优化和卡诺图优化、传播延迟，以及在VHDL和Verilog中使用结构和数据流模型表示的门级硬件描述语言模型。
第3章从一个现代逻辑设计过程的概述开始，设计过程的详细步骤包括问题形式化、逻辑优化、用与非门和或非门进行工艺映射，组合逻辑设计的实例中还包括验证。另外，这一章还包括函数和构建组合设计模块，包括使能和输入定值、译码、编码、代码转换、选择、分配、加法、减法、递增、递减、填充、扩展和移位以及它们的实现。本章还包括许多逻辑模块的VHDL和Verilog模型。
第4章包括时序电路分析和设计。讨论了锁存器和边沿触发式触发器，并着重讲解了D触发器。本章的重点是状态机图和状态表的形式化表示。时序电路完整的设计过程包括规格说明、形式化、状态分配、触发器输入和输出方程确定、优化、工艺映射以及验证。时序电路通常都太复杂，不能用传统的状态图来表示，但可以用状态机图模型来表示，这一章通过现实世界的两个例子来阐述和说明这一观点。这一章包括用VHDL和Verilog来描述触发器和时序电路，介绍了VHDL和Verilog程序行为的语言结构以及用于验证的测试程序。本章最后介绍了时序电路的延迟和定时，以及异步输入的同步和亚稳态问题。
数字系统设计
第5章重点介绍当前技术的各个方面，包括MOS晶体管和CMOS电路，以及可编程逻辑技术。可编程逻辑包括只读存储器、可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑和FPGA。这一章包括一些例子，它们用一个简单的FPGA结构来解释在更为复杂的商用FPGA硬件中出现的各种各样的可编程元器件。
第6章讲解寄存器及其应用。移位寄存器和计数器的设计基于第3章和第4章所讲解的触发器和某些函数及其实现。只有行波计数器作为一个全新的概念加以介绍。讨论了寄存器传输的并行和串行方式，如何权衡时间与空间开销。其中有一节侧重于执行多种运算的多功能寄存器的寄存器单元设计。数据通路和控制单元的协同设计过程使用了寄存器传输语言和状态机图，并且用现实世界的两个例子对其进行了解释。对所选的寄存器类型也用Verilog和VHDL语言进行了描述。
第7章介绍静态随机访问存储器（SRAM）和动态随机访问存储器（DRAM），以及基本存储器系统，还简单地介绍了动态随机访问存储器的各种不同类型。
计算机设计
第8章讲述寄存器文件、功能单元、数据通路，以及两种简单计算机—单周期计算机和多周期计算机。重点讨论数据通路和控制单元设计的形式化概念，以及用它们来设计具有特定指令和指令集的单周期和多周期计算机。
第9章介绍与指令集结构相关的许多内容，包括地址计算、寻址模式、指令结构和类型，并讲解浮点数表示法和浮点运算，以及程序控制方法，包括过程调用与中断。
第10章讨论一些高性能处理器的概念，如流水式RISC和CISC处理器。通过将微编码硬件添加到修改了的RISC处理器上，CISC处理器可以使用RISC的流水线来执行CISC指令集，这是当今CISC处理器中使用的一种方法。除此之外，还介绍了高性能CPU在概念和结构方面的创新，其中包括两个多CPU微处理器的例子。
第11章讲解如何在CPU和内存之间、输入/输出接口和外围设备之间进行数据传送。讨论了键盘、液晶显示器（LCD）、硬盘驱动器等外部设备和键盘接口，以及包括通用串行总线（USB）在内的串行通信和中断系统的实现。
第12章重点讨论存储器的分层。介绍了“访问的局部性”的概念，并通过cache和内存之间、内存和硬盘之间的关系对其进行了详细讲解。分析了cache设计的各种参数。存储器管理重点关注分页管理和支持虚拟存储的传输后备缓冲器。
除了教材本身之外，还提供了一个配套网站（www.pearsonhighered.com/mano）和一本教师手册。配套网站的内容包括以下几个方面：1）补充材料，包括先前版本中删除掉的部分内容；2）所有例子的VHDL和Verilog源文件；3）关于FPGA设计和HDL模拟的计算机辅助设计工具的链接；4）全书大约1/3习题的答案；5）勘误表；6）第1～8章的幻灯片；7）书中复杂的图表；8）有助于了解新内容、更新和更正相关内容的网站消息。我们鼓励教师定期查看网站上的信息以便了解网站的变化。教师手册包括书的使用建议以及所有习题的答案。学校中每一个使用这本书上课的教师都有权限从Pearson在线访问这本手册。使用建议还提供了根据多种不同课程教学大纲使用该教材的重要的详细信息。
