计算机组成原理(面向计算机科学与技术专业规范系列教材)
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品牌: 张新荣
基本信息·出版社：机械工业出版社
·页码：316 页
·出版日期：2009年
·ISBN：7111261275/9787111261278
·条形码：9787111261278
·包装版本：1版
·装帧：其他
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：面向计算机科学与技术专业规范系列教材
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内容简介《计算机组成原理》以计算机科学与技术本科专业规范为指导，系统地介绍计算机单机系统的基本组成和工作原理。全书共分九章，内容包括：计算机系统概述、计算机中数据的表示及运算、存储器系统、指令系统、中央处理器CPu、总线技术及L／O系统。涵盖了计算机各大部件的组成、工作原理、设计方法及其互联构成计算机整机的技术。读者通过阅读《计算机组成原理》，可对计算机系统有比较全面的了解，为进步深入学习和研究计算机系统奠定基础。《计算机组成原理》可作为高等院校计算机及相关专业学生的教材，计算机专业研究生入学考试的复习用书，也可供从事计算机等领域工作的科技人员参考。
作者简介张新荣，天津大学计算机科学与技术学院教授；从事计算机组成原理课程教学工作多年，曾获天津市教学楷模、天津大学教学名师等荣誉称号，完成国家自然科学基金、863项目、天津市自然科学基金及横向课题多项，发表学术论文几十篇。主要研究方向为计算机图像处理与分析。
编辑推荐《计算机组成原理》以CCC2002为指导，以计算机组成原理研究生入学统一考试大纲的考察目标为依据，系统介绍了计算机系统的组成结构和内部工作原理。在查阅了大量最新资料和文献的基础上，由作者结合多年的教学经验编写而成，全书内容充实，重点突出，通俗易懂。
《计算机组成原理》的主要特色
内容组织合理，既注重基础知识的讲述，又兼具系统性和先进性。
文字叙述简洁明了、通俗易懂，既便于教师课堂讲授，又便于自学者阅读。
理论与实践交叉融合，对重点、难点知识，都安排相应的例题以帮助理解。
思考题与习题按章节的知识点选择、组织，做到学以致用。
涵盖全国硕士研究生入学统一考试计算机科学与技术学科联考大纲的所有内容。
目录
序言
前言
教学建议
第1章 概论
1.1 计算机的发展史
1.1.1 第代到第四代电子数字计算机的简单回顾
1.1.2 第台通用电子数字计算机诞生的基础和历史背景
1.1.3 推动计算机体系结构发展的重要事件
1.2 计算机系统的基本组成
1.2.1 计算机系统的软硬件概念
1.2.2 计算机系统的硬件组成
1.2.3 计算机的软件系统
1.2.4 计算机系统的层次结构
1.3 计算机的性能指标
思考题与习题
第2章 数据在计算机中的表示
2.1 数值数据的表示
2.1.1 进位计数制及相互转换
2.1.2 数的符号表示
2.1.3 数的小数点表示刀
2.1.4 十进制数据表示弭
2.2 非数值数据的表示
2.2.1 逻辑数据
2.2.2 字符及字符串的表示
思考题与习题
第3章 计算机的算术运算
3.1 算术逻辑单元
3.1.1 加法器及其进位结构
3.1.2 多功能算术逻辑单元
3.2 定点运算
3.2.1 定点加减运算
3.2.2 定点乘法运算
3.2.3 定点除法运算
3.3 运算器组织
3.3.1 运算器组织
3.3.2 位片式运算器
3.4 浮点运算
3.4.1 浮点加减运算
3.4.2 浮点乘除运算
3.4.3 浮点运算所需要的硬件
思考题与习题
第4章 存储系统
4.1 概述
