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计算机组成原理

作者:陆遥
定价:27
印次:1-2
ISBN:9787302268987
出版日期:2011.12.01
印刷日期:2015.07.30

本书讲授单处理机计算机系统的组成和工作原理。全书共分8章: 第1章介绍计算机系统的概况; 第2章讲述非数值数据和数值数据的编码表示方法; 第3章讲解运算方法和运算部件; 第4章讲解存储器系统; 第5章讲解指令系统的功能和设计; 第6章讲解中央处理器,主要是控制器的组成、原理及设计; 第7章介绍系统总线; 第8章介绍输入输出系统。 本书内容全面覆盖了计算机组成原理研究生入学全国统考大纲,着力突出计算机组成原理课程的主要内容,对重点、难点问题进行了深入、细致的讲解。每章后面都附有精心设计和挑选的习题,供读者思考与练习。 本书可作为高等院校计算机专业的教材,也可作为准备考研的学生及从事计算机工作的技术人员的参考书。

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前言 计算机组成原理是计算机专业硬件系列课程中的核心课程。本课程讲述的是单处理机计算机系统的组成、工作原理及逻辑设计方法,内容包括数据的编码表示、运算方法和运算器、存储系统、指令系统、中央处理器、总线系统、输入输出系统等,涵盖了计算机硬件子系统的各个方面。   学习本课程的目的是使学生建立起在控制器控制之下的计算机整体概念,充分理解程序、指令、控制、操作之间的关系,为学习其他硬件系列课程,特别是应用型课程如接口技术、单片机技术等,打下一个良好的基础。   本课程的内容涉及的知识面较广,既要有数字逻辑电路方面的知识,也要有一定的汇编语言、操作系统等方面的基础。这门课程的侧重点虽然在硬件,但指令与控制的理念贯穿其中。学习这门课程,可以使学生深入理解软件对硬件的控制,对提高学生的软件水平也有一定的帮助。从某种角度看,计算机的硬件系统就是围绕着实现计算机指令系统的功能而设计的。   作者在十余年的计算机组成原理课程教学中,深深体会到这门课程对计算机专业学习的重要性。但这门课程难教、难学的情况也是客观存在的。在课堂上,教师从各种角度,以各种手段来剖析一些疑难问题,学生一般都能听懂,但是,学生在课外自修时,往往会感到很困难。这主要是因为教材对一些问题讲解和分析得不够透彻,而学生由于知识面较窄、知识的运用能力不够,从而造成理解上的困难。   作者写作这本教材的初衷,就是想把对各种问题的更为详细的描述和分析呈现给学生,使学生在自修时,也能够较好地理解课程内容,以便更好地学习本课程。因此,本书更多地强调了学生的主体性,在写作上,尽可能把各种疑难问题讲完整、讲透彻,通过有针对性的例子,从多角度展示知识的运用; 即使是一些难度不大但容易造成学生困惑和疑虑的问题,也尽量作出明确的解释。作者在这些方面的努力能否收到好的效果,有待读者朋友们作出评价。   本课程十分重视理论与实践的结合,建议至少开出以下5个实验: (1) 运算器实验; (2) 存储器实验; (3) 运算器与存储器的连接实验; (4) 微程序控制器实验; (5) 简单模型计算机实验。 有条件的话,还可以再设计一个复杂模型计算机实验,使学生建立起良好的计算机整体概念。 本书内容比较丰富,使用本书作为教材的教师可以根据具体的教学要求酌情选讲。本书的理论教学时数建议为72学时,每个实验的时数不少于3学时。   为配合本课程的教学需要,本教材为教师配有电子课件和习题参考答案,如需要,可用电子邮件与清华大学出版社编辑郑寅堃(Email:Zhengyk@tup.tsinghua.edu.cn)联系。 限于作者的经验和水平,书中的错误与不当之处在所难免,恳请使用本书的教师、学生及其他读者提出宝贵意见,作者将不胜感谢。作者的Email: ly_18101@sina.com。 陆遥 2011年8月于桂林

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    第1章计算机系统概述

    1.1计算机组成的任务

    1.2计算机的硬件系统构成

    1.2.1计算机的基本硬件组成

    1.2.2计算机的主要性能指标

    1.3计算机的软件系统构成

    1.3.1计算机的语言

    1.3.2计算机的软件

    1.4计算机系统的层次结构特征

    1.5电子计算机的发展简史

    习题

    第2章计算机的数据表示

    2.1字符数据的表示

    2.2逻辑数据的表示

    2.3校验码

    2.3.1码距与校验位的概念

    2.3.2奇偶校验码

    2.3.3海明校验码

    2.3.4循环冗余校验码

    2.4数值数据的表示

    2.4.1数的二进制真值表示

    2.4.2用BCD码表示十进制数

    2.4.3定点数的表示

    2.4.4浮点数的表示

    习题

    第3章运算方法和运算部件

    3.1定点加减法运算

    3.1.1补码加减法运算

    3.1.2行波进位补码加法/减法器

    3.2定点乘法运算

    3.2.1原码一位乘法

    3.2.2补码一位乘法

    3.2.3阵列乘法器

    3.3定点除法运算

    3.3.1原码一位除法

    3.3.2补码一位除法

    3.3.3阵列除法器

    3.4定点运算器的组成与结构

    3.4.1逻辑运算与移位操作

    3.4.2算术逻辑单元的功能设计

    3.4.3定点运算器的基本结构

    3.5浮点运算

    3.5.1浮点加法、减法运算

    3.5.2浮点乘法、除法运算

    3.5.3浮点运算部件

    ...

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