- 计算机组成原理(全国高等学校计算机教育研究会十四五系列教材)
- - 作者：编者:王海瑞//李亚//潘晟旻//朱贵富|责编:谢琛//薛阳|总主编:郑莉
  - 出版社：清华大学
  - ISBN：9787302708629
  - 出版日期：2026/03/01
  - 页数：297
- 售价：26

内容大纲
本书在培养自主可控人才和推进国产化替代进程的背景下，以建立体系化计算机系统概念为目的，深入介绍了计算机组成5大功能部件的逻辑构成和工作机制。全书共8章，内容涵盖了计算机概论、数字逻辑基础和计算机中的数据表示、运算方法与运算器、系统总线、存储系统、指令系统、中央处理器以及输入/输出设备。读者通过阅读本书，可以掌握计算机组成的核心技术原理，深刻理解自主研发国产化处理器架构及指令系统的重要性、必要性和可行性，为国产化计算机技术的发展和人才培养贡献力量。本书提供了丰富的硬件设计案例和实验，有助于读者系统地掌握计算机组成的理论知识，并提升计算机组成5大部件硬件逻辑电路设计和开发能力。
本书内容贴近技术发展前沿，体系结构清晰，逻辑缜密，提供了完整的教学及学习资料，适合作为高等院校计算机类专业校本教材，也可供相关领域的研究人员和工程师参考。
作者介绍
目录
第1章  计算机概论
  1.1  计算机及其发展
    1.1.1  计算机发展史
    1.1.2  中国计算机发展史
    1.1.3  计算机的分类
    1.1.4  计算机的应用领域
  1.2  冯·诺依曼计算机及系统组成
    1.2.1  冯·诺依曼计算机的特点
    1.2.2  计算机硬件系统
    1.2.3  计算机软件系统
    1.2.4  计算机硬件与软件的关系
  1.3  计算机系统的基本概念
    1.3.1  计算机系统中的层次概念
    1.3.2  计算机体系结构
    1.3.3  存储程序计算机体系结构及其发展
    1.3.4  计算机实现技术及其发展
  1.4  计算机性能评价指标
    1.4.1  机器字长
    1.4.2  存储容量
    1.4.3  网络带宽
    1.4.4  运算速度
    1.4.5  兼容性
  课后习题
  参考答案
第2章  数字逻辑基础和计算机中的数据表示
  2.1  进位记数制及其相互转换
    2.1.1  进位记数制
    2.1.2  进位制之间的相互转换
    2.1.3  BCD码
  2.2  逻辑代数、逻辑函数和门电路基础
    2.2.1  逻辑代数基础
    2.2.2  真值表与逻辑函数的标准形式
    2.2.3  逻辑函数的代数化简方法
    2.2.4  逻辑函数的卡诺图化简法
    2.2.5  逻辑门电路
  2.3  组合逻辑电路
    2.3.1  组合电路分析
    2.3.2  组合电路设计
    2.3.3  组合电路的冒险与竞争
  2.4  触发器
    2.4.1  R-S触发器
    2.4.2  主从J-K触发器
    2.4.3  T型触发器
    2.4.4  维持阻塞D型触发器
    2.4.5  触发器应用举例
  2.5  时序逻辑电路分析与设计
    2.5.1  同步时序电路分析
    2.5.2  同步时序电路设计
    2.5.3  异步时序电路分析
    2.5.4  异步时序电路设计

    2.5.5  时序电路的冒险与竞争
  2.6  计算机中数值数据的表示
    2.6.1  真值与机器码
    2.6.2  原码表示法
    2.6.3  反码表示法
    2.6.4  补码表示法
    2.6.5  移码表示法
    2.6.6  原码、反码、补码的相互转换
  2.7  定点数和浮点数
    2.7.1  定点数的表示
    2.7.2  浮点数的表示
    2.7.3  IEEE 754浮点数标准
  2.8  计算机中非数值数据的表示
    2.8.1  ASCII码
    2.8.2  Unicode码
    2.8.3  汉字国标码GB 2312—1980、区位码
    2.8.4  汉字的内码、外码和汉字点阵显示
    2.8.5  校验码
  课后习题
  参考答案
第3章  运算方法与运算器
  3.1  二进制补码加减法原理及逻辑实现
    3.1.1  补码加法运算
    3.1.2  补码减法运算
    3.1.3  二进制溢出判别方法及逻辑实现
  3.2  二进制定点原码乘法和补码乘法的逻辑实现
    3.2.1  原码一位乘法
    3.2.2  原码两位乘法
    3.2.3  补码一位乘法
    3.2.4  补码两位乘法
    3.2.5  补码乘法器的逻辑实现和阵列乘法器
  3.3  二进制定点原码除法和补码除法的逻辑实现
    3.3.1  原码恢复余数法
    3.3.2  原码加减交替法
    3.3.3  补码加减交替法
    3.3.4  补码除法器逻辑实现和阵列除法器
  3.4  浮点数的运算方法
    3.4.1  浮点加法和减法
    3.4.2  浮点乘法运算
    3.4.3  浮点除法运算
  3.5  运算器电路
    3.5.1  加法器
    3.5.2  减法器
    3.5.3  比较器
    3.5.4  算术逻辑单元
    3.5.5  移位器和循环移位器
  3.6  算术逻辑运算的硬件实现
    3.6.1  74LS181算术逻辑单元的工作原理
    3.6.2  74LS181功能测试
  课后习题

