計算機組成原理（第3版）(2017年清華大學出版社出版的圖書)

《計算機組成原理（第3版）》是2017年清華大學出版社出版的圖書，作者是謝樹煜，該書講述了計算機的基本特性、布爾代數與邏輯電路、數據表示、運算方法和運算器、指令系統、存儲系統。

基本介紹

• 書名：計算機組成原理（第3版）
• 作者：謝樹煜
• 出版社：清華大學出版社
• ISBN：9787302470731

內容簡介

本書主要介紹了計算機的基本組成和工作原理。全書共分10章，分別介紹計算機的基本特性、布爾代數與邏輯電路、數據表示、運算方法和運算器、指令系統、存儲系統、控制器、外圍設備、輸入輸出系統和計算機發展展望。 本書整體結構清晰，內容充實，概念清楚，重點突出，深入淺出。為了方便學生理解掌握所學知識，本書還列舉了豐富的實例加以說明。本書在寫作過程中注重內容的先進性、實用性，特彆強調基礎知識、基本原理和基本技能。本書可作為套用型院校計算機、軟體工程及其相關專業的計算機原理課程教材，也可供工程技術人員學習計算機知識時參考。

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圖書目錄

目錄

第1章緒論1

1.1計算機的基本特性1

1.1.1二進制數據2

1.1.2存儲程式2

1.1.3邏輯運算2

1.1.4高速電子開關電路2

1.1.5數字編碼技術2

1.2計算機的基本組成3

1.2.1基本組成原理3

1.2.2CPU、主機與輸入輸出設備5

1.2.3存儲器6

1.2.4匯流排6

1.3計算機系統7

1.3.1計算機系統組成7

1.3.2計算機層次結構8

1.4計算機分類8

1.5計算機發展簡史10

1.6微處理器發展的啟示11

1.7計算機的套用13

1.7.1科學計算、工程設計13

1.7.2數據處理13

1.7.3實時控制13

1.7.4輔助設計14

1.7.5人工智慧14

習題14

*第2章布爾代數與邏輯電路15

2.1布爾代數基本邏輯運算15

2.1.1“與”邏輯15

2.1.2“或”邏輯16

2.1.3“非”邏輯16

2.2布爾代數的基本公式16

2.2.1基本公式16

2.2.2三個重要規則17

2.3邏輯函式及其表示方法18

2.3.1邏輯函式18

2.3.2邏輯函式表示法18

2.3.3邏輯函式化簡19

2.4基本邏輯電路20

2.4.1門電路21

2.4.2觸發器22

2.5基本邏輯部件24

2.5.1暫存器24

2.5.2計數器25

2.5.3解碼器26

2.5.4多路數據選擇器27

習題28

計算機組成原理(第3版) 目錄第3章數據表示30

3.1計數制30

3.1.1十進制計數制30

3.1.2二進制計數制31

*3.1.3R進制計數制31

*3.1.4在計算機中為什麼採用二進制數32

3.2不同數制間數據的轉換33

3.2.1十進制整數轉換為二進制整數33

3.2.2十進制小數轉換為二進制小數34

3.2.3二進制數轉換為十進制數35

*3.2.4任意兩種進制數間的轉換35

3.3十進制數據編碼36

3.3.1有權碼方案37

*3.3.2無權碼方案38

3.4字元編碼39

3.4.1ASCII字元編碼39

3.4.2EBCDIC碼40

3.4.3字元串40

3.5漢字編碼41

3.5.1漢字輸入碼41

3.5.2國標碼與內碼42

3.5.3漢字輸出碼44

3.6機器數及其編碼45

3.6.1定點小數編碼46

3.6.2定點整數編碼49

3.6.3浮點數編碼51

3.7數據校驗碼53

3.7.1奇偶校驗碼54

*3.7.2海明校驗碼55

*3.7.3循環冗餘校驗碼57

習題60

第4章運算方法與運算器62

4.1定點加減法運算62

4.1.1補碼加減法運算63

4.1.2溢出的產生及判別64

4.1.3全加器與加法裝置65

4.2定點乘法運算70

4.2.1一位原碼乘法70

*4.2.2兩位原碼乘法72

4.3定點除法運算75

