本书把计算机科学与技术专业的核心硬件课程进行了全面整合，将内容相通或相似的知识去粗存精，将过于繁杂或表面的内容进行了修整或具体，使读者可以用较少的时间对计算机硬件基础知识有一个由基本到全貌的掌握。

现阶段计算机硬件技术以及计算机软件技术互相制约、互相影响，促进了两种技术的良性发展，从而使计算机系统的整体性能呈现了迅速发展的态势。单从硬件技术角度讲，了解其基本组成、底层技术架构、内部工作流的特点及各大部件之间的相互关系原理，对任何软件技术的进一步优化都是十分有益的。

作者本着三个要点指导本书的编写工作： 

（1） 保证专业知识在硬件课程群体系中的连贯性。在介绍硬件专业基础知识时，考虑到核心课程“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“计算机系统结构”等课程中一些知识点的重叠性，把相同或类似的知识集中整合进行了统一讲解。

（2） 本着由简单到复杂、由浅入深的原则，通过前提基础知识的介绍，例如，数制之间的相互转换到逻辑代数求解实际数字电路问题的一个自然过渡，让读者轻松掌握专业技能。

（3） 核心知识与习题的协调统一。为了让读者更好地理解教材中所阐述的内容，每章都有针对性地安排了习题，并全部给出了解答，能够有效帮助读者深入了解与掌握本书中的重点内容。

全书共分8章。第1章介绍计算机系统的分类方法，计算机系统的组成，计算机系统的层次划分方法，计算机系统内部的数制转换技术，数字代数基础与基本门电路，数的定点表示与浮点表示以及码制。第2章介绍计算机指令系统中指令格式等基本概念，与指令及操作数有关的寻址方式，指令系统中七类指令的功能与执行过程分析。第3章介绍逻辑代数的基本定律及规则，逻辑函数的代数化简方法与卡诺图化简方法，组合逻辑电路的分析与设计方法，竞争冒险及其成因，消除竞争冒险的技术手段。第4章介绍触发器的性质、分类，基本触发器存储信息的原理，具有同步功能的常用时序触发器，以及时序逻辑电路的分析与设计方法，常用中规模集成时序逻辑电路的设计与分析方法。第5章介绍输入输出系统的组成、功能，总线的分类及输入输出总线的控制方式、通讯技术及总线标准化，通道处理机的工作原理及工作过程，输入输出系统中的中断技术。第6章介绍存储体系的基本概念，衡量存储体的性能指标，存储层次的形成与发展，虚拟存储器与高速缓冲存储器的工作原理、特点及替换算法。第7章介绍重叠技术与流水技术的原理及相互区别，流水线的分类方法，流水线的吞吐率、加速比、效率及计算方法，流水线中的数据相关、控制相关、结构相关、通用寄存器组相关、指令相关及解决这些相关的具体方案，流水线的调试策略。第8章介绍CPU的逻辑功能、组成和工作机制，包括执行指令、控制各类操作等，重点介绍算术、逻辑运算部件及运算方法。

由于作者的水平有限，书中难免有错误和不妥之处，恳请广大读者批评指正。

作者2013年2月