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《計(jì)算機(jī)組成原理》系統(tǒng)地講述了計(jì)算機(jī)最基本的組成和工作原理、分析方法和設(shè)計(jì)技術(shù)，以及有關(guān)的先進(jìn)技術(shù)和在計(jì)算機(jī)組成方面的最新進(jìn)展。全書(shū)共分8章。第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論主要講述計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)及組成、計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程、性能、分類和應(yīng)用。第2章運(yùn)算方法和運(yùn)算器主要講述數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法、定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法和運(yùn)算器以及數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼。第3章存儲(chǔ)系統(tǒng)主要講述存儲(chǔ)器的基本概念、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、多模塊交叉存儲(chǔ)器、相聯(lián)存儲(chǔ)器、Cache存儲(chǔ)器以及虛擬存儲(chǔ)器。第4章指令系統(tǒng)主要講述指令和數(shù)據(jù)的尋址方式、指令格式的分析與設(shè)計(jì)以及CISC和RISC的基本概念。第5章中央處理器主要講述CPU的功能和組成、時(shí)序產(chǎn)生器、微程序控制器、硬連線控制器、流水線技術(shù)以及提高單機(jī)系統(tǒng)指令級(jí)并行性的措施。第6章總線結(jié)構(gòu)主要講述總線的基本概念、總線仲裁和總線通信以及總線標(biāo)準(zhǔn)。第7章輸入/輸出設(shè)備主要講述典型輸入/輸出設(shè)備的工作原理和常見(jiàn)的性能指標(biāo)。第8章輸入/輸出系統(tǒng)主要講述輸入/輸出系統(tǒng)的基本概念、I/O接口的功能和基本結(jié)構(gòu)以及I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送控制方式。每章針對(duì)各主要知識(shí)點(diǎn)給出了大量的例題和習(xí)題，附錄A給出了部分習(xí)題的參考答案。
《計(jì)算機(jī)組成原理》可作為高等院校普通本科計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、網(wǎng)絡(luò)工程和信息技術(shù)等專業(yè)的教材，也可作為應(yīng)用型本科相關(guān)專業(yè)的教材。

“計(jì)算機(jī)組成原理”是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科各專業(yè)必修的一門(mén)專業(yè)公共基礎(chǔ)課，它以計(jì)算機(jī)單機(jī)系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要介紹計(jì)算機(jī)硬件的基本組成、工作原理和邏輯設(shè)計(jì)。
本書(shū)根據(jù)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)公共基礎(chǔ)課“計(jì)算機(jī)組成原理”的核心知識(shí)體系和研究生入學(xué)考試全國(guó)統(tǒng)考大綱的要求編寫(xiě)而成，較為全面地介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)、邏輯設(shè)計(jì)以及相互連接方式，以便讓讀者建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)整機(jī)的概念。通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)知識(shí)的講述，讓讀者能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)組成的基本原理和基本方法，對(duì)有關(guān)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)中的理論和實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算、分析和設(shè)計(jì)。本書(shū)內(nèi)容豐富、取材先進(jìn)，在闡述計(jì)算機(jī)的基本組成和工作原理的基礎(chǔ)上，力圖給出設(shè)計(jì)方法和實(shí)例，以幫助讀者更好地理解一些比較抽象的概念。
本書(shū)在編寫(xiě)上具有四個(gè)特色：第一，基礎(chǔ)性強(qiáng)，知識(shí)結(jié)構(gòu)合理，教材內(nèi)容組織符合《高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告暨專業(yè)規(guī)范（試行）》和研究生入學(xué)考試全國(guó)統(tǒng)考大綱的要求；第二，取材先進(jìn)，在計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)、指令系統(tǒng)的發(fā)展、提高單機(jī)系統(tǒng)指令級(jí)并行性的措施、總線標(biāo)準(zhǔn)等章節(jié)中引入了近幾年來(lái)較新的計(jì)算機(jī)技術(shù)；第三，符合計(jì)算學(xué)科的認(rèn)知理論，注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，教材在內(nèi)容的設(shè)置上依據(jù)了人們?cè)谟?jì)算學(xué)科領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)規(guī)律，即從感性認(rèn)識(shí)（抽象）到理性認(rèn)識(shí)（理論），再由理性認(rèn)識(shí)（理論）回到實(shí)踐（設(shè)計(jì)）；第四，每章針對(duì)各主要知識(shí)點(diǎn)給出了大量的例題，解題過(guò)程詳細(xì)，思路清晰，有助于對(duì)基本理論、基本方法的理解。各章節(jié)后的習(xí)題附有部分參考答案，有助于讀者自學(xué)。
本書(shū)中有關(guān)cPU的設(shè)計(jì)電路已通過(guò)EDA軟件設(shè)計(jì)驗(yàn)證。在保持CPU整體結(jié)構(gòu)不變的前提下，通過(guò)擴(kuò)展指令系統(tǒng)、設(shè)計(jì)新的指令格式和尋址方式、增加通用寄存器的個(gè)數(shù)、更新操作控制器的設(shè)計(jì)等，可設(shè)計(jì)各類功能強(qiáng)弱不同的CPU，并通過(guò)運(yùn)行機(jī)器語(yǔ)言源程序來(lái)驗(yàn)證CPU設(shè)計(jì)的正確性。此部分可作為該課程的綜合實(shí)踐性環(huán)節(jié)，通過(guò)讓學(xué)生自己做來(lái)增強(qiáng)其實(shí)踐動(dòng)手能力。

（5）自我控制功能。計(jì)算機(jī)應(yīng)能保證程序執(zhí)行的正確性和各部件之間的協(xié)調(diào)性。
雖然計(jì)算機(jī)種類繁多，運(yùn)算處理能力有強(qiáng)有弱，但作為計(jì)算機(jī)，它們的基本功能卻是相同的。即馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)都應(yīng)當(dāng)具有輸入／輸出、記憶、計(jì)算、判斷和自我控制這五大功能。
60多年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和新應(yīng)用領(lǐng)域的開(kāi)拓，通用計(jì)算機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)作了很多改進(jìn)，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有了很大的發(fā)展，例如機(jī)器程序與數(shù)據(jù)分開(kāi)存放在不同的存儲(chǔ)器區(qū)域中，程序不允許修改，計(jì)算機(jī)不再以運(yùn)算器為中心，而是以存儲(chǔ)器為中心等。雖然有以上這些突破，但其本質(zhì)變化不大，習(xí)慣上仍稱之為馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)。
馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的局限性在于它的并行性有限，使工程設(shè)計(jì)人員一直未能找到構(gòu)建廉價(jià)且與大部分商用軟件兼容的快速系統(tǒng)的途徑。顯然，未受到要與馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)保持兼容性要求約束的工程師們，就可以自由地選擇使用許多不同的計(jì)算模式。許多不同的研究領(lǐng)域都屬于非馮·諾依曼模型的范疇，包括神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（利用人腦模型的思想作為計(jì)算范式）、基因算法（利用生物學(xué)和DNA演化的思想開(kāi)發(fā)的算法）、量子計(jì)算機(jī)（在量子效應(yīng)和量子力學(xué)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的計(jì)算機(jī)）、光子計(jì)算機(jī)（利用光子取代電子進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算、傳輸和存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)）、納米計(jì)算機(jī)（采用納米技術(shù)研發(fā)的新型高性能計(jì)算機(jī)）和大規(guī)模并行處理機(jī)等。在這些新的體系結(jié)構(gòu)中，并行計(jì)算的概念是目前最流行的。

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