计算机组成与体系结构(第3版)——基本原理、设计技术与工程实现
清华大学国家精品课程教材,普通高等教育“十一五”国家级规划级教材,北京市高等教育精品教材。强调计算机硬件系统的组成原理、设计技术、工程实现。课件处为本书教学PPT.

作者:宋佳兴、王诚

丛书名:21世纪大学本科计算机专业系列教材

定价:49元

印次:3-5

ISBN:9787302465546

出版日期:2017.07.01

印刷日期:2020.12.28

图书责编:张瑞庆

图书分类:教材

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本书包括数字电路基础(先修部分)、计算机组成(主体部分)、计算机体系结构(提高部分)3部分内容,共13章,重点讲解计算机系统的完整组成和提高性能的可行途径。作为硬件课程教材,兼顾到计算机科学与技术专业中偏工程技术方向、偏软件方向的本科生,也可用于软件学院和计算机应用方向的学生。

宋佳兴,清华大学计算机科学与技术系副研究员,博士。主要研究方向为计算机网络、分布式信息系统等。在相关领域承担多项科研项目,发表论文20余篇,获省部级科技进步奖2项。是清华大学国家精品课“计算机组成原理”课程主要成员,获省部级教学成果奖1项。主讲数据库技术及应用、计算机组成与系统结构课程。王诚,多年在清华大学计算机系教学和科研第一线工作,出版了十余本书,教学取得优异业绩,科研工作也有十余项重要成果。在长达十七、八年的教学过程中,重点主讲“计算机组成原理”、“计算机组成与体系结构”等课程,计算机组成原理课被评为国家、北京市、清华大学三个级别的精品课程,获北京市高教教学成果一等奖。出版多本主教材和实验指导书,其中有2本被评为北京市精品教材,进入国家级“十五”和“十一五”规划教材。开发研制了教学硬件实验设备及其软件模拟系统,制作了教学课件,在全国有较大影响。

名誉主任: 陈火旺主任: 李晓明副主任: 钱德沛焦金生委员: (按姓氏笔画排序) 马殿富王志英王晓东宁洪刘辰 孙茂松李大友李仲麟吴朝晖何炎祥 宋方敏张大方张长海周兴社侯文永 袁开榜钱乐秋黄国兴蒋宗礼曾明 廖明宏樊孝忠秘书: 张瑞庆 本书主审: 李晓明 前言FOREWORD对这一版的书名做了一点变动,增加了“基本原理、设计技术与工程实现”的副标题,特意指出书中提供3类不同性质的教学内容。第一类是计算机组成原理与运行机制的核心知识,属于学生一定要掌握的原理性基础知识,在绝大多数的同类教材中都会重点讲解。第二类是计算机硬件系统的基本设计技术,多数同类教材中讲解不多也欠具体应用实例。第三类是计算机硬件系统的入门性工程实现问题,同类教材中较少涉及,我们希望在这一版的教材中对上述3类内容都有适度的讲解,其中的工程实现问题只在主教材中简单提及,主要部分将放到《计算机组成与体系结构实验指导》教材中。这种安排体现了作者多年坚守的教学理念,从如下3个方面予以说明。 (1) 针对计算机组成原理这一类含有较多技术性、工程性、实践性内容的课程,教学安排不宜过分局限于教师课堂讲课、学生课上听讲和课后背书的学习方式,应该在讲课听课的基础上再较大幅度地加强教学实践环节,增强课程内容的实用性,促成学生用课堂学到的理论知识,设计实现一台组成简单完整、原理清晰实用、实验操作方便、支持汇编语言编程的简小计算机系统,促使学生在学习理论知识、掌握设计技术、提升实践能力等诸方面得到全面成长。 (2) 在讲解计算机硬件系统组成和功能实现时,应该把口语性的一般讲解和硬件描述语言的严谨描述恰当地结合...

