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[正版] 计算机组成原理 清华大学出版社 杨光煜等 21世纪高等学校规划教材计算机科学与技术 组成原理
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书名: | 计算机组成原理(21世纪高等学校规划教材·计算机科学与技术) |
出版社: | 清华大学出版社 |
出版日期 | 2020 |
ISBN号: | 9787302535690 |
本书立足于现代计算机结构的高度,从部件级着眼,讲清楚计算机的组织,使学生在学完本课程后,能掌握计算机硬件系统的组成及工作原理,以及计算机结构的基本概貌。争取在建立起整机概念的基础上,为学生更好地掌握与硬件休戚相关的各种程序设计语言、有关网络的基本知识、层出不穷的应用软件等打下良好的基础。 |
杨光煜,副教授,管理科学与工程一级学科硕士生导师。现任天津财经大学商学院管理信息系统系主任。 |
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本书立足于现代计算机结构的高度,从部件级着眼,讲清楚计算机的组织,使学生在学完本课程后,能掌握计算机硬件系统的组成及工作原理,以及计算机结构的基本概貌。争取在建立起整机概念的基础上,为学生更好地掌握与硬件休戚相关的各种程序设计语言、有关网络的基本知识、层出不穷的应用软件等打下良好的基础。 |
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第1章概述 1.1计算机发展概况 1.1.1计算机发展简史 1.1.2现代计算机的特点 1.1.3计算机的发展趋势 1.2计算机的组成及解题过程 1.2.1我们头脑中的计算机组成和大致工作过程 1.2.2计算机的五大组成部分及硬件结构 1.2.3计算机系统 1.2.4计算机的解题过程 1.3计算机系统的技术指标 1.3.1主频 1.3.2字长 1.3.3容量 1.3.4存取周期 1.3.5运算速度 1.4计算机的分类及应用 1.4.1计算机的分类 1.4.2微型计算机的分类 1.4.3计算机的应用 1.5本章小结 1.6习题 1.7参考答案 第2章计算机中数据的表示 2.1数值数据 2.1.1进位记数制 2.1.2进制间的相互转换 2.1.3定点数与浮点数 2.1.4数的符号表示——原码、补码、反码及阶的移码 2.2非数值数据 2.2.1逻辑数据 2.2.2字符数据 2.2.3多媒体数据 2.2.4十进制数的编码 2.2.5数据校验码 2.3本章小结 2.4习题 2.5参考答案
第3章计算机中的逻辑电路 3.1逻辑代数 3.1.1基本逻辑运算与逻辑函数 3.1.2组合逻辑运算与组合逻辑函数 3.1.3基本定律 3.1.4逻辑表达式与真值表之间的相互转换 3.1.5逻辑函数的标准形式 3.1.6逻辑表达式的化简 3.2门电路 3.2.1三种基本门 3.2.2门电路的真值表 3.2.3门电路的波形图 3.2.4几种常用组合门电路 3.3逻辑电路的分析与设计 3.3.1分析逻辑电路 3.3.2设计逻辑电路 3.4触发器及寄存器 3.4.1触发器 3.4.2寄存器 3.4.3计数器 3.5本章小结 3.6习题 3.7参考答案 第4章运算方法和运算器 4.1定点加减法运算 4.1.1补码加减法运算 4.1.2反码加减法运算 4.1.3定点加减法中的溢出问题 4.1.4加法器 4.2定点乘法运算 4.2.1原码乘法运算及原码乘法器 4.2.2补码乘法运算及补码乘法器 4.3定点除法运算 4.3.1恢复余数法 4.3.2不恢复余数法 4.4浮点运算的基本思想 4.4.1浮点数加减法的运算规则 4.4.2浮点数乘除法的运算规则 4.5运算器的基本结构及分类 4.5.1运算器的基本组成 4.5.2运算器的分类 4.6浮点运算器基本思路 4.7本章小结 4.8习题 4.9参考答案 第5章存储器 5.1概述 5.1.1有关存储器的基本知识 5.1.2存储器的分类 5.1.3存储系统 5.1.4存储器的主要技术指标 5.2主存储器的基本结构和工作过程 5.2.1随机存取存储器 5.2.2只读存储器 5.2.3PLA和PAL技术简介 5.3主存系统存在的问题及解决方案 5.3.1高速缓冲存储器 5.3.2交叉存取方式 5.3.3虚拟存储技术 5.4动态RAM的刷新 5.5本章小结 5.6习题 5.7参考答案 