4.1.1 存储器的主要技术指标
4.1.2 存储器的分类
4.1.3 存储系统的层次结构
4.1.4 存储体系
4.2 主存储器
4.2.1 主存储器基本结构与操作
4.2.2 半导体随机存储器
4.2.3 只读存储器(ROM)
4.2.4 多体交叉存储器
4.2.5 校验码
4.2.6 相联存储器和双口存储器
4.3 高速缓冲存储器
4.3.1 Cache的工作原理
4.3.2 主存－Cache地址映象和地址变换
4.3.3 替换算法
4.3.4 高速缓存的写策略
4.4 虚拟存储器
4.4.1 虚拟存储器概论
4.4.2 页式虚拟存储器
4.4.3 段式及段页式虚拟存储器
思考题与习题
第5章 指令系统
5.1 机器指令
5.1.1 机器指令格式
5.1.2 操作数类型和存储方式
5.1.3 指令的操作类型
5.2 寻址方式
5.2.1 指令的寻址方式
5.2.2 操作数的寻址方式
5.2.3 寻址方式举例
5.3 指令格式举例
5.3.1 Pentium指令格式
5.3.2 PowerPC指令格式
5.4 RISC技术
5.4.1 RISC技术的提出
5.4.2 RISC和CISC技术的比较
5.4.3 RISC和CISC执行程序所需的时间比较
思考题与习题
第6章 中央处理器
6.1 CPU的功能和组成
6.1.1 CPU的功能
6.1.2 CPU的组成
6.2 时序控制方式与时序系统
6.2.1 时序控制方式
6.2.2 时序系统
6.3 模型机指令的执行过程
6.3.1 模型机的数据通路
6.3.2 模型机的指令系统
6.3.3 模型机的时序系统
6.3.4 模型机指令的执行过程
6.4 模型机控制器的硬布线设计
6.4.1 设计方法
6.4.2 模型机组合逻辑控制器框图
6.5 模型机控制器的微程序设计
6.5.1 微程序控制的基本原理
6.5.2 微程序设计技术
6.5.3 模型机的微程序设计
6.5.4 微程序技术的应用
6.6 CPU的流水线技术
6.6.1 流水线的基本概念
6.6.2 流水线的分类
6.6.3 流水线中的主要问题
6.6.4 线性流水线的性能
6.6.5 高级流水线
思考题与习题
第7章 总线
7.1 总线概述
7.1.1 总线的组成
7.1.2 总线性能指标
7.1.3 总线标准
7.2 总线结构
7.2.1 总线结构的物理实现
7.2.2 多总线结构
7.3 总线控制
7.3.1 总线仲裁
7.3.2 总线通信控制
7.4 实用总线标准
7.4.1 PCI总线
7.4.2 PCIExpress总线
思考题与习题
第8章 外部设备
8.1 输出设备
8.1.1 打印机
8.1.2 显示设备
8.2 输入设备
8.2.1 键盘
8.2.2 鼠标器
8.2.3 触摸屏
8.3 辅助存储器
8.3.1 辅助存储器的种类与技术指标
8.3.2 磁记录原理
8.3.3 编码方式
8.3.4 磁盘存储器
8.3.5 RAID（冗余磁盘阵列）
8.3.6 磁带存储器
8.3.7 光盘存储器
思考题与习题
第9章 输入输出系统
9.1 概述
9.1.1 输入输出系统的组成
9.1.2 I／O设备与主机的连接方式
9.1.3 I／O设备与主机的信息交换方式
9.2 I／O接口
9.2.1 I／O接口的功能
9.2.2 I／O接口的分类
9.2.3 I／O接口的基本组成
9.2.4 I／O接口举例
9.3 程序直接控制方式
9.4 程序中断控制方式
9.5 DMA(直接存储器访问)方式
9.6 I／O通道方式
思考题与习题
参考文献
……[看更多目录]
