计算机组成原理（第3版）（21世纪大学本科计算机专业系列教材）

定　　价：36 元

丛书名：

• 作者：蒋本珊　编著
• 出版时间：2013/8/1
• ISBN：9787302328438
• 出 版 社：清华大学出版社

• 中图法分类：TP301 
• 页码：325
• 纸张：胶版纸
• 版次：3
• 开本：16开
• 字数：(单位：千字)

内容简介

　　《计算机组成原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》系统地介绍了计算机的基本组成原理和内部工作机制。全书共分9章，主要内容分成两个部分：  第1、2章介绍计算机的基础知识；第3～9章介绍计算机的各子系统（包括运算器、存储器、控制器、总线、外部设备和输入输出子系统等）的基本组成原理、设计方法、相互关系以及各子系统互相连接构成整机系统的技术。
　　《计算机组成原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》讲述了计算机的基本原理和基本概念，并注意与实用性和先进性相结合。全书内容由浅入深，通俗易懂，每章之后均附有习题，便于自学。
　　《计算机组成原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》可以作为高等院校计算机及相关专业“计算机组成原理”课程的教材，也可供从事计算机工作的工程技术人员参考。

编辑推荐

《计算机组成原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材o21世纪大学本科计算机专业系列教材》以冯o诺依曼计算机模型为出发点，介绍单机系统范围内计算机的组织结构和工作原理。　　主要特色如下：　　o内容覆盖了教育部“高等学校计算机科学与技术专业规范”对本课程所列知识体系中的全部核心单元及部分选修单元。　　o既强调计算机的基本概念和基础知识，又注重与实际应用相结合，并注意反映当代的最新技术。　　o按横向方式组织课程实例，而不拘泥于某一种具体的机型，以减少局限性。　　o注意由浅入深、循序渐进，概念讲解清楚、通俗易懂。　　o配套学习资源齐全，形成了比较完整的教材教学体系。　　《计算机组成原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材o21世纪大学本科计算机专业系列教材》根据教育部“高等学校计算机科学与技术专业规范”组织编写　　《计算机组成原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材o21世纪大学本科计算机专业系列教材》与美国ACM和IEEE GS Computing Curricu/a最新进展同步　　《计算机组成原理（第3版）/“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材o21世纪大学本科计算机专业系列教材》第1版和第2版先后被评为北京高等教育精品教材

序 言

　　第3版前言
　　《计算机组成原理》一书是本人积多年教学经验和体会精心写作完成的，本书第1版出版至今已近10年。承蒙专家和读者的厚爱，收获了不少成果。例如，《计算机组成原理》(第1版)2004年被评为北京市精品教材，2007年入选教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材；《计算机组成原理》(第2版)2009年获得兵工高校优秀教材一等奖，《计算机组成原理》(第2版)以及配套参考书《计算机组成原理学习指导与习题解析》(第2版)、《计算机组成原理教师用书》(第2版)一共三本书在2011年被评为北京市精品教材，《计算机组成原理》(第2版)2012年入选教育部“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。
　　本次修订有比较大的调整，首先是增加了总线一章，使全书的总章数由8章变为9章；另外，对原有的各章也都进行了必要的调整、更新、删减，补充了不少新的内容；特别是为适应计算机飞速发展的需要，参考国内外相关资料，增加了不少最新的概念和技术；仅补充和更新的内容就近4万字。
　　修订后的本书保持了原书概念清楚、通俗易懂的风格，在强调基本原理、基本概念的同时，也注意了实用性和先进性。
　　此次修订得到欧阳凌、潘海军的大力支持和帮助，他们在资料收集、图表制作、书稿整理等方面参与了工作，在此表示感谢。
继续欢迎读者来信提出意见和建议，电子邮箱： [e-mail]。对于读者的来信，本人将会逐一回复。
　　作者2013年5月