4.3.1原碼恢復餘數除法75

4.3.2加減交替法除法78

4.4邏輯運算80

4.4.1邏輯乘法81

4.4.2邏輯加法81

4.4.3求反操作81

4.4.4異或運算82

4.5位片結構定點運算器82

4.5.1位片運算器電路Am 290183

*4.5.2先行進位電路Am 290286

*4.5.3多片Am 2901組成的位片結構運算器87

4.6浮點加減法運算89

4.6.1運算規則及算法89

4.6.2浮點加減法運算流程91

4.6.3浮點加減法裝置及流水線結構運算器93

4.7浮點乘除法運算94

4.7.1浮點乘法94

*4.7.2浮點除法96

習題98

第5章指令系統100

5.1指令格式100

5.1.1指令字101

5.1.2指令操作碼及其擴展技術103

5.1.3地址碼與數據字長104

5.2定址方式105

5.2.1存儲器定址方式105

5.2.2暫存器定址方式108

5.2.3立即數定址方式110

5.2.4堆疊定址方式110

5.3指令類型112

5.3.1按運算元據類型分類112

5.3.2按指令功能分類113

5.4小型機指令系統舉例114

5.4.1PDP11計算機簡介114

5.4.2單運算元指令114

5.4.3雙運算元指令117

*5.5大型機指令系統舉例118

5.5.1IBM 360/370計算機簡介118

5.5.2指令格式119

5.5.3指令舉例121

5.6微型機指令系統舉例122

5.6.1IBM PC計算機及Pentium Ⅳ處理器簡介122

5.6.2Intel 8086指令格式123

5.6.3Intel 8086指令的定址方式125

5.6.48086 指令系統127

5.7機器語言與彙編語言128

5.7.1Intel 8086彙編標記與運算符128

5.7.2彙編語句129

*5.8彙編語言程式設計和上機調試130

5.8.1一般程式的設計步驟130

5.8.2彙編語言程式的調試與運行131

5.9精簡指令系統計算機132

5.9.1MIPS指令格式133

5.9.2MIPS指令分類134

習題136

第6章存儲系統138

6.1存儲器的基本特性138

6.1.1主存儲器的特性138

6.1.2輔助存儲器的特性139

6.1.3主存儲器的主要技術指標139

6.2半導體存儲器的基本記憶單元140

6.2.1隨機存儲器的記憶單元140

6.2.2隻讀存儲器的記憶單元142

6.2.3閃速存儲器144

6.3主存儲器的組成和工作原理144

6.3.1主存儲器概述144

6.3.2RAM積體電路145

6.3.3半導體存儲器的組成147

6.3.4存儲器控制149

*6.3.5存儲器讀寫時序151

6.4高速存儲器152

*6.4.1新型ＲＡＭ晶片技術153

6.4.2並行存儲結構154

6.4.3高速緩衝存儲器及分級存儲體系155

6.5高速緩衝存儲器156

6.5.1高速緩衝存儲器工作原理156

*6.5.2高速緩衝存儲器組織157

6.6虛擬存儲器161

6.6.1基本原理161

6.6.2頁式虛擬存儲器162

*6.6.3段式虛擬存儲器163

*6.6.4段頁式虛擬存儲器165

6.7存儲保護165

6.7.1存儲區保護165

6.7.2訪問方式保護　167

習題167

第7章控制器169

7.1指令執行過程169

7.2控制器的功能和組成170

7.2.1控制器的功能170

7.2.2控制器的基本組成171

7.3處理器匯流排及數據通路176

7.3.1ALU為中心的數據通路177

7.3.2單內匯流排CPU結構177

7.4組合邏輯控制器179

7.4.1組合邏輯控制器的特徵179

*7.4.2組合邏輯控制器設計原理179

*7.4.3可程式序邏輯陣列控制器183

7.5微程式控制器184

7.5.1微程式設計的基本原理184

7.5.2微指令方案187

*7.5.3微程式設計的基本問題189