序言近20年里，计算机学科有了很大的发展，人们普遍认为，“计算机科学”这个名字已经难以涵盖该学科的内容，因此，改称其为计算学科（computing Discipline）。在我国本科教育中，1996年以前曾经有计算机软件专业和计算机及应用专业，之后被合并为计算机科学与技术专业。2004年以来，教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会根据我国计算机专业教育和计算学科的现状，为更好地满足社会对计算机专业人才的需求，发布了《高等学校计算机科学与技术专业发展战略研究报告暨专业规范（试行）》（以下简称《规范》），提出在计算机科学与技术专业名称之下，构建计算机科学、计算机工程、软件工程和信息技术四大专业方向。《规范》中四大专业方向的分类，在于鼓励办学单位根据自己的情况设定不同的培养方案，以培养更具针对性和特色的计算机专业人才。
为配合《规范》的实施，落实中央“提高高等教育质量”的精神，我们规划了“面向计算机科学与技术专业规范系列教材”。本系列教材面向全新的计算学科，针对我国高等院校逐步向新的计算机科学与技术专业课程体系过渡的趋势编写，在知识选择、内容组织和教学方法等方面满足《规范》的要求，并与国际接轨。本套教材具有以下几个特点：
（1）体现《规范》的基本思想，满足其课程要求。为使教材符合我国高等院校的教学实际，编委会根据《规范》的要求规划本套教材，广泛征集在国内知名高校中从事一线教学和科研工作、经验丰富的优秀教师承担编写任务。
（2）围绕“提高教育质量”的宗旨开发教材。为了确保“精品”，本系列教材的出版不走盲目扩大的路子，每本教材的选题都将由编委会集体论证，并由一名编委担任责任编委，最大程度地保证这套教材的编写水准和出版质量。
（3）教材内容的组织科学、合理。体系得当。本套教材的编写注重研究学科的新发展和新成果，能够根据不同类型人才培养需求，合理地进行内容取舍、组织和叙述，还精心设计了配套的实验体系和练习体系。
（4）教材风格鲜明。本套教材按4个专业方向统一规划，分批组织，陆续出版。教材的编写体现了现代教育理念，探讨先进的教学方法。
（5）开展教材立体化建设。根据需要配合主教材的建设适时开发实验教材、教师参考书、学生参考书、电子参考资料等教辅资源，为教学实现多方位服务。
我们衷心希望本系列教材能够为我国高等院校计算机科学与技术等专业的教学作出贡献，欢迎广大读者广为选用。
文摘插图：
第1章 概论
1.1 计算机的发展史
1.1.2 第一台通用电子数字计算机诞生的基础和历史背景
从古至今，人们一直在不断地探求能够更快地进行计算的工具，可以说这种探求从来就没有停止过。客观地说，ENIAC之所以被称为第一台通用电子数字计算机，是因为ENIAC正好符合了后人对通用电子数字计算机特征的定义。
通用电子数字计算机必须具有如下四方面的特征：
用离散符号表示数据，即计算机内部的数据表示使用离散符号，这是区分数字计算机与模拟计算机的重要标志。
?完全使用电子运算装置，即计算机内部的所有运算装置完全使用电子的形式，这是区分电子计算机、机电计算机和机械计算机的重要标志。
?可以编写程序，即计算机的功能可以通过运行不同的程序而改变，这是区分通用计算机和专用计算机的重要标志。
图灵完备(Turing-complete)，即如果一个计算系统能够计算任何图灵可计算问题(Turing-computablefunction)，就称之为图灵完备。
表1-1简要列出了20世纪40年代初期出现的一些数字计算机的特征，从中可以看出无论计算机采用的数值是二进制还是十进制，都是使用离散符号表示数据，因此都是数字计算机；德国的Z3计算机和美国的MarkI计算机，由于运算机制是机电结合的方式，因此都不能称为电子计算机；美国的Atanasoff-BeiTy计算机明显是专用计算机，不能称为通用计算机；英国的Colossus计算机不具备图灵完备性；只有美国的ENIAC计算机完全具备了通用电子数字计算机的所有特征。