第2版前言
　　承蒙读者的厚爱，本书第1版出版仅三年，已连续印刷10次，总印数达到41 000册。本书2004年被评为北京市精品教材，2007年入选教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。本书作为主教材，与2005年以来相继出版的《计算机组成原理学习指导与习题解析》和《计算机组成原理教师用书》一起形成了一个比较完整的教材教学体系，可以适应大多数高校的计算机及相关专业“计算机组成原理”课程教学的需要，受到了许多老师的欢迎。
　　随着计算机技术发展的日新月异，对第1版教材中部分内容的更新也被提上了议事日程。此次修订，保留了原书的框架和风格，全书章节基本保持不变，但与原书相比，进行了必要的调整、删减，补充了一些新的内容，增加了不少新的概念和新的技术。
　　第1章增加哈佛结构的内容，第3章增加指令系统的发展的内容，第5章增加DDR2 SDRAM和DDR3 SDRAM等内容，第6章增加微处理器中的新技术的内容，第7章增加SATA硬盘、NCQ技术和显卡等内容，第8章增加PCIExpress总线的内容。
　　除去这些大的变化，其余章节的内容也有一些修改和补充。
修订后的本书力求概念清楚、通俗易懂，并注意处理好基本原理、基本概念与实用性、先进性之间的关系。
　　本书第1版自面市以来，收到了许多同行和读者发来的电子邮件，对于读者的来信，本人均给予了一一回复和解答。希望修订之后的本书能对读者有所帮助，欢迎来信提出意见和建议。电子邮箱： [e-mail]。
作者2008年6月

第1版前言
　　“计算机组成原理”是计算机类各专业学生的必修核心课程之一，主要讨论计算机各大部件的基本组成原理，各大部件互连构成整机系统的技术。本课程在计算机学科中处于承上启下的地位，先修课程应包括计算机基础、数字电路等。本课程的参考教学时数为56～72学时。
　　全书共分8章： 第1、2章介绍了计算机的基础知识（概论、数据的机器层次表示），第3～8章介绍了计算机的各子系统（指令系统、数值的机器运算、存储系统和结构、中央处理器、外部设备、输入输出系统）的基本组成原理。
　　本书的内容与教学时数允许的分量相比偏多一些，有些内容对某些专业来说可能已在先导课程中讨论过，因此，在使用本教材时，可根据各专业的具体情况在章节上有选择地进行取舍。
　　计算机组成原理类的教材在国内已有不少，本书在下列几个方面具有一定的特色。
　　第一，本书是中国计算机学会和清华大学出版社共同规划的面向全国高等院校计算机专业本科生的“21世纪大学本科计算机专业系列教材”之一，内容覆盖了《中国计算机科学与技术学科教程2002（CCC2002）》对本课程所列出的知识单元。
　　第二，本书既强调计算机的基本概念和基础知识，对计算机的各大基本部件的组成原理、设计方法及相互关系都进行了较详细的描述，又注意与实际应用相结合，具有一定的针对性，以避免理论和实际脱节。
　　第三，计算机技术的发展日新月异，作为一本专业基础课教材，不可能也没有必要处处体现先进技术；有时过于求新，反倒会使内容显得高深且难以理解。本书在阐述中注意由浅入深、循序渐进，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，以降低学习的难度。
　　第四，本书根据各章节内容的要求按横向方式组织课程实例，而不拘泥于某一种具体的机型，以减少局限性，扩大读者的视野和适用面。考虑到目前国内的实际情况，实例以微、小型计算机为主。
　　第五，为了帮助读者建立整机概念，本书中介绍了一个仅有十几条指令的模型机，试图通过解剖这样一个小小的“麻雀”来介绍控制器的设计方法。
　　第六，各章内容相对独立，由浅入深，同时注意章节间内容的衔接，适合自学。
　　总之，本书力求做到内容全面、概念清楚、通俗易懂，并注意到实用性和先进性。
　　本书每章后附有大量的习题，为读者提供较多的练习机会。
　　本书还附有配套的电子教案，以便于教学使用，需要的教师可直接与清华大学出版社联系索取。
　　在本书编写过程中得到了“21世纪大学本科计算机专业系列教材”编委会的多次指导和建议。重庆大学计算机系袁开榜教授亲自仔细审阅了本书的全部内容，提出了许多宝贵的修改意见。清华大学出版社的编辑们也为本书的出版做了许多工作。在此对他们辛勤的工作和热情的支持表示诚挚的感谢！
　　由于时间的原因以及个人的水平限制，书上难免出现错误和不妥之处，欢迎同行和广大读者批评指正。如有问题可直接与作者联系。