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CONTENTS

第1章计算机系统概述1

1.1计算机系统的基本组成及其层次结构1

1.2计算机硬件的5个功能部件及其功能4

1.3计算机系统主要的技术与性能指标7

1.4计算机的体系结构、组成和实现概述9

1.5计算机发展进步、分类和拓展应用的进程12

本章内容小结和学习方法建议15

习题与思考题15

第2章数字电路基础和常用器件17

2.1数字电路的基本元件17

2.1.1晶体二极管与三极管17

2.1.2应用案例19

2.2数字电路基础及其相关处理方法20

2.2.13种基本逻辑关系20

2.2.2逻辑函数及其描述方法23

2.2.3逻辑函数的特性、规则与应用24

2.3组合逻辑电路及时序逻辑电路25

2.3.1常用逻辑门器件26

2.3.2时序逻辑电路29

2.3.3存储器芯片简介31

2.3.4几个专用功能器件和存储器芯片的引脚图32

2.4现场可编程逻辑器件及其应用34

2.4.1现场可编程器件概述34

2.4.2CPLD和FPGA的编程与应用37

本章内容小结和学习方法建议37

习题与思考题37

第3章数据表示、运算算法和线路实现39

3.1数字化信息编码的概念和二进制编码知识39

3.1.1数字化信息编码的概念39

3.1.2二进制编码和码制转换40

3.1.3检错纠错码45

3.2数据表示50

3.2.1逻辑类型数据的表示50

3.2.2字符类型数据的表示50

3.2.3多媒体信息编码53

3.2.4数值类型数据的表示55

3.3二进制数值数据的编码方案与运算算法60

3.3.... 查看详情

本书主要提供“计算机组成和体系结构”课程的教学内容,包括计算机组成的原理知识,计算机硬件的设计技术,以及简单的实例计算机系统的工程实现,重点强调计算机硬件系统的组成原理、设计技术、工程实现三个方面的内容。作为计算机硬件课程的教材,本书涉及数字电路基础与逻辑设计基础知识、完整的计算机组成原理知识与设计实现技术、计算机系统结构的基础知识和概念等三门课程的有关内容,期望在有限的学时范围内,初步学习到计算机专业关键的三门硬件类课程的基本知识,强调所学知识的系统性和实用程度,强调培养学生的开创意识和实际工作能力。
 本版的书名增加了“基本原理、设计技术与工程实现”的副标题,特意指出书中提供三类不同性质的教学内容。第一类内容是计算机组成原理与运行机制的核心知识,属于学生一定要掌握的原理性基础知识,在绝大多数同类教材中都会重点讲解;第二类内容是计算机硬件系统的基本设计技术,多数同类教材中讲解不多也欠具体应用实例;第三类内容是计算机硬件系统的入门性工程实现问题,其他教材中较少涉及,在这一版本的教材中对上述三类内容都有适度的讲解。
 本版增加了计算机系统的工程实现的内容,又对计算机硬件设计技术的内容进行了重点修订,在对有关设计技术进行必要讲解之后,还要进一步给出描述计算各功能部件的组成与功能、使用与控制的ABEL-HDL程序的部分源码,这个程序的结构与实现功能容易读懂,更能方便地实现扩展新的指令和添加新的系统功能。
 计算机各个功能部件的组成、运行原理和控制使用是课程教学的重点内容,在本版教材中,在强调讲清基本原理和基础概念的基础上,还要提供组成简单、能够实用的功能部件实例,最终还可以使用这些部件实例构建成能够正常运行的教学计算机系统,而这些设计实现的主要工作将交由学生以教学实验的方式来完成,这对培养学生承担实际工作的能力和大有益处,比较充分地体现出作者在主持建设“计算机组成原理”国家精品课程的教学理念。
 在教材中强调把指令格式选择和指令系统设计、机器语言和汇编语言编程作为重点教学内容之一,为此需要提供使用这套指令系统设计完成的实例计算机系统的监控程序,从而使计算机组成原理课程教学摆脱了硬软件完全分割的局面,有利于加深学生对计算机整机系统的正确理解,这在其他同类教材中是很少见到的。
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