定 價(jià)：38 元
叢書名：普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材
- 作者：秦磊華 ，等 著
- 出版時(shí)間：2011/2/1
- ISBN：9787302240891
- 出 版 社：清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類：TP301
- 頁碼：395
- 紙張：膠版紙
- 版次：1
- 開本：16開
《計(jì)算機(jī)組成原理》主要介紹計(jì)算機(jī)單機(jī)系統(tǒng)的組成原理及內(nèi)部工作機(jī)制，包括計(jì)算機(jī)各大部件的工作原理、設(shè)計(jì)方法、邏輯實(shí)現(xiàn)及互連構(gòu)成計(jì)算機(jī)整機(jī)的技術(shù)�！队�(jì)算機(jī)組成原理》共分9章，內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論、計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)信息的表示方法、運(yùn)算方法與運(yùn)算器設(shè)計(jì)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、控制器的工作原理與設(shè)計(jì)方法、流水線的基本概念、系統(tǒng)總線技術(shù)、輸入輸出設(shè)備及其組織結(jié)構(gòu)和工作原理。
《計(jì)算機(jī)組成原理》綜合了編者多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，并借鑒吸收了國(guó)內(nèi)外經(jīng)典教材的優(yōu)點(diǎn)。在內(nèi)容選取上，既重點(diǎn)論述了經(jīng)典內(nèi)容，又盡可能與國(guó)際先進(jìn)教材的內(nèi)容接軌，并選取一些反映計(jì)算機(jī)系統(tǒng)新發(fā)展的部分知識(shí)。內(nèi)容充實(shí)、思路清晰、概念明確、重點(diǎn)突出、通俗易懂，并附有大量的例題、習(xí)題和課外實(shí)踐內(nèi)容。
《計(jì)算機(jī)組成原理》可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)計(jì)算機(jī)組成原理課程的教材，也可作為有關(guān)專業(yè)研究生或計(jì)算機(jī)工程技術(shù)人員的參考書。
計(jì)算機(jī)組成原理”(Computer Organization)是計(jì)算機(jī)類各專業(yè)的一門核心專業(yè)基礎(chǔ)課。主要討論計(jì)算機(jī)各大功能部件的基本組成原理及其互連構(gòu)成整機(jī)的技術(shù)。本課程在計(jì)算機(jī)學(xué)科系列課程中起承上啟下的作用，其先導(dǎo)課程包括“數(shù)字邏輯電路”和“匯編語言程序設(shè)計(jì)”，后續(xù)課程為“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”和“微機(jī)接口技術(shù)”。因此，該課程的教學(xué)過程中要注重站在計(jì)算機(jī)硬件系列課程的角度，引導(dǎo)學(xué)生如何利用在前導(dǎo)課中所學(xué)的基本知識(shí)，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)各大功能部件并構(gòu)成整機(jī)系統(tǒng)，同時(shí)要為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本書以層次結(jié)構(gòu)的觀點(diǎn)來描述計(jì)算機(jī)各主要功能部件及組成原理；以數(shù)據(jù)信息和控制信息的表示、處理為主線來組織全書的內(nèi)容。全書共分9章，第1章為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論，簡(jiǎn)單介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件組成、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)以及計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)等內(nèi)容；第2章為數(shù)據(jù)信息的表示，主要介紹數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法及信息校驗(yàn)方法；第3章為信息處理，主要介紹定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)的四則運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及運(yùn)算器的組成和工作原理；第4章講述存儲(chǔ)器系統(tǒng)，主要討論存儲(chǔ)器分級(jí)結(jié)構(gòu)的概念、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的工作原理、高速緩沖存儲(chǔ)器(cache)的工作原理、cache和主存之間的各種映射和替換算法、并行存儲(chǔ)器、虛擬存儲(chǔ)器的基本概念以及磁表面存儲(chǔ)器和廉價(jià)磁盤冗余陣列RAID等內(nèi)容；第5章論述指令系統(tǒng)，首先介紹了計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的基本知識(shí)，然后討論了指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的有關(guān)問題，最后較詳細(xì)地介紹典型RISC處理器的指令實(shí)例--MIPS指令系統(tǒng)。