  参考答案
第4章  系统总线
  4.1  总线的基本概念
  4.2  总线的特性及性能指标
    4.2.1  总线的特性
    4.2.2  总线的性能指标
    4.2.3  总线的标准
  4.3  总线的结构
    4.3.1  单总线结构
    4.3.2  多总线结构
    4.3.3  高性能总线结构
  4.4  总线操作
    4.4.1  总线判优控制
    4.4.2  总线通信控制
  4.5  目前常用总线介绍
    4.5.1  USB总线
    4.5.2  FireWire总线
    4.5.3  Type-C总线
    4.5.4  Apple Lightning总线
    4.5.5  Thunderbolt技术
  课后习题
  参考答案
第5章  存储系统
  5.1  计算机存储系统的层次结构
    5.1.1  存储器的层次结构
    5.1.2  存储器的分类
  5.2  半导体存储器
    5.2.1  半导体存储器分类
    5.2.2  6管静态存储器的工作原理
    5.2.3  4管动态存储器的工作原理
    5.2.4  单管动态随机存储器的工作原理
    5.2.5  只读存储器的工作原理
    5.2.6  存储器的扩展方式
    5.2.7  存储器与CPU的连接
    5.2.8  提高访存速度的措施
  5.3  相联存储器
    5.3.1  相联存储器的工作原理
    5.3.2  相联存储器的操作
  5.4  高速缓存存储器Cache
    5.4.1  Cache的工作机制
    5.4.2  Cache的映射方法
    5.4.3  Cache的替换算法
    5.4.4  Cache的回写策略
  5.5  辅助存储器
    5.5.1  磁记录原理和记录方式
    5.5.2  磁盘设备
    5.5.3  磁盘冗余阵列
    5.5.4  磁带设备
    5.5.5  光盘设备
    5.5.6  NAND Flash

    5.5.7  SSD存储器
  课后习题
  参考答案
第6章  指令系统
  6.1  指令系统的发展
  6.2  指令系统的概念及分类
    6.2.1  指令系统的介绍
    6.2.2  指令的分类
  6.3  指令格式
    6.3.1  指令格式设计原则
    6.3.2  指令的基本格式
    6.3.3  指令格式举例
  6.4  寻址方式
    6.4.1  指令寻址
    6.4.2  数据寻址
  6.5  指令系统的设计
    6.5.1  CISC指令集结构的功能设计
    6.5.2  RISC指令集结构的功能设计
    6.5.3  控制指令功能设计
    6.5.4  指令集格式的设计
  6.6  CISC指令集和RISC指令集比较
  6.7  主流指令集
    6.7.1  X86指令集
    6.7.2  ARM指令集
    6.7.3  RISC-V指令集
  6.8  国产CPU采用的指令集
    6.8.1  LoongArch指令集
    6.8.2  申威指令集
  课后习题
  参考答案
第7章  中央处理器
  7.1  CPU结构和功能
    7.1.1  CPU的功能
    7.1.2  CPU结构框图
    7.1.3  CPU中的主要寄存器
  7.2  指令周期
    7.2.1  指令周期的基本概念
    7.2.2  非访问内存指令的指令周期
    7.2.3  直接访问内存指令的指令周期
    7.2.4  间接访问内存指令的指令周期
    7.2.5  程序控制指令的指令周期
    7.2.6  用RTL语言表示指令周期
    7.2.7  指令周期的数据流
    7.2.8  典型指令执行过程分析
  7.3  控制器的功能及其设计思路
    7.3.1  控制器的功能及结构框图
    7.3.2  控制方式及时序部件
    7.3.3  中断系统
  7.4  组合逻辑控制器的实现方式
  7.5  微程序控制器的工作原理及实现

    7.5.1  微命令和微操作
    7.5.2  微指令和微程序
    7.5.3  微程序控制原理框图
    7.5.4  微程序设计技术
  7.6  CPU多核的工作原理
    7.6.1  多核CPU所使用的技术
    7.6.2  ARM架构多核CPU的工作原理
    7.6.3  NVIDIA GPU
  7.7  国产化CPU的功能特点
  课后习题
  参考答案
第8章  输入/输出设备
  8.1  输入/输出系统的功能和构成
    8.1.1  输入/输出系统的发展概况
    8.1.2  输入/输出系统的组成
  8.2  常用的输入/输出设备
    8.2.1  输入设备
    8.2.2  输出设备
    8.2.3  其他I/O设备
  8.3  I/O接口
    8.3.1  接口的功能及组成
    8.3.2  接口类型
    8.3.3  I/O端口的编址
  8.4  程序查询方式
    8.4.1  程序查询流程
    8.4.2  程序查询方式的接口电路
  8.5  中断方式
    8.5.1  中断的概念
    8.5.2  I/O中断的产生
    8.5.3  程序中断方式的接口
    8.5.4  程序中断工作流程
    8.5.5  中断服务程序的流程
  8.6  DMA方式
    8.6.1  DMA方式的特点
    8.6.2  DMA接口的功能和组成
    8.6.3  DMA的工作过程
    8.6.4  DMA接口的类型
  课后习题
  参考答案

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