第6章指令系统 6.1指令系统的发展历程 6.2指令的分类 6.2.1数据传送类指令 6.2.2算术逻辑运算类指令 6.2.3字符串处理指令 6.2.4输入输出指令 6.2.5特权指令和陷阱指令 6.2.6转移指令 6.2.7子程序调用指令 6.2.8处理器控制指令 6.3指令格式 6.3.1指令信息 6.3.2指令格式 6.4寻址方式 6.4.1指令的寻址 6.4.2操作数的寻址 6.5指令系统的性能要求 6.6复杂指令系统与精简指令系统 6.6.1复杂指令系统 6.6.2精简指令系统 6.7指令的执行 6.7.1指令的执行过程 6.7.2指令的执行方式 6.8本章小结 6.9习题 6.10参考答案 第7章控制器 7.1控制器的组成及工作过程 7.1.1控制器的基本功能 7.1.2控制器的组成 7.1.3控制器的工作过程 7.1.4控制器的控制方式 7.2总线 7.2.1CPU内部总线 7.2.2系统总线 7.2.3微处理器的总线结构 7.3中断系统 7.3.1问题的提出 7.3.2中断系统的功能 7.3.3中断系统的结构及工作过程 7.4控制器的常规逻辑设计法与微程序设计思想 7.4.1控制器的常规逻辑设计法 7.4.2微程序设计思想 7.5本章小结 7.6习题 7.7参考答案 第8章外围设备 8.1外围设备概述 8.2输入设备 8.2.1键盘 8.2.2鼠标 8.2.3触摸屏 8.2.4其他输入设备 8.3输出设备 8.3.1显示输出设备 8.3.2打印输出设备 8.4外部存储设备 8.4.1概述 8.4.2硬磁盘存储器 8.4.3光盘存储器 8.5接口 8.5.1I/O接口的类型 8.5.2I/O接口的功能 8.6本章小结 8.7习题 8.8参考答案 第9章输入输出设备数据传送控制方式 9.1直接程序控制方式 9.2程序中断控制方式 9.3直接存储器存储方式 9.4通道控制方式 9.5外围处理机方式 9.6本章小结 9.7习题 9.8参考答案 参考文献 |
让信息管理与信息系统专业的学生以及其他非计算机专业学生在不开设前导课的情况下学习计算机的工作原理,并为他们今后学习与 计算机硬件相关的其他课程打下良好基础,是编写本书的基本出发点。 级着眼,讲清楚计算机的组成。本书用两部分内容建立起计算机系统的概念。第一部分: 基础知识(包括计算机中数据的表示方法 、运算方法及常用逻辑部件)。第二部分: 各子系统(包括运算器、存储器、控制器、输入输出子系统)的组成、工作原理及它们 之间的相互联系。本书共分为9章。第1~3章及第4章的前半部分为基础知识部分。第4章后半部分至第7章及第9章则侧重于计算机工作 原理。第8章为延伸阅读。学生应重点掌握以下几点: 各功能部件(子系统)的工作原理,它们相互联系构成的整机系统,以及计算 机科学中最基本的概念和术语。通过本书的学习,学生能在宏观上从部件的角度掌握计算机硬件系统的组成及工作原理,以及计算机 结构的概貌,建立起整机的概念,为学好其他计算机相关课程打下良好的基础。 给学生,而是尽量启发学生思考着去追寻专家的思路,理解计算机各个功能部件工作需要什么样的组合,不提倡学生在现有的结构上 去刻板地死记硬背计算机的组成。力争在计算机的组成部件展现出来之后,使学生达到“理解了,也就记住了”的学习效果。 课的教学中不断探索和总结,积累了一定的教学与教材编写经验,同时广泛阅读了大量相关教材。本书第1~3章、第5、7、9章由杨光 煜老师编写; 第4章由韩瀛老师编写; 第6章由庄坤老师编写; 第8章由刘婧编写。 辛勤努力与无私奉献才使书稿得以如期交付。同时,也要感谢编者的学生——信息管理与信息系统专业1701班的崔凯获、郭真、黄美 斌、郝美奇、李国泰、王洋、张雯婕、张煜旋等学生。尤其要感谢李国泰,如果没有他组织同学加盟,本书所用课件的制作,既要保 持风格的一致又要保证内容的完整与演示逻辑的科学,编者不可能在短期内顺利完成。本书附带课件模板由学生张煜旋提供,第1~5 章由学生崔凯获制作,第2章由学生王洋制作,第3章由学生郭真制作,第4章由学生郝美奇制作,第6章由学生黄美斌制作,第7章由 学生张雯婕制作,第8章由学生李国泰制作,第9章由学生张煜旋制作。在此,要再一次由衷地对那些支持和帮助过本书出版的朋友们 道一声: 谢谢! 者的尊重,编者在书稿参考文献中详细列出了所有参考书目。编者也代表同事在此对文献作者表示由衷的感谢。 编者 |
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