作者2003年11月

作者介绍

　　蒋本珊，北京理工大学汁算机学院教授，现任计算机科学与技术专业责任教授。研究方向：计算机系统结构，主要研究领域：嵌入式片上系统、软硬件协同设汁。主讲“计算机组成原理”等课程近30年，具有丰富的教学经验，多次获得北京市和北京理工大学教学优秀成果奖，被评为校三育人和师德先进个人。正式出版教材和教学参考书20余本，其中4本被评为北京市精晶教材，3本入选教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材，1本入选教育部“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。主持和参与科研项目多项，奠持教改立项多项。

目 录

第1章 概论
1.1 电子计算机与存储程序控制
1.1.1 电子计算机的发展
1.1.2 存储程序概念
1.2 计算机的硬件组成
1.2.1 计算机的主要部件
1.2.2 计算机各大部件之间连接
1.2.3 不同对象观察到的计算机硬件系统
1.2.4 冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器设计思想
1.3 计算机系统
1.3.1 硬件与软件的关系
1.3.2 系列机和软件兼容
1.3.3 计算机系统的多层次结构
1.3.4 实际机器和虚拟机器
1.4 计算机的工作过程和主要性能指标

第1章 概论
1.1 电子计算机与存储程序控制
1.1.1 电子计算机的发展
1.1.2 存储程序概念
1.2 计算机的硬件组成
1.2.1 计算机的主要部件
1.2.2 计算机各大部件之间连接
1.2.3 不同对象观察到的计算机硬件系统
1.2.4 冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器设计思想
1.3 计算机系统
1.3.1 硬件与软件的关系
1.3.2 系列机和软件兼容
1.3.3 计算机系统的多层次结构
1.3.4 实际机器和虚拟机器
1.4 计算机的工作过程和主要性能指标
1.4.1 计算机的工作过程
1.4.2 计算机的主要性能指标
习题

第2章 数据的机器层次表示
2.1 数值数据的表示
2.1.1 计算机中的数值数据
2.1.2 无符号数和带符号数
2.1.3 原码表示法
2.1.4 补码表示法
2.1.5 反码表示法
2.1.6 3种机器数的比较与转换
2.2 机器数的定点表示与浮点表示
2.2.1 定点表示法
2.2.2 浮点表示法
2.2.3 浮点数阶码的移码表示法
2.2.4 浮点数尾数的基数
2.2.5 IEEE 754标准浮点数
2.2.6 定点、浮点表示法与定点、浮点计算机
2.3 非数值数据的表示
2.3.1 字符和字符串的表示
2.3.2 汉字的表示
2.3.3 统一代码
2.4 十进制数和数串的表示
2.4.1 十进制数的编码
2.4.2 十进制数串
2.5 不同类型的数据表示举例
2.5.1 C语言中的数据表示
2.5.2 现代微型计算机系统中的数据表示
2.6 数据校验码
2.6.1 奇偶校验码
2.6.2 汉明校验码
2.6.3 循环冗余校验码
习题

第3章 指令系统
3.1 指令格式
3.1.1 机器指令的基本格式
3.1.2 地址码结构
3.1.3 指令的操作码
3.2 寻址技术
3.2.1 编址方式
3.2.2 指令寻址和数据寻址
3.2.3 基本的数据寻址方式
3.2.4 变型或组合寻址方式
3.3 堆栈与堆栈操作
3.3.1 堆栈结构
3.3.2 堆栈操作
3.4 指令类型
3.4.1 数据传送类指令
3.4.2 运算类指令
3.4.3 程序控制类指令
3.4.4 输入输出类指令
3.4.5 80x86指令系统举例
3.5 指令系统的发展
3.5.1 x86架构的扩展指令集
3.5.2 从复杂指令系统到精简指令系统
3.5.3 VLIW和EPIC
习题

