包郵計算機組成原理(第2版)

作者：谷赫、鄒鳳華、李念峰、戴銀飛、馮萍著

出版社：清華大學出版社出版時間：2025-02-01

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版權信息
本書特色
內容簡介
前言
目錄

計算機組成原理(第2版) 版權信息

ISBN：9787302683179
條形碼：9787302683179 ; 978-7-302-68317-9
裝幀：平裝-膠訂
冊數：暫無
重量：暫無
所屬分類：
教材
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研究生/本科/專科教材

計算機組成原理(第2版) 本書特色

本書概念清晰、深入淺出、通俗易懂，同時又具有一定的理論高度，貼近當前的新技術和新思想，內容安排符合教學規律，具有廣泛的適應層面。書中例題由淺入深，具有實用性、典型性，并力求與當代計算機技術緊密結合。

計算機組成原理(第2版) 內容簡介

"本書系統地介紹了計算機各組成部件的工作原理、邏輯實現、設計方法，以及相互連接構成整機系統的相關問題。全書共8章：計算機系統概論、運算方法和運算器、存儲器、指令系統、中央處理器、總線系統、外圍設備、輸入輸出系統。本書概念清晰、深入淺出、通俗易懂，同時又具有一定的理論高度，貼近當前的新技術和新思想，內容安排符合教學規律，具有廣泛的適應層面。書中例題由淺入深，具有實用性、典型性，并力求與當代計算機技術緊密結合。本書可作為工科院校專科生、本科生計算機專業教材，也可作為其他科技人員的參考書。 "

計算機組成原理(第2版)計算機組成原理(第2版) 前言

“計算機組成原理”是高等學校計算機科學與技術專業及其他相關專業的一門核心專業
基礎課程,也是非計算機專業的學生學習和掌握計算機應用技術的一門專業基礎課程。從
課程地位來說,它在先導課和后繼課之間起著承上啟下的作用。自2009年起,“計算機組成
原理”成為計算機類專業研究生入學考試的全國統考課程,更加奠定了該課程的核心地位。
為適應人才培養和研究生入學考試的需要,本書以全國碩士研究生入學統一考試中“計算機
組成原理”綜合考試大綱為依據,在參考國內外高校使用的教材和文獻的基礎上,結合編者
多年教學經驗編寫而成。該教材著力于提高大學生的學習能力、實踐能力和創新能力,培養
造就具有較強綜合能力的人才,通過本教材的學習,學生能夠比較系統地掌握計算機的組成
結構和工作原理,能夠運用所學的基本原理和方法分析、判斷和解決相關理論和實際問題。<div>“計算機組成原理”是高等學校計算機科學與技術專業及其他相關專業的一門核心專業 </div> <div>基礎課程,也是非計算機專業的學生學習和掌握計算機應用技術的一門專業基礎課程。從 </div> <div>課程地位來說,它在先導課和后繼課之間起著承上啟下的作用。自2009年起,“計算機組成 </div> <div>原理”成為計算機類專業研究生入學考試的全國統考課程,更加奠定了該課程的核心地位。 </div> <div>為適應人才培養和研究生入學考試的需要,本書以全國碩士研究生入學統一考試中“計算機 </div> <div>組成原理”綜合考試大綱為依據,在參考國內外高校使用的教材和文獻的基礎上,結合編者 </div> <div>多年教學經驗編寫而成。該教材著力于提高大學生的學習能力、實踐能力和創新能力,培養 </div> <div>造就具有較強綜合能力的人才,通過本教材的學習,學生能夠比較系統地掌握計算機的組成 </div> <div>結構和工作原理,能夠運用所學的基本原理和方法分析、判斷和解決相關理論和實際問題。 </div> <div>本教材共分為8章,各章內容如下。 </div> <div>第1章計算機系統概論,介紹了計算機的分類、發展及層次結構,并對馮• 諾依曼計算機硬件結構中的各組成部分進行了概要介紹,為以后章節的學習打下了基礎。 </div> <div>第2章運算方法與運算器,從數的表示格式出發,詳細介紹了機器碼的表現形式,定點數與浮點數的表示,二進制數的運算法則以及運算器的組成。 </div> <div>第3章內部存儲器,介紹了存儲器的分類、層次結構和技術指標,主存儲器工作原理,存儲器與CPU 的連接方法,并行存儲器,高速緩沖存儲器,以及由各種存儲器組成多級存儲系統的工作原理。 </div> <div>第4章指令系統,主要介紹了指令格式及指令的尋址方式,常見指令的分類、CISC 和 RISC 指令的特點。 </div> <div>第5章中央處理器,CPU 設計是計算機組成原理課程中的重要組成部分,此處介紹了 </div> <div>CPU 的組成及其功能、指令的執行過程、時序及微操作信號的產生,并對控制器的組合邏輯 </div> <div>實現方法和微程序實現方法進行了說明,通過這一章的學習,讀者可以形成 CPU 的完整概 </div> <div>念和設計方法。 </div> <div>第6章總線系統,介紹了總線的概念與分類、輸入輸出的基本控制方式、計算機總線、主機與外圍設備之間的連接方式。 </div> <div>第7章外圍設備,介紹了除CPU 與存儲器以外的常用外圍設備的工作原理。 </div> <div>第8章輸入/輸出系統,介紹了輸入/輸出的基本控制方式,各方式的特點及邏輯實現 </div> <div>方法。 </div> <div>本課程的參考教學時數為60~70。在教學順序上,可按編寫順序講授,即計算機如何 </div> <div>運算、如何存儲信息、如何執行指令、如何連接輸入/輸出子系統以構成整體系統;也可將存 </div> <div>儲器一章放在CPU 之后講授,即先建立CPU 整體概念,再構造主機與系統的連接。 </div> <div>本書由谷赫擔任主編,負責第1章、第2章、第4章、第6章、第8章的編寫以及全書統 </div> <div>稿。鄒鳳華負責第3章、第5章的編寫工作,李念峰負責第7章的編寫及教材審核工作。戴 </div> <div> </div> <div>Ⅱ </div> <div> </div> <div>銀飛、馮萍負責習題編寫、資源提供及線上教材資源庫的建設。 </div> <div>限于時間和編者水平,本書在選材和對理論及先進技術的理解上可能有不妥之處,敬請讀者批評指正。衷心希望本教材能夠為我國高等院校計算機科學與技術等專業的教學作出貢獻,歡迎廣大讀者廣為選用。 </div> <div> </div> <div>編者 </div> <div>2024年12月 </div> <div> </div>