*7.6微程式的順序控制191

7.6.1後繼微地址的增量方式191

7.6.2後繼微地址的斷定方式192

7.6.3順序控制部件Am 2910193

*7.7微程式設計舉例197

7.7.1指令流程圖197

7.7.2微程式控制器邏輯圖197

7.7.3微程式編碼198

7.8指令流水線結構199

習題201

第8章外圍設備203

8.1外圍設備的種類和特性203

8.1.1外圍設備的分類203

8.1.2外圍設備工作的特性204

8.2常用輸入設備205

8.2.1鍵盤206

8.2.2滑鼠207

8.2.3掃瞄器208

8.3顯示設備209

8.3.1顯示設備的分類和基本概念209

8.3.2字元顯示器211

8.4列印裝置214

841點陣式印表機214

8.4.2雷射印表機215

8.4.3噴墨印表機216

8.4.4漢字的顯示與列印217

8.5磁表面外存儲器218

8.5.1存儲原理和記錄方式218

8.5.2磁碟存儲器223

*8.5.3軟磁碟存儲器228

*8.5.4磁帶存儲器233

*8.5.5磁碟陣列236

8.6光碟存儲器237

8.7固態盤239

8.7.1固態盤的分類及特點239

*8.7.2基本結構240

*8.8通信設備240

8.8.1數據機240

8.8.2模/數與數/模轉換裝置241

習題243

第9章輸入輸出系統與控制245

9.1系統匯流排245

9.1.1系統匯流排結構245

9.1.2匯流排控制方式247

9.1.3匯流排通信方式249

9.2微機匯流排250

9.2.1S100匯流排251

9.2.2STD匯流排251

9.2.3IBM PC匯流排251

9.2.4ISA匯流排251

9.2.5EISA匯流排252

9.2.6RS232C匯流排253

9.2.7IEEE488匯流排254

9.2.8IDE磁碟接口255

*9.2.9SCSI匯流排255

9.2.10PCI匯流排257

*9.2.11串列匯流排USB258

9.3基本I/O接口組成和工作原理261

9.3.1設備選擇電路261

9.3.2數據緩衝暫存器262

9.3.3設備工作狀態262

9.3.4傳輸中斷的請求與禁止263

9.4輸入輸出控制方式264

9.4.1程式查詢方式264

9.4.2程式中斷方式265

9.4.3直接存儲器訪問方式266

*9.4.4輸入輸出處理機方式267

9.5中斷系統269

9.5.1為什麼要設定中斷269

9.5.2CPU回響中斷的條件271

9.5.3中斷周期272

9.5.4優先排隊器及編碼電路273

9.5.5中斷處理過程276

9.5.6中斷級及中斷嵌套277

9.6DMA控制方式279

9.6.1DMA基本概念279

9.6.2DMA的工作方式280

9.6.3DMA控制器的組成280

9.6.4DMA數據傳送過程281

*9.6.5通用DMA接口Intel8257282

9.7通用並行接口286

9.7.1分類286

9.7.2基本的並行接口電路287

*9.7.3可程式序並行接口288

9.8串列通信與通用串列接口293

9.8.1串列通信方式294

*9.8.2可程式序串列接口294

習題300

第10章計算機發展展望302

10.1計算機發展史上的重大事件302

10.2中國計算機事業發展中重大事件306

*10.3並行處理技術進展308

10.3.1超標量處理機308

10.3.2超流水線處理機309

10.3.3大規模並行處理系統MPP311

*10.4智慧型計算機進展311

10.4.1數據流計算機312

10.4.2資料庫機與知識庫機313

10.5分散式計算機系統與機群系統313

10.5.1分散式計算機系統313

10.5.2計算機支持的協同工作314

10.5.3機群系統（Cluster）314

10.6計算機網路315

10.7多媒體計算機315

參考文獻316