計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)
定 價(jià):35 元
叢書(shū)名:北京高等教育精品教材
- 作者:王愛(ài)英 編
- 出版時(shí)間:2013/1/1
- ISBN:9787302290117
- 出 版 社:清華大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP303
- 頁(yè)碼:329
- 紙張:膠版紙
- 版次:5
- 開(kāi)本:16開(kāi)
《清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材:計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)(第5版)》共分12章。第1章-第10章主要論述計(jì)算機(jī)的基本組成原理和結(jié)構(gòu),內(nèi)容包括數(shù)制和碼制,基本邏輯部件,構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器系統(tǒng)以及輸入輸出(I/O)系統(tǒng)等。第11章討論了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。第12章介紹了計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展及其實(shí)施基礎(chǔ)。
《清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材:計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)(第5版)》可作為理工科大學(xué)生學(xué)習(xí)“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”課程或“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教材,也可供計(jì)算機(jī)研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
《清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材:計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)(第5版)》已伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展茁壯成長(zhǎng)了三十余年,獲得了中華人民共和國(guó)教育部科技進(jìn)步獎(jiǎng)、普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材全國(guó)特等獎(jiǎng)、全國(guó)優(yōu)秀暢銷書(shū)金獎(jiǎng)等三十多項(xiàng)部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì),被近千所高校選作教材,教學(xué)效果非常好。《清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材:計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)(第5版)》經(jīng)過(guò)多次修訂改版和增加新品種、新內(nèi)容、新技術(shù),基本涵蓋了本科生和碩士研究生的主要課程。本套教材的作者全部是清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系的教師,教材的內(nèi)容、語(yǔ)言特點(diǎn)、課時(shí)安排體現(xiàn)了他們治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶攸c(diǎn),概念表述嚴(yán)謹(jǐn),邏輯推理嚴(yán)密,語(yǔ)言精練。同時(shí),《清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系列教材:計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)(第5版)》體系完整、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),理論結(jié)合實(shí)際,注重素質(zhì)培養(yǎng)。本書(shū)有配套的教材(《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)(第5版)習(xí)題詳解、實(shí)驗(yàn)和CPU設(shè)計(jì)指導(dǎo)》)。
本書(shū)是為計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生以及從事計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)的工程技術(shù)人員編寫(xiě)的,但同樣適合電子類其他專業(yè)(如自動(dòng)化、微電子、通信等)的學(xué)生使用。本書(shū)從計(jì)算機(jī)基本原理講起,密切注意與當(dāng)前計(jì)算機(jī)發(fā)展水平相結(jié)合,內(nèi)容廣泛,同時(shí)力圖貫徹少而精的原則。
本書(shū)于1989年初次出版,第2、3、4版分別在1995年、2001年和2007年問(wèn)世。承蒙各界厚愛(ài),本書(shū)發(fā)行量已達(dá)到60余萬(wàn)冊(cè),并先后獲得電子部和教育部的獎(jiǎng)勵(lì),被評(píng)定為北京高等教育精品教材。眾所周知,計(jì)算機(jī)應(yīng)用推廣極為迅猛,計(jì)算技術(shù)與移動(dòng)通信、視頻技術(shù)日益融合。為了更好地為教學(xué)和讀者服務(wù),我們不斷對(duì)本書(shū)進(jìn)行修訂,跟蹤技術(shù)的發(fā)展,調(diào)整和充實(shí)內(nèi)容,并提高可讀性,以有利于教學(xué)工作的開(kāi)展。
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)各方面取得了很大成就,在科學(xué)、技術(shù)和制造等領(lǐng)域,正從引進(jìn)向創(chuàng)新階段邁進(jìn),只有創(chuàng)新才能自立。計(jì)算機(jī)軟件和微電子是國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的目標(biāo),計(jì)算機(jī)軟件運(yùn)行在計(jì)算機(jī)上,微電子的水平體現(xiàn)在微處理器的設(shè)計(jì)和制造能力上,其他學(xué)科也有類似情況,這就說(shuō)明了為什么多個(gè)專業(yè)都需要了解計(jì)算機(jī)硬件。
在本書(shū)中我們把計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)定義為系統(tǒng)程序員所能見(jiàn)到的計(jì)算機(jī)硬件特性,計(jì)算機(jī)組成則是指計(jì)算機(jī)硬件的具體實(shí)現(xiàn)。