顯示全部信息

計算機組成原理(第2版) 目錄

第1章計算機系統概論 1

1.1 計算機的分類 1
1.2 計算機的發展 3
1.3 計算機的組成 5
1.3.1 馮• 諾依曼計算機的特點 6
1.3.2 計算機的硬件系統 6
1.3.3 計算機的軟件系統 9
1.3.4 非馮• 諾依曼計算機 10
1.4 計算機系統的層次結構 11
1.4.1 多級組成的計算機系統 11
1.4.2 軟件與硬件的邏輯等價性 11
1.5 計算機的性能指標 12
本章小結 14
習題 14

第2章運算方法和運算器 16

2.1 無符號數和有符號數 16
2.1.1 無符號數 16
2.1.2 有符號數 16
2.2 數的定點表示和浮點表示 19
2.2.1 定點數的表示方法 19
2.2.2 浮點數的表示方法 20
2.2.3 定點數和浮點數的比較 23
2.3 十進制數串和非數值數據的表示 24
2.3.1 十進制數串的表示方法 24
2.3.2 字符與字符串的表示方法 25
2.3.3 漢字的表示方法 25
2.4 數據信息的校驗 26
2.4.1 奇偶校驗碼 26
2.4.2 海明校驗碼 27
2.4.3 循環冗余校驗碼 31
2.5 定點運算 34
2.5.1 定點加減運算 34
2.5.2 定點乘法運算 38
2.5.3 定點除法運算 44
2.6 浮點數運算 47
2.6.1 浮點加、減法運算 47
2.6.2 浮點乘、除法運算 51
2.7 運算器 52
2.7.1 基本的二進制加減法器 52
2.7.2 多功能算術邏輯運算單元 53
本章小結 59
習題 60

第3章內部存儲器 62

3.1 存儲器概述 62
3.1.1 存儲器的分類 62
3.1.2 存儲器的分級 64
3.1.3 存儲單元的地址分配 64
3.1.4 主存儲器的技術指標 65
3.2 隨機存取存儲器 66
3.2.1 靜態 RAM 66
3.2.2 動態 RAM 69
3.3 只讀存儲器 73
3.4 存儲器與 CPU 的連接 79
3.5 并行存儲器 86
3.5.1 雙端口存儲器 86
3.5.2 多模塊交叉存儲器 89
3.6 高速緩沖存儲器 Cache 92
3.6.1 Cache基本原理 92
3.6.2 主存與 Cache的地址映射 94
3.6.3 替換策略 99
3.6.4 Cache的寫操作策略 100
3.6.5 奔騰4的 Cache組織 101
本章小結 102
習題 102

第4章指令系統 104

4.1 指令系統的發展與性能要求 104
4.1.1 指令系統的發展 104
4.1.2 指令系統的性能要求 105
4.1.3 低級語言與硬件結構的關系 105
4.2 指令格式 106
4.2.1 操作碼 106
4.2.2 地址碼 107
4.2.3 指令字長度 111
4.2.4 指令助記符 111
4.2.5 操作數類型 111
4.2.6 指令格式舉例 112
4.3 指令和數據的尋址方式 115
4.3.1 指令的尋址方式 115
4.3.2 操作數的尋址方式 116
4.4 典型指令 129
4.4.1 指令的分類 129
4.4.2 復雜指令系統 131
4.4.3 精簡指令系統 132
4.4.4 RISC 和 CISC 的比較 133
本章小結 134
習題 135