本书覆盖逻辑和计算机设计的面很广，因此可作为大二到大三年级不同教学目的的教材。去掉可选择的内容，第1～9章其余的部分可以作为计算机科学、计算机工程、电气工程或一般工程专业的学生一个学期学习硬件的课程。第1～4章，或许再加上第5～7章一些可选部分是对逻辑设计的一个基本介绍，对电气工程和计算机工程专业的学生来说，这些内容只要一个季度的学习时间就够了。一个学期学完第1～7章的全部内容，将会深入了解更为强大、更加先进的逻辑设计方法。整本书（在两个季度的时间内学会）可以为计算机工程和计算机科学专业的学生提供逻辑和计算机设计的基础知识。本书的全部内容再加上适当的补充材料或实验环节，可以作为两个学期内学习逻辑设计和计算机体系结构的课程。由于取材广泛，并且处理得当，本书还是工程师和计算机科学工作者自学的理想书籍。最后，配套网站上提供的补充读物对实现这些不同的目标来说都是有益的。
作者感谢教师在以前版本中所做的贡献，他们的影响依然体现在现在这个版本中，特别感谢Vanderbilt大学的Bharat Bhuva教授、San Jose州立大学的Donald Hung教授，以及Katherine Compton、Mikko Lipasti、Kewal Saluja和Leon Shohet教授和威斯康星大学麦迪逊分校电气与计算机工程系的Michael Morrow教师委员会。我们感谢教师和学生对过去版本提出的修正意见，尤其是Dordt大学Douglas De Boer教授的修改意见。在开始着手修改第5版时，我收到了来自弗吉尼亚理工大学的Patrick Schaumont和Cameron Patterson，以及瑞典皇家理工学院的Mark Smith关于第4版的重要反馈意见。在更新我们系的“计算机工程导论”课程时，我多次与弗吉尼亚理工大学的Kristie Cooper和Jason Thweatt一起对第4版的使用进行了讨论，并从中受益。我还要感谢Pearson集团的朋友们对新版所做出的艰苦工作。特别是，我要感谢Andrew Gilfillan选我作为新版的第3作者，以及他在新版计划中所给予的帮助；感谢Julie Bai在Andrew更换工作后敏捷地完成了过渡，以及她对手稿给予的指导、支持和宝贵的反馈意见；感谢Pavithra Jayapaul在教材编辑过程中给予的帮助以及在我延期（特别是写这个前言）处理时所表现出的耐心；感谢Scott Disanno和Shylaja Gattupalli在教材编辑过程中的指导和关心。特别感谢Morris Mano和Charles Kime在编写本教材过去几个版本时所付出的努力。被选作他们的继承者是一种荣幸。最后，我要感谢Karen、Guthrie和Eli在我写作时所给予的耐心和支持。

—Tom Martin
弗吉尼亚布莱克斯堡

计算机\计算机组成

本书以通用计算机为线索，由浅入深地讲解了逻辑设计、数字系统设计和计算机设计的基础知识。本书从1997年的第1版开始，就采用将逻辑设计与计算机设计原理相结合的编写方式，并紧跟行业的发展趋势，及时调整和补充教材内容。第5版包含了相关研究领域和行业的最新发展情况，突出了课程内容方面的最新变化，要求计算机系统设计者在一个更高的层次上进行设计抽象并管理更大范围的复杂性问题。在计算机系统设计中，特别是在逻辑层次上，更为有效地弥补了当前教学与工业实现之间的鸿沟，同时，新版仍然保持着过去的章节结构，使得教师可以更容易地为学生量身定制学习内容。本书紧跟行业的发展趋势，新增加了一些内容（如硬件描述语言），删除或者弱化了某些不太重要的内容，修改了某些内容以反映计算机技术和计算机辅助设计所发生的变化。
本书特色如下：
?强调现代计算机设计的基本原理，从简单的组合逻辑应用到在RISC核上构建CICS结构，通过大量实例和渐进式的设计过程来阐述原理性内容。
?在内容安排上，第1~4章介绍逻辑设计，第5~7章讨论数字系统设计，第8~12章介绍计算机设计。这样的安排可以帮助读者自底向上地完成各种函数设计，并将其应用到后续章节的计算机设计中，为读者提供牢固的数字系统设计基础。
?新增关于计算机系统抽象层次以及它们的作用、数字设计的过程和字符编码的内容；简要地介绍了测试与验证对设计成本的影响；补充了关于FPGA的内容。调整了部分章节的位置，将有关JK触发器和T触发器的描述移到了配套网站上。
?附有60多个主要来自现代日常生活的产品设计的真实例子和问题，可以激发读者的学习兴趣。
?本书提供了大量的辅助学习材料，包括教师手册、补充读物、所有例子的VHDL和Verilog源文件、有关工具及网站的链接、PPT和习题解答等。

[美] M.Morris Mano（M.莫里斯﹒马诺）　 Charles R.Kime（查尔斯 R. 凯姆）　 Tom Martin（汤姆﹒马丁）著：暂无简介

