前言
“计算机组成原理”是计算机学科类各专业学生的必修核心课,主要讨论的是计算机各大部件的基本原理、逻辑实现方法,及整机系统的连接技术,为计算机系统的分析、设计、开发及应用奠定基础。本课程在计算机教学中具有承上启下的作用,其先修课程包括电子技术基础、数字逻辑等。
“计算机组成原理”课程中涉及的基本概念较多,阐述的基本原理比较抽象,教学内容的应用目标不是十分直接,学生的直观感受较差,在计算机学科中被公认是一门既难教又难学的课程,课程教学对教材的要求比较高。
《高等学校计算机科学与技术专业核心课程教学实施方案》,鼓励教师根据学校的总体办学要求、人才培养的基本目标、具备的教学条件和学生的实际水平,在保证完成教学大纲基本要求的前提下,做出合适的选择,突出自己的特色。
作者在多年的教学过程中所接触的教材各有千秋。本教材主要针对普通本科院校的教学实际,对内容做适当精简,在表述上力求深入浅出、通俗易懂,为教师上课和学生自学提供方便。本教材在以下几个方面具有一定的特色。
(1) 根据专业认证的要求,以及《高等学校计算机科学与技术学科公共核心知识体系和课程》对本课程所列出的知识单元的要求,本书内容突出“基本”二字,主要介绍计算机硬件系统的基本原理,对重点和难点进行适当处理。
(2) 在强调计算机组成的基本概念和基本原理的基础上,对各大部件的基本组成和逻辑实现方法及互连技术的描述力求详细、恰当,注重与实际应用相结合,避免理论与实际脱节。在介绍基本概念和基本原理时,注意深入浅出、循序渐进,较多地给出示例,便于学生理解和掌握。
(3) 作为专业基础课程的教材,在讲清基本原理的基础上,再提出先进技术和新的发展方向。避免过于求新,降低学生的学习难度。
(4) 每章附有大量难度不同的习题,为读者从不同角度理解相关概念和基本原理,提供更多的训练、测试的机会。一般读者掌握基础题即可,需要考研的读者可以练习提高部分的题目。
全书共分10章。第1章是计算机系统概述,重点介绍计算机系统的基本组成和层次结构,使读者通过本章对计算机系统建立一个粗略的、完整的概念; 第2章是计算机数据处理的基础,解决各种数据在计算机中如何表示的问题; 第3~6章详细介绍了运算器、存储器、控制器的基本组成原理和逻辑实现方法; 第7章简要介绍几种常用输入输出设备的基本组成原理; 第8章和第9章介绍总线、输入输出系统等部件互连构成整机的技术; 第10章介绍计算机结构的一些新技术。
本书由郑州航空工业管理学院的李玉玲、孙新德、白首华、周鹏和郑州轻工业大学的张杰、李志刚共同编著。本书的第1、3、5章由李玉玲编写,第4、7章由孙新德编写,第8、9章由白首华编写,第2、10章由张杰编写,第6章的1~7节由李志刚编写,第6章的其余部分和附录A由周鹏编写。全书由李玉玲统稿。
在本书的编写和出版过程中,得到了编者学校和智能工程学院、清华大学出版社的大力支持,参考了大量的文献资料,在此表示诚挚的谢意。
由于编者的水平有限,加之时间仓促,书中难免有不妥之处,恳请广大读者批评指正。
编者2019年5月