第6章講述中央處理器，主要介紹CPU的功能和基本結(jié)構(gòu)、指令執(zhí)行流程、數(shù)據(jù)通路的基本組成與結(jié)構(gòu)、時(shí)序控制、微程序控制器和硬布線控制器的基本結(jié)構(gòu)。本章還分別以一個(gè)基于總線結(jié)構(gòu)和一個(gè)類MIPS的模型機(jī)為例，詳細(xì)講解數(shù)據(jù)通路的建立以及硬布線控制器和微程序控制器的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)方法；第7章為流水線技術(shù)，講述流水線的基本概念和性能分析，介紹了流水線中的相關(guān)問題及解決方法；第8章介紹總線的基本概念、總線的連接方式、總線的仲裁、總線的定時(shí)等基本內(nèi)容，同時(shí)還對(duì)總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展和流行的總線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析；第9章講述輸入輸出系統(tǒng)的一些基本知識(shí)，主要包括I/O系統(tǒng)的特性、I/O接口的功能與組織結(jié)構(gòu)、常見的幾種輸入輸出方式，并簡(jiǎn)要介紹幾種常見輸入輸出設(shè)備的工作原理。
本書是編者在總結(jié)多年從事計(jì)算機(jī)組成原理及相關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系列課程理論及實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)上，借鑒并吸取國(guó)內(nèi)外經(jīng)典教材優(yōu)點(diǎn)編寫而成。在內(nèi)容選取上，既重點(diǎn)論述了經(jīng)典的內(nèi)容，又盡可能與國(guó)際先進(jìn)教材的內(nèi)容接軌，并選取一些反映計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展的部分內(nèi)容。在編寫方式上，本書力求去繁求簡(jiǎn)，用最簡(jiǎn)單的語言來闡述教材的內(nèi)容。全書具有內(nèi)容充實(shí)、結(jié)構(gòu)合理、概念清晰、重點(diǎn)突出的優(yōu)點(diǎn)，符合高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)公共核心知識(shí)體系與課程中對(duì)“計(jì)算機(jī)組成原理”課程知識(shí)點(diǎn)的要求。本書可按層次和模塊化結(jié)構(gòu)組織教學(xué)，授課教師可以根據(jù)教學(xué)需要及課時(shí)的多少，對(duì)內(nèi)容進(jìn)行靈活的取舍。教學(xué)課時(shí)可以安排為56～72學(xué)時(shí)。
本書第1, 3, 4, 5, 6, 8, 9等章由秦磊華編寫，第2章及輸入輸出設(shè)備的部分內(nèi)容由莫正坤編寫，第7章由吳非編寫。全書由秦磊華主編并修改。在本書的編寫過程中，得到了清華大學(xué)出版社、華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院及華中科技大學(xué)教務(wù)處的大力支持與幫助。另外，本書直接或間接地引用了許多國(guó)內(nèi)外專家和學(xué)者的文獻(xiàn)及著作，在此向他們一并表示衷心的感謝，這些文獻(xiàn)和著作已經(jīng)在參考文獻(xiàn)部分一一列出。
由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，新的思想、概念、技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法不斷涌現(xiàn)，加之作者水平有限，書中難免有錯(cuò)誤和不妥之處，敬請(qǐng)同行和廣大讀者批評(píng)指正。
使用該教材的教師可通過電子郵件（a）索取課程PPT和課后習(xí)題參考解答。
作 者2010年12月于華中科技大學(xué)
第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論
1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用
1.1.1 國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)發(fā)展概況
1.1.2 摩爾定律
1.1.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1.1.4 多核處理器
1.1.5 嵌入式計(jì)算機(jī)
1.1.6 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成