第5章中央處理機 137

5.1 CPU 的功能和組成 137
5.1.1 CPU 的功能 137
5.1.2 CPU 的基本組成 137
5.1.3 CPU 中的主要寄存器 139
5.1.4 寄存器結構舉例 140
5.2 指令周期 142
5.2.1 指令周期的基本概念 142
5.2.2 MOV 指令的指令周期 143
5.2.3 LAD 指令的指令周期 145
5.2.4 ADD 指令的指令周期 146
5.2.5 STO 指令的指令周期 147
5.2.6 JMP指令的指令周期 148
5.2.7 用方框圖語言表示指令周期 149
5.3 時序產生器和控制方式 152
5.3.1 時序信號的作用和體制 152
5.3.2 時序信號產生器 153
5.3.3 控制方式 155
5.4 微程序控制器 156
5.4.1 微程序控制原理 156
5.4.2 微程序設計技術 162
5.5 硬布線控制器 167
5.6 指令流水 170
5.6.1 指令流水原理 171
5.6.2 影響流水線性能的因素 173
5.6.3 流水線性能 177
5.6.4 流水線中的多發技術 179
5.6.5 流水線結構 180
5.6.6 奔騰 CPU 181
5.7 RISCCPU 186
5.7.1 RISC 的特點 186
5.7.2 RISCCPU 實例 187
本章小結 191
習題 191

第6章總線系統 194

6.1 總線概述 194
6.1.1 總線的基本概念 194
6.1.2 總線的標準化 194
6.1.3 總線的特性 195
6.1.4 總線的分類 195
6.1.5 總線的性能指標 198
6.2 總線結構 200
6.2.1 單總線結構 200
6.2.2 雙總線結構 201
6.2.3 三總線結構 202
6.2.4 總線結構對總線性能的影響 202
6.3 總線的傳輸與接口 203
6.3.1 總線傳輸過程 203
6.3.2 信息傳送方式 204
6.3.3 總線接口的基本概念 205
6.4 總線的仲裁 207
6.4.1 集中式仲裁 207
6.4.2 分布式仲裁 209
6.5 總線的定時和數據傳送模式 210
6.5.1 總線的定時 210
6.5.2 總線數據傳送模式 212
6.6 常用總線 213
6.6.1 常用片內總線 213
6.6.2 常用系統總線 213
6.6.3 常用I/O 總線 219
6.6.4 常用外部總線 222
本章小結 225
習題 226

第7章外圍設備 228

7.1 外圍設備概述 228
7.1.1 外圍設備的一般功能 228
7.1.2 外圍設備的分類 229
7.2 硬磁盤存儲器 230
7.2.1 磁記錄原理 230
7.2.2 磁盤的組成和分類 234
7.2.3 磁盤驅動器和控制器 236
7.2.4 磁盤上信息的分布 237
7.2.5 磁盤存儲器的技術指標 238
7.2.6 磁盤存儲設備的技術發展 240
7.2.7 磁盤陣列 RAID 240
7.3 軟磁盤存儲器 241
7.3.1 概述 241
7.3.2 軟磁盤盤片 242
7.3.3 軟磁盤的記錄格式 243
7.3.4 軟磁盤驅動器和控制器 244
7.4 磁帶存儲設備 245
7.4.1 概述 245
7.4.2 數據流磁帶機 246
7.4.3 磁帶的記錄格式 247
7.5 光盤和磁光盤存儲設備 247
7.5.1 光盤存儲設備 247
7.5.2 磁光盤存儲設備 249
7.6 顯示設備 251
7.6.1 顯示設備的分類與有關概念 251
7.6.2 字符/圖形顯示器 252
7.6.3 圖像顯示設備 253
7.6.4 VESA 顯示標準 254
7.7 輸入設備和打印設備 257
7.7.1 輸入設備 257
7.7.2 打印設備 260
本章小結 261

習題 262
第8章輸入輸出系統 264
8.1 外圍設備的速度分級與信息交換方式 264
8.1.1 外圍設備的速度分級 264
8.1.2 信息交換方式 266
8.2 程序查詢方式 267
8.3 程序中斷方式 271
8.3.1 中斷的基本概念 271
8.3.2 程序中斷方式的基本I/O 接口 273
8.3.3 單級中斷 274
8.3.4 多級中斷 276
8.3.5 中斷控制器 278
8.4 DMA 方式 279
8.4.1 DMA 的基本概念 279
8.4.2 DMA 傳送方式 280
8.4.3 基本的 DMA 控制器 282
8.4.4 選擇型和多路型 DMA 控制器 284
8.5 通道方式 287
8.5.1 通道的功能 287
8.5.2 通道的類型 289
8.5.3 通道結構的發展 290
本章小結 290
習題 291