邝继顺 尤志强 凌纯清 蔡晓敏 译：暂无简介

如今我们生活在信息时代。试想，如果没有了网络、计算机、手机和电视，世界会变得怎样？答案一定是世界将变得暗淡无光，甚至是悲惨的！数字电路与计算机技术作为其他技术的重要基础之一，成就了当今人们高效有序、丰富多彩的工作与生活。从发明晶体管和集成电路到现在，数字电路和数字系统设计技术已经红红火火地走过了半个世纪，计算机技术更是在最近三十多年跳跃式地发展。人们对未来充满着更多美好的期望，数字电路与计算机必将承载着这一切向更广范围、更高水准延伸与发展。
从1997年至今，本书英文版已经发行了5个版本，均受到了读者的广泛好评。除了为读者提供学习逻辑设计、数字系统设计和计算机设计的基础知识之外，第5版还包含相关研究领域和行业的最新发展情况。与过去相比，现代工业实践要求计算机系统设计者在一个更高的层次上进行设计抽象并管理更大范围的复杂性问题。在不同抽象层次进行逻辑、数字系统和计算机设计所涉及的内容已经不能同日而语，本书新版更为有效地弥补了计算机系统设计（特别是在逻辑层次上）的教学状况与工业实现之间的鸿沟。
本书以通用计算机为线索，由浅入深地讲解了逻辑设计、数字系统设计和计算机设计。其中，第1～4章为逻辑设计，包括数字系统与信息、硬件描述语言和组合逻辑电路、组合逻辑设计、时序电路；第5～7章为数字系统设计，包括数字硬件实现技术、寄存器与寄存器传输以及存储器基础，在第5章还增加了测试与验证对设计成本的影响；第8～12章为计算机设计，包括计算机设计基础、指令集结构、RISC与CISC中央处理器、输入/输出与通道以及存储系统，所有内容都进行了更新，以反映最新的变化。书中附有60多个主要来自现代日常生活的产品设计的真实例子和问题，可以激发读者的学习兴趣。配套网站（www.pearsonhighered.com/mano）提供了大量的辅助信息，包括教师手册、补充读物、所有例子的VHDL和Verilog源文件、有关工具及网站的链接和习题解答等。从其编排可以清楚地看出，本书不仅可以作为计算机科学、计算机工程、电子技术、机电一体化等专业学生学习硬件的一本绝佳教材，也可以作为弱电类工程师和计算机科学工作者的理想参考书籍。
本书第1、2、4、5章由邝继顺翻译，第6、7、11、12章由尤志强翻译，第8、9、10章由凌纯清翻译，蔡晓敏翻译了第3章，张明和与潘波参与了翻译工作，邝继顺对全部译文进行了审校与润色。感谢袁晓坊、何海珍、王伟征、周颖波、张玲、袁文澹、刘铁桥在第4版的翻译中做的工作。由于译者水平有限，译文中疏漏和错误在所难免，欢迎广大读者批评指正。

译　者

出版者的话
译者序
前言
第1章　数字系统与信息1
1.1　信息表示2
1.1.1　数字计算机3
1.1.2　其他计算机4
1.1.3　通用计算机的进一步说明7
1.2　计算机系统设计的抽象层次8
1.3　数制10
1.3.1　二进制11
1.3.2　八进制与十六进制12
1.3.3　数字范围13
1.4　算术运算14
1.5　十进制编码17
1.6　字符编码18
1.6.1　ASCII字符编码18
1.6.2　校验位21
1.7　格雷码22
1.8　本章小结23
参考文献24
习题24
第2章　组合逻辑电路27
2.1　二值逻辑和逻辑门27
2.1.1　二值逻辑28
2.1.2　逻辑门29
2.1.3　用硬件描述语言表示逻辑门32
2.2　布尔代数33
2.2.1　布尔代数的基本恒等式34
2.2.2　代数运算36
2.2.3　反函数38
2.3　标准形式39
2.3.1　最小项和最大项39
2.3.2　积之和42
2.3.3　和之积43
2.4　两级电路的优化43
2.4.1　成本标准44
2.4.2　卡诺图结构45
2.4.3　二变量卡诺图47
2.4.4　三变量卡诺图48
2.5　卡诺图的化简50
2.5.1　质主蕴涵项50
2.5.2　非质主蕴涵项51
2.5.3　和之积优化52
2.5.4　无关最小项53
2.6　异或操作和异或门55
2.7　门的传播延迟56
2.8　硬件描述语言简介58
2.9　硬件描述语言—VHDL60
2.10　硬件描述语言—Verilog67
2.11　本章小结72
参考文献72
习题72
第3章　组合逻辑电路的设计79
3.1　开始分层设计79
3.2　工艺映射82
3.3　组合功能模块85
3.4　基本逻辑函数85
3.4.1　定值、传递和取反85
3.4.2　多位函数86
3.4.3　使能87
3.5　译码89
3.5.1　译码器和使能结合92