1.2.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)
1.2.2 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)
1.3 計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)和性能評(píng)價(jià)
1.3.1 基本性能指標(biāo)
1.3.2 與執(zhí)行時(shí)間有關(guān)的性能指標(biāo)
1.3.3 CPU性能公式及其應(yīng)用
1.3.4 性能測(cè)試
1.3.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性及其評(píng)價(jià)
1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
1.4.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及各層簡(jiǎn)介
1.4.2 各層之間的關(guān)系
1.4.3 硬件和軟件邏輯功能的等價(jià)性
本章小結(jié)
習(xí)題1
課外實(shí)踐
第2章 數(shù)據(jù)信息的表示
2.1 數(shù)據(jù)表示的目的及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)格式應(yīng)考慮的因素
2.2 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示
2.2.1 數(shù)的機(jī)器碼表示
2.2.2 數(shù)的定點(diǎn)表示
2.2.3 浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示
2.2.4 十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼與運(yùn)算
2.3 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示
2.3.1 字符的表示方法
2.3.2 漢字編碼
2.4 數(shù)據(jù)信息的校驗(yàn)
2.4.1 碼距與數(shù)據(jù)校驗(yàn)
2.4.2 奇偶校驗(yàn)
2.4.3 海明校驗(yàn)
2.4.4 循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）
本章小結(jié)
習(xí)題2
課外實(shí)踐
第3章 運(yùn)算方法與運(yùn)算器
3.1 定點(diǎn)補(bǔ)碼加減法運(yùn)算
3.1.1 補(bǔ)碼加減法運(yùn)算方法
3.1.2 溢出及檢測(cè)
3.1.3 補(bǔ)碼加減法的邏輯實(shí)現(xiàn)
3.2 移碼加減運(yùn)算及實(shí)現(xiàn)邏輯
3.3 定點(diǎn)乘法運(yùn)算
3.3.1 機(jī)器數(shù)的移位操作
3.3.2 原碼一位乘法
3.3.3 補(bǔ)碼一位乘法
3.3.4 陣列乘法器
3.4 定點(diǎn)除法運(yùn)算
3.4.1 原碼一位除法
3.4.2 基于不恢復(fù)余數(shù)的補(bǔ)碼一位除法
3.4.3 陣列除法器
3.5 浮點(diǎn)運(yùn)算
3.5.1 浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算
3.5.2 浮點(diǎn)乘法運(yùn)算
3.5.3 浮點(diǎn)除法運(yùn)算
3.6 邏輯運(yùn)算
3.7 運(yùn)算器
3.7.1 定點(diǎn)運(yùn)算器
3.7.2 浮點(diǎn)運(yùn)算器
3.7.3 基本算術(shù)邏輯運(yùn)算單元的設(shè)計(jì)
本章小結(jié)
習(xí)題3
課外實(shí)踐
第4章 存儲(chǔ)系統(tǒng)
4.1 存儲(chǔ)器概述
4.1.1 存儲(chǔ)器分類
4.1.2 主存的主要技術(shù)指標(biāo)
4.1.3 主存中數(shù)據(jù)的存放
4.1.4 主存的基本結(jié)構(gòu)和工作過程
4.1.5 存儲(chǔ)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)
4.2 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器
4.2.1 靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器（SRAM）
4.2.2 動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器（DRAM）
4.2.3 只讀存儲(chǔ)器
4.2.4 新型存儲(chǔ)器
4.3 主存的組織及與CPU的連接
4.3.1 存儲(chǔ)器的擴(kuò)展
4.3.2 存儲(chǔ)器接口
4.4 并行主存系統(tǒng)
4.5 高速緩沖存儲(chǔ)器（CACHE）
4.5.1 程序訪問的局部性原理
4.5.2 CACHE的工作原理
4.5.3 相聯(lián)存儲(chǔ)器
4.5.4 CACHE的地址映射及變換方法
4.5.5 替換算法
4.5.6 CACHE的寫策略
4.5.7 多CACHE結(jié)構(gòu)