第4章 数值的机器运算
4.1 基本算术运算的实现
4.1.1 加法器
4.1.2 进位的产生和传递
4.1.3 并行加法器的快速进位
4.2 定点加减运算
4.2.1 原码加减运算
4.2.2 补码加减运算
4.2.3 补码的溢出判断与检测方法
4.2.4 补码定点加减运算的实现
4.3 带符号数的移位和舍入操作
4.3.1 带符号数的移位操作
4.3.2 带符号数的舍入操作
4.4 定点乘法运算
4.4.1 原码一位乘法
4.4.2 补码一位乘法
4.4.3 补码两位乘法
4.4.4 阵列乘法器
4.5 定点除法运算
4.5.1 原码除法运算
4.5.2 补码除法运算
4.5.3 阵列除法器
4.6 规格化浮点运算
4.6.1 浮点加减运算
4.6.2 浮点乘除运算
4.6.3 浮点运算器的实现
4.7 十进制整数的加法运算
4.7.1 一位十进制加法运算
4.7.2 十进制加法器
4.7.3 多位十进制加法
4.8 逻辑运算与实现
4.9 运算器的基本组成与实例
4.9.1 运算器结构
4.9.2 ALU举例
4.9.3 浮点运算器举例
习题

第5章 存储系统和结构
5.1 存储系统的组成
5.1.1 存储器分类
5.1.2 存储系统层次结构
5.2 主存储器的组织
5.2.1 主存储器的基本结构
5.2.2 主存储器的存储单元
5.2.3 主存储器的主要技术指标
5.2.4 数据在主存中的存放
5.3 半导体随机存储器和只读存储器
5.3.1 RAM记忆单元电路
5.3.2 动态RAM的刷新
5.3.3 RAM芯片分析
5.3.4 半导体只读存储器
5.3.5 半导体存储器的封装
5.4 主存储器的连接与控制
5.4.1 主存容量的扩展
5.4.2 存储芯片的地址分配和片选
5.4.3 主存储器和CPU的连接
5.4.4 主存的校验
5.4.5 PC系列微型计算机的存储器接口
5.5 提高主存读写速度的技术
5.5.1 主存与CPU速度的匹配
5.5.2 FPM DRAM
5.5.3 EDO DRAM
5.5.4 SDRAM
5.5.5 DDR SDRAM
5.5.6 DDR2、DDR3和DDR4 SDRAM
5.5.7 Rambus DRAM
5.5.8 多通道内存技术
5.6 多体交叉存储技术
5.6.1 并行访问存储器
5.6.2 交叉访问存储器
5.7 高速缓冲存储器
5.7.1 高速缓存工作原理
5.7.2 Cache的读写操作
5.7.3 地址映像
5.7.4 替换算法
5.7.5 更新策略
5.7.6 PC机中Cache技术的实现
5.8 虚拟存储器
5.8.1 虚拟存储器的基本概念
5.8.2 页式虚拟存储器
5.8.3 段式虚拟存储器
5.8.4 段页式虚拟存储器
5.8.5 快表与慢表
习题