3.5.2　基于译码器的组合电路95
3.6　编码96
3.6.1　优先编码器96
3.6.2　编码器的扩展98
3.7　选择98
3.7.1　多路复用器98
3.7.2　基于多路复用器的组合电路105
3.8　迭代组合电路109
3.9　二进制加法器110
3.9.1　半加器110
3.9.2　全加器110
3.9.3　二进制行波进位加法器111
3.10　二进制减法112
3.10.1　补码114
3.10.2　采用补码的二进制减法115
3.11　二进制加减法器115
3.11.1　有符号的二进制数116
3.11.2　有符号二进制数的加法与减法118
3.11.3　溢出119
3.11.4　加法器的HDL模型121
3.11.5　行为描述122
3.12　其他的算术功能模块124
3.12.1　压缩125
3.12.2　递增126
3.12.3　递减127
3.12.4　常数乘法127
3.12.5　常数除法127
3.12.6　零填充与符号扩展127
3.13　本章小结128
参考文献129
习题129
第4章　时序电路138
4.1　时序电路的定义138
4.2　锁存器140
4.2.1　SR和SR锁存器140
4.2.2　D锁存器143
4.3　触发器143
4.3.1　边沿触发式触发器144
4.3.2　标准图形符号145
4.3.3　直接输入147
4.4　时序电路分析148
4.4.1　输入方程148
4.4.2　状态表148
4.4.3　状态图150
4.4.4　时序电路模拟152
4.5　时序电路设计153
4.5.1　设计步骤154
4.5.2　构建状态图和状态表154
4.5.3　状态赋值160
4.5.4　使用D触发器的设计161
4.5.5　无效状态的设计162
4.5.6　验证164
4.6　状态机图及其应用166
4.6.1　状态机图模型167
4.6.2　对输入条件的约束168
4.6.3　使用状态机图的设计应用170
4.7　时序电路的HDL描述—VHDL177
4.8　时序电路的HDL描述—Verilog184
4.9　触发器定时191
4.10　时序电路定时192
4.11　异步交互194
4.12　同步和亚稳态195
4.13　同步电路陷阱198
本章小结199
参考文献200
习题200
第5章　数字硬件实现210
5.1　设计空间210
5.1.1　集成电路210
5.1.2　CMOS电路工艺211
5.1.3　工艺参数213
5.2　可编程实现技术215
5.2.1　只读存储器216
5.2.2　可编程逻辑阵列217
5.2.3　可编程阵列逻辑器件219
5.2.4　现场可编程门阵列221
5.3　本章小结224
参考文献224
习题225
第6章　寄存器与寄存器传输227
6.1　寄存器与加载使能227
6.2　寄存器传输230
6.3　寄存器传输操作231
6.4　VHDL和Verilog中的寄存器传输233
6.5　微操作233
6.5.1　算术微操作234
6.5.2　逻辑微操作235
6.5.3　移位微操作236
6.6　对单个寄存器的微操作237
6.6.1　基于多路复用器的传输237
6.6.2　移位寄存器239
6.6.3　行波计数器242
6.6.4　同步二进制计数器244
6.6.5　其他类型计数器247
6.7　寄存器单元设计249
6.8　基于多路复用器和总线的多寄存器传输253
6.8.1　高阻态输出254
6.8.2　三态总线255
6.9　串行传输及其微操作256
6.10　寄存器传输控制259
6.11　移位寄存器和计数器的HDL描述—VHDL272
6.12　移位寄存器和计数器的HDL描述—Verilog273
6.13　微程序控制275
6.14　本章小结276
参考文献276
习题277
第7章　存储器基础283
7.1　存储器定义283
7.2　随机访问存储器283
7.2.1　读写操作284
7.2.2　定时波形285
7.2.3　存储器特征286
7.3　SRAM集成电路287
7.4　SRAM芯片阵列292
7.5　DRAM芯片294
7.5.1　DRAM单元294
7.5.2　DRAM位片296
7.6　DRAM分类299
7.6.1　同步DRAM（SDRAM）300
7.6.2　双倍数据速率SDRAM（DDR SDRAM）301
7.6.3　RAMBUS DRAM（RDRAM）302
7.7　动态RAM芯片阵列303
7.8　本章小结303
参考文献303
习题304
第8章　计算机设计基础305
8.1　引言305