本書(shū)的第1章對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了綜述,第2章~第10章著重闡述構(gòu)成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的基本原理。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展很快,某些觀點(diǎn)會(huì)隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而產(chǎn)生變化,因此希望讀者著重于基本原理的理解。例如,對(duì)于計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件,應(yīng)著重了解它們?cè)谡麢C(jī)中的作用以及由此而分配給各部件所要完成的任務(wù),從而正確設(shè)計(jì)或選用硬件,而不致被眾多的、風(fēng)格各異的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)及組成所迷惑。根據(jù)摩爾定律,半導(dǎo)體芯片的集成度每隔18個(gè)月翻一番,計(jì)算機(jī)的功能和性能也隨之提高,由此可理解計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是必然的。這就可以說(shuō)明為什么過(guò)去僅在大型機(jī)中才采用的流水線組織、并行處理、cache和虛擬存儲(chǔ)器等技術(shù)可以移到微處理器芯片中去實(shí)現(xiàn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)(Internet)的發(fā)展,計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已融為一體,對(duì)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)影響很大;更由于操作系統(tǒng)與硬件、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用關(guān)系密切,因此在第11章中介紹了操作系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本概念,為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起引導(dǎo)作用。
第12章講述了計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展及其實(shí)施基礎(chǔ),強(qiáng)調(diào)了計(jì)算機(jī)向高性能和普及應(yīng)用方向發(fā)展的實(shí)現(xiàn)與采取的技術(shù)措施。目前計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)計(jì)已深入到微電子領(lǐng)域,作為計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化、微電子和電子類其他專業(yè)的學(xué)生,今后會(huì)有一部分人從事硬件設(shè)計(jì)工作。因此在本章中介紹一些基礎(chǔ)知識(shí)。
本書(shū)的第1版經(jīng)過(guò)當(dāng)時(shí)的清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系“計(jì)算機(jī)原理”教學(xué)小組討論、參與和試用。后來(lái)因計(jì)算機(jī)科技的發(fā)展以及進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量等原因,對(duì)本書(shū)進(jìn)行了多次重大的修改、調(diào)整和補(bǔ)充。在本書(shū)第4版中,第2章和第12章的部分內(nèi)容(硬件描述語(yǔ)言)由王爾乾編寫(xiě),蔡月茹提供了一部分習(xí)題和答案。在第5版中,第11章由楊蔚明編寫(xiě),楊健、葉郁和楊蔚明提供了與當(dāng)前計(jì)算技術(shù)和應(yīng)用相關(guān)的資料。王愛(ài)英對(duì)全書(shū)進(jìn)行了修改和整理。在此向所有為本書(shū)的出版付出勞動(dòng)的老師和同事們表示感謝。
最后向使用本書(shū)作為教材的老師和同學(xué)們以及廣大的讀者表示感謝,正是依靠你們,本書(shū)的作用才得以發(fā)揮。
編 者2012年5月
第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論
1.1 計(jì)算機(jī)的誕生和發(fā)展
1.2 計(jì)算機(jī)的硬件
1.3 計(jì)算機(jī)的軟件
1.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
習(xí)題
第2章 計(jì)算機(jī)的邏輯部件
2.1 計(jì)算機(jī)中常用的組合邏輯電路
2.1.1 三態(tài)電路
2.1.2 異或門(mén)及其應(yīng)用
2.1.3 加法器
2.1.4 譯碼器
2.1.5 數(shù)據(jù)選擇器
2.2 時(shí)序邏輯電路
2.2.1 觸發(fā)器
2.2.2 寄存器和移位寄存器
2.2.3 計(jì)數(shù)器
2.3 陣列邏輯電路
2.3.1 只讀存儲(chǔ)器(RoM)
2.3.2 可編程序邏輯陣列(PLA)
2.3.3 可編程序陣列邏輯(PAL)
2.3.4 通用陣列邏輯(GAL)
2.3.5 門(mén)陣列(GA)、宏單元陣列(MCA)和標(biāo)準(zhǔn)單元陣列(SCA)
2.3.6 現(xiàn)場(chǎng)可編程序門(mén)陣列(FPGA)
習(xí)題
第3章 運(yùn)算方法和運(yùn)算部件
3.1 數(shù)據(jù)的表示方法和轉(zhuǎn)換
3.1.1 數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示和轉(zhuǎn)換
3.1.2 十進(jìn)制數(shù)的編碼與運(yùn)算
3.2 帶符號(hào)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方法及加減法運(yùn)算
3.2.1 原碼、補(bǔ)碼、反碼及其加減法運(yùn)算
3.2.2 加減法運(yùn)算的溢出處理
3.2.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)
3.3 二進(jìn)制乘法運(yùn)算
3.3.1 定點(diǎn)數(shù)一位乘法
3.3.2 定點(diǎn)數(shù)二位乘法
3.3.3 陣列乘法器
3.4 二進(jìn)制除法運(yùn)算
3.4.1 定點(diǎn)除法運(yùn)算
3.4.2 提高除法運(yùn)算速度的方法舉例
3.5 浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法
3.5.1 浮點(diǎn)數(shù)的加減法運(yùn)算
3.5.2 浮點(diǎn)數(shù)的乘除法運(yùn)算
3.6 運(yùn)算部件
3.7 數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼
3.7.1 奇偶校驗(yàn)碼
3.7.2 海明校驗(yàn)碼
3.7.3 循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)碼
習(xí)題
第4章 主存儲(chǔ)器
4.1 主存儲(chǔ)器分類、技術(shù)指標(biāo)和基本操作
4.2 讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器
4.3 非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器
4.4 存儲(chǔ)器的組成與控制
4.5 多體交叉存儲(chǔ)器
習(xí)題
第5章 指令系統(tǒng)
5.1 指令系統(tǒng)的發(fā)展
5.2 指令格式
5.2.1 指令格式
5.2.2 指令操作碼的擴(kuò)展技術(shù)
5.2.3 指令長(zhǎng)度與數(shù)據(jù)字長(zhǎng)的關(guān)系
5.3 尋址方式
5.4 指令類型
5.4.1 指令的分類及功能
5.4.2 雙字長(zhǎng)運(yùn)算(子程序舉例)
5.4.3 指令系統(tǒng)的兼容性
5.5 精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(RISC)和復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)(CISC)
5.5.1 CISC的特點(diǎn)
5.5.2 RISC的產(chǎn)生與發(fā)展
5.5.3 RISC的特點(diǎn)
5.6 指令系統(tǒng)舉例
……
第6章 中央處理器
第7章 存儲(chǔ)系統(tǒng)
第8章 輔助存儲(chǔ)器
第9章 輸入輸出(I/O)設(shè)備
第10章 輸入輸出(I/O)系統(tǒng)
第11章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
第12章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件技術(shù)的發(fā)展及其實(shí)施基礎(chǔ)
習(xí)題答案
參考文獻(xiàn)