4.6 虛擬存儲(chǔ)器
4.6.1 虛擬存儲(chǔ)器的工作原理
4.6.2 虛擬存儲(chǔ)器的地址映射與變換
4.6.3 頁式虛擬存儲(chǔ)器
4.6.4 段式虛擬存儲(chǔ)器
4.6.5 段頁式虛擬存儲(chǔ)器
4.7 存儲(chǔ)保護(hù)
4.8 輔助存儲(chǔ)器
4.8.1 磁表面存儲(chǔ)器
4.8.2 光盤存儲(chǔ)器
4.8.3 冗余磁盤陣列
本章小結(jié)
習(xí)題4
課外實(shí)踐
第5章 指令系統(tǒng)
5.1 指令系統(tǒng)概述
5.2 指令格式
5.2.1 操作碼
5.2.2 地址碼
5.2.3 關(guān)于指令長(zhǎng)度的有關(guān)概念
5.3 指令和操作數(shù)的尋址方式
5.3.1 指令的尋址方式
5.3.2 操作數(shù)尋址方式
5.3.3 尋址方式舉例
5.4 指令系統(tǒng)類型
5.5 指令格式設(shè)計(jì)及優(yōu)化
5.5.1 指令格式的設(shè)計(jì)
5.5.2 指令格式的優(yōu)化
5.6 CISC和RISC的基本概念
5.6.1 復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（CISC）
5.6.2 精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)（RISC）
5.7 指令系統(tǒng)舉例
5.7.1 80886指令系統(tǒng)
5.7.2 PENTIUMⅱ指令系統(tǒng)
5.7.3 MIPS指令系統(tǒng)
本章小結(jié)
習(xí)題5
課外實(shí)踐
第6章 中央處理器
6.1 中央處理器的功能與組成
6.1.1 中央處理器的功能
6.1.2 中央處理器的組成
6.2 指令周期
6.2.1 指令執(zhí)行的一般流程
6.2.2 指令周期的基本概念
6.2.3 寄存器級(jí)傳送語言RTL
6.3 數(shù)據(jù)通路的構(gòu)成及指令操作流程
6.3.1 基于單總線結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通路
6.3.2 基于專用通路結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)通路
6.4 時(shí)序與控制
6.4.1 中央處理器的時(shí)序
6.4.2 控制方式
6.5 微程序控制器
6.5.1 微程序控制的基本概念
6.5.2 微程序控制器組成原理
6.5.3 微指令及其編碼方法
6.5.4 微程序設(shè)計(jì)舉例
6.6 硬布線控制器
6.6.1 硬布線控制器的模型
6.6.2 硬布線控制器的設(shè)計(jì)舉例
6.7 中央處理器舉例
本章小結(jié)
習(xí)題6
課外實(shí)踐
第7章 流水線技術(shù)概述
7.1 流水線的基本概念
7.2 流水線的分類
7.3 流水線的性能分析
7.4 流水線的性能分析舉例
7.5 流水線中的相關(guān)和沖突問題
7.5.1 經(jīng)典5段MIPS指令流水線
7.5.2 流水線的沖突和相關(guān)
7.6 指令級(jí)高度并行技術(shù)
本章小結(jié)
習(xí)題7
課外實(shí)踐
第8章 系統(tǒng)總線
8.1 總線基本概念
8.1.1 總線的分類
8.1 。2總線的特性
8.1.3 三態(tài)門與總線
8.1.4 總線事務(wù)類型
8.1.5 信號(hào)線的類型
8.1.6 總線性能指標(biāo)
8.2 總線的連接方式
8.3 總線的仲裁方法
8.4 總線的定時(shí)方式
8.5 總線的信息傳送
8.6 總線標(biāo)準(zhǔn)
8.6.1 總線發(fā)展概述
8.6.2 幾種典型的流行總線標(biāo)準(zhǔn)
本章小結(jié)
習(xí)題8
課外實(shí)踐
第9章 輸入輸出系統(tǒng)
9.1 輸入輸出特性
9.2 IO接口
9.2.1 IO接口的功能
9.2.2 IO接口的結(jié)構(gòu)
9.2.3 接口的分類
9.2.4 IO的連接方式
9.2.5 IO設(shè)備的編址
9.3 輸入輸出數(shù)據(jù)傳輸控制方式概述
9.4 程序查詢控制方式
9.4.1 程序查詢控制方式的接口
9.4.2 設(shè)備狀態(tài)寄存器的格式
9.4.3 程序查詢方式數(shù)據(jù)輸入輸出流程
9.5 程序中斷控制方式
9.5.1 中斷的概念
9.5.2 中斷請(qǐng)求的建立與傳送
9.5.3 中斷響應(yīng)
9.5.4 中斷源識(shí)別以及獲得中斷服務(wù)程序人口地址的方法
9.5.5 中斷處理流程
9.6 DMA方式
9.6.1 DMA的基本概念
9.6.2 DMA傳送方式
9.6.3 DMA操作過程
9.6.4 DMA控制器的基本組成
9.6.5 選擇型和多路型DMA控制器
9.7 通道方式
9.7.1 通道概念
9.7.2 通道的類型
9.7.3 CPU對(duì)通道的控制
9.7.4 通道結(jié)構(gòu)的發(fā)展
9.8 輸入輸出設(shè)備
9.8.1 輸入輸出設(shè)備分類
9.8.2 輸入設(shè)備的工作原理
9.8.3 輸出設(shè)備
本章小結(jié)
習(xí)題9
課外實(shí)踐
參考文獻(xiàn)
讀者可參考的資源網(wǎng)站
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