8.2　数据通路306
8.3　算术逻辑运算单元308
8.3.1　算术运算电路308
8.3.2　逻辑运算电路311
8.3.3　算术逻辑运算单元311
8.4　移位寄存器312
8.5　数据通路描述314
8.6　控制字316
8.7　一个简单的计算机体系结构320
8.7.1　指令集结构321
8.7.2　存储资源321
8.7.3　指令格式321
8.7.4　指令说明324
8.8　单周期硬连线控制325
8.8.1　指令译码器327
8.8.2　指令和程序举例328
8.8.3　单周期计算机问题330
8.9　多周期硬连线控制331
8.10　本章小结340
参考文献340
习题340
第9章　指令集结构345
9.1　计算机体系结构概念345
9.1.1　基本计算机操作周期346
9.1.2　寄存器组346
9.2　操作数寻址347
9.2.1　三地址指令347
9.2.2　两地址指令348
9.2.3　一地址指令348
9.2.4　零地址指令348
9.2.5　寻址结构349
9.3　寻址模式351
9.3.1　隐含模式352
9.3.2　立即模式352
9.3.3　寄存器和寄存器间接模式352
9.3.4　直接寻址模式353
9.3.5　间接寻址模式354
9.3.6　相对寻址模式354
9.3.7　变址寻址模式355
9.3.8　寻址模式小结356
9.4　指令集结构概述356
9.5　数据传送指令357
9.5.1　栈指令358
9.5.2　独立I/O与存储器映射I/O359
9.6　数据处理指令360
9.6.1　算术指令360
9.6.2　逻辑与位处理指令360
9.6.3　移位指令361
9.7　浮点数计算362
9.7.1　算术运算363
9.7.2　移码364
9.7.3　标准操作数格式364
9.8　程序控制指令366
9.8.1　条件分支指令366
9.8.2　过程调用与返回指令368
9.9　程序中断369
9.9.1　中断类型370
9.9.2　处理外部中断371
9.10　本章小结372
参考文献372
习题373
第10章　RISC和CISC中央处理器377
10.1　流水线数据通路377
10.2　流水线控制381
10.3　精简指令集计算机384
10.3.1　指令集结构385
10.3.2　寻址模式387
10.3.3　数据通路结构388
10.3.4　控制结构390
10.3.5　数据阻塞392
10.3.6　控制阻塞397
10.4　复杂指令集计算机400
10.4.1　ISA修改401
10.4.2　数据通路修改402
10.4.3　控制单元修改404
10.4.4　微程序控制405
10.4.5　复杂指令的微程序406
10.5　其他有关设计409
10.5.1　高性能CPU概念409
10.5.2　最近的体系结构创新411
10.6　本章小结413
参考文献414
习题414
第11章　输入/输出与通信417
11.1　计算机的I/O系统417
11.2　外设举例417
11.2.1　键盘417
11.2.2　硬盘418
11.2.3　液晶显示器419
11.2.4　I/O传输速率421
11.3　I/O接口422
11.3.1　I/O总线与接口部件422
11.3.2　I/O接口的例子423
11.3.3　选通424
11.3.4　握手425
11.4　串行通信426
11.4.1　同步传送427
11.4.2　进一步认识键盘427
11.4.3　基于包的串行I/O总线428
11.5　传输模式431
11.5.1　程序控制传输的例子431
11.5.2　中断传输432
11.6　中断优先级433
11.6.1　菊花链方法433
11.6.2　并行优先级电路434
11.7　直接内存访问435
11.7.1　DMA控制器436
11.7.2　DMA传输437
11.8　本章小结438
参考文献438
习题439
第12章　存储系统441
12.1　分级存储体系441
12.2　访问的局部性443
12.3　cache存储器445
12.3.1　cache映射446
12.3.2　行的大小450
12.3.3　cache加载451
12.3.4　写方法451
12.3.5　概念综合452
12.3.6　指令cache和数据cache454
12.3.7　多级cache455
12.4　虚存455
12.4.1　页表457
12.4.2　传输后备缓冲器458
12.4.3　虚存和 cache459
12.5　本章小结460
参考文献460
习题461
索引463