第6章 中央处理器
6.1 中央处理器的功能和组成
6.1.1 CPU的功能
6.1.2 CPU中的主要寄存器
6.1.3 CPU的组成
6.1.4 CPU的主要技术参数
6.2 控制器的组成和实现方法
6.2.1 控制器的基本组成
6.2.2 控制器的硬件实现方法
6.3 时序系统与控制方式
6.3.1 时序系统
6.3.2 控制方式
6.3.3 指令运行的基本过程
6.3.4 指令的微操作序列
6.4 微程序控制原理
6.4.1 微程序控制的基本概念
6.4.2 微指令编码法
6.4.3 微程序控制器的组成和工作过程
6.4.4 微程序入口地址的形成
6.4.5 后继微地址的形成
6.4.6 微程序设计
6.5 控制单元的设计
6.5.1 简单的CPU模型
6.5.2 组合逻辑控制单元设计
6.5.3 微程序控制单元设计
6.6 流水线技术
6.6.1 重叠控制
6.6.2 先行控制原理
6.6.3 流水工作原理
6.7 精简指令系统计算机
6.7.1 RISC的特点和优势
6.7.2 RISC基本技术
6.8 微处理器中的新技术
6.8.1 超标量和超流水线技术
6.8.2 EPIC的指令级并行处理
6.8.3 超线程技术
6.8.4 双核与多核技术
习题

第7章 总线
7.1 总线概述
7.1.1 总线的基本概念
7.1.2 总线的分类
7.1.3 总线的组成及性能指标
7.2 总线仲裁
7.2.1 集中仲裁方式
7.2.2 分布仲裁方式
7.3 总线定时控制
7.3.1 同步定时方式
7.3.2 异步定时方式
7.4 总线标准
7.4.1 系统总线标准
7.4.2 外部总线标准
习题

第8章 外部设备
8.1 外部设备概述
8.1.1 外部设备的分类
8.1.2 外部设备的地位和作用
8.2 磁介质存储器的性能和原理
8.2.1 磁介质存储器的读写
8.2.2 磁介质存储器的技术指标
8.2.3 数字磁记录方式
8.2.4 编码方式的比较
8.3 磁介质存储设备
8.3.1 硬盘存储器的基本结构与分类
8.3.2 硬盘驱动器
8.3.3 硬盘的信息分布和磁盘地址
8.3.4 硬盘存储器的技术参数
8.3.5 硬盘的分区域记录
8.3.6 硬盘的NCQ技术
8.3.7 软磁盘存储器
8.4 磁盘阵列
8.4.1 RAID简介
8.4.2 RAID的分级
8.5 光盘存储器
8.5.1 光盘存储器的类型
8.5.2 光盘存储器的组成及工作原理
8.5.3 光盘驱动器
8.6 新型辅助存储器
8.6.1 基于磁或磁光介质的可移动存储器
8.6.2 基于电子器件的存储器
8.7 键盘输入设备
8.7.1 键开关与键盘类型
8.7.2 键盘扫描
8.7.3 微型计算机键盘
8.8 其他输入设备
8.8.1 鼠标器
8.8.2 其他定位设备
8.8.3 扫描仪
8.9 打印输出设备
8.9.1 打印机概述
8.9.2 打印机的主要性能指标
8.9.3 针式打印机工作原理
8.9.4 喷墨打印机工作原理
8.9.5 激光打印机工作原理
8.10 显示设备
8.10.1 显示器概述
8.10.2 CRT显示器
8.10.3 字符显示器的工作原理
8.10.4 图形显示器的工作原理
8.10.5 LCD显示器
8.10.6 视频显示标准
8.10.7 微型计算机的显示适配器
习题

第9章 输入输出系统
9.1 主机与外设的连接
9.1.1 输入输出接口
9.1.2 接口的功能和基本组成
9.1.3 外设的识别与端口寻址
9.1.4 输入输出信息传送控制方式
9.2 程序查询方式及其接口
9.2.1 程序查询方式
9.2.2 程序查询方式接口
9.3 中断系统和程序中断方式
9.3.1 中断的基本概念
9.3.2 中断请求和中断判优
9.3.3 中断响应和中断处理
9.3.4 多重中断与中断屏蔽
9.3.5 中断全过程
9.3.6 程序中断接口结构
9.4 DMA方式及其接口
9.4.1 DMA方式的基本概念
9.4.2 DMA接口
9.4.3 DMA传送方法与传送过程
9.5 通道控制方式
9.5.1 通道的基本概念
9.5.2 通道的类型与结构
9.5.3 通道程序
9.5.4 通道工作过程
习题

索引
参考文献