計算機組成原理(第五版．立體化教材)(附光碟)（簡體書）

本書介紹計算機處理機系統的組成和工作原理。內容包括：計算機系統概論；運算方法和運算器；存儲系統；指令系統；中央處理器；總線系統；外圍設備；輸入輸出系統。本書是作者對“計算機組成原理”的課程體系、教學內容、教學方法和教學手段進行綜合改革的具體成果之一。本書內容全面，概念清楚，系統性強，注重實踐環節與能力培養，形成了主教材、輔教材、CAI光盤、試題庫光盤、網絡教材光盤、教學儀器、實驗、課程設計等綜合配套的教學體系。全書文字流暢，便於自學，有廣泛的適應面，是大專院校計算機系的教材，也可作為全國成人自學考試用教材。本書第一版獲1992年國家級優秀教材特等獎，第二版獲1997年國家級教學成果二等獎，第三版於2000年12月被中國書刊發行協會評為“全國優秀暢銷書”。

《"十二五"普通高等教育本科國家級規劃教材?國家級精品課程主講教材與實驗設備?立體化教材:計算機組成原理(第5版)》文字流暢、通俗易懂，可作為計算機及相關專業的教材，也可作為成人自學考試、全國計算機等級考試NCRE（四級）用書。

第五版前言
第1章計算機系統概論
1．1計算機的分類
1．2計算機的發展簡史
1．2．1計算機的五代變化
1．2．2半導體存儲器的發展
1．2．3微處理器的發展
1．2．4計算機的性能指標
1．3計算機的硬件
1．3．1硬件組成要素
1．3．2運算器
1．3．3存儲器
1．3．4控制器
1．3．5適配器與輸入輸出設備
1．4計算機的軟件
1．4．1軟件的組成與分類
1．4．2軟件的發展演變
1．5計算機系統的層次結構
1．5．1多級組成的計算機系統
1．5．2軟件與硬件的邏輯等價性
本章小結
習題

第2章運算方法和運算器
2．1數據與文字的表示方法
2．1．1數據格式
2．1．2數的機器碼表示
2．1．3字符與字符串的表示方法
2．1．4漢字的表示方法
2．1．5校驗碼
2．2定點加法、減法運算
2．2．1補碼加法
2．2．2補碼減法
2．2．3溢出概念與檢測方法
2．2．4基本的二進制加法減法器
2．3定點乘法運算
2．3．1原碼並行乘法
2．3．2直接補碼並行乘法
2．4定點除法運算
2．4．1原碼除法算法原理
2．4．2並行除法器
2．5定點運算器的組成
2．5．1邏輯運算
2．5．2多功能算術邏輯運算單元（ALU）
2．5．3內部總線
2．5．4定點運算器的基本結構
2．6浮點運算方法和浮點運算器
2．6．1浮點加法、減法運算
2．6．2浮點乘法、除法運算
2．6．3浮點運算流水線
2．6．4浮點運算器實例
本章小結
習題

第3章多層次的存儲器
3．1存儲器概述
3．1．1存儲器的分類
3．1．2存儲器的分級
3．1．3主存儲器的技術指標
3．2SRAM存儲器
3．2．1基本的靜態存儲元陣列
3．2．2基本的SRAM邏輯結構
3．2．3讀寫週期波形圖
3．3DRAM存儲器
3．3．1DRAM存儲元的記憶原理
3．3．2DRAM芯片的邏輯結構
3．3．3讀寫週期、刷新週期
3．3．4存儲器容量的擴充
3．3．5高級的DRAM結構
3．3．6DRAM讀寫的正確性校驗
3．4只讀存儲器和閃速存儲器
3．4．1只讀存儲器ROM
3．4．2FLASH存儲器
3．5並行存儲器
3．5．1雙端口存儲器
3．5．2多模塊交叉存儲器
3．6cache存儲器
3．6．1cache基本原理
3．6．2主存與cache的地址映射
3．6．3替換策略
3．6．4cache的寫操作策略
3．6．5Pentium4的cache組織
3．6．6使用多級cache減少缺失損失
3．7虛擬存儲器
3．7．1虛擬存儲器的基本概念
3．7．2頁式虛擬存儲器
3．7．3段式虛擬存儲器和段頁式虛擬存儲器
3．7．4虛存的替換算法
3．8奔騰系列機的虛存組織
3．8．1存儲器模型
3．8．2虛地址模式
3．8．3分頁模式下的地址轉換
本章小結
習題

第4章指令系統
4．1指令系統的發展與性能要求
4．1．1指令系統的發展
4．1．2指令系統的性能要求
4．1．3低級語言與硬件結構的關係
4．2指令格式
4．2．1操作碼
4．2．2地址碼
4．2．3指令字長度
4．2．4指令助記符
4．2．5指令格式舉例
4．3操作數類型
4．3．1一般的數據類型
4．3．2Pentium數據類型
4．3．3PowerPC數據類型
4．4指令和數據的尋址方式
4．4．1指令的尋址方式
4．4．2操作數基本尋址方式
4．4．3尋址方式舉例
4．5典型指令
4．5．1指令的分類
4．5．2基本指令系統的操作
4．5．3精簡指令系統
4．6ARM匯編語言
本章小結
習題

第5章中央處理器
5．1CPU的功能和組成
5．1．1CPU的功能
5．1．2CPU的基本組成
5．1．3CPU中的主要寄存器
5．1．4操作控制器與時序產生器
5．2指令周期
5．2．1指令周期的基本概念
5．2．2MOV指令的指令周期
5．2．3LAD指令的指令周期
5．2．4ADD指令的指令周期
5．2．5STO指令的指令周期
5．2．6JMP指令的指令周期
5．2．7用方框圖語言表示指令周期
5．3時序產生器和控制方式
5．3．1時序信號的作用和體制
5．3．2時序信號產生器
5．3．3控制方式
5．4微程序控制器
5．4．1微程序控制原理
5．4．2微程序設計技術
5．5硬連線控制器
5．6流水CPU
5．6．1並行處理技術
5．6．2流水CPU的結構
5．6．3流水線中的主要問題
5．6．4奔騰CPU
5．7RISCCPU
5．7．1RISC機器的特點
5．7．2RISCCPU實例
……
第6章總線系統
第7章外存與IO設備
第8章輸入輸出系統
第9章並行組織與結構
第10章課程教學實驗設計
第11章課程綜合設計
附錄A《計算機組成原理》（第五版．立體化教材）配套教材與實驗設備
附錄B2013年計算機組成原理研究生入學
統考大綱
參考文獻

完備性完備性是指用匯編語言編寫各種程序時，指令系統直接提供的指令足夠使用，而不必用軟件來實現。完備性要求指令系統豐富、功能齊全、使用方便。
一臺計算機中最基本、必不可少的指令是不多的。許多指令可用最基本的指令編程來實現。例如，乘除運算指令、浮點運算指令可直接用硬件來實現，也可用基本指令編寫的程序來實現。采用硬件指令的目的是提高程序執行速度，便于用戶編寫程序。
有效性有效性是指利用該指令系統所編寫的程序能夠高效率地運行。高效率主要表現在程序占據存儲空間小、執行速度快。一般來說，一個功能更強、更完善的指令系統，必定有更好的有效性。
規整性規整性包括指令系統的對稱性、勻齊性、指令格式和數據格式的一致性。對稱性是指：在指令系統中所有的寄存器和存儲器單元都可同等對待，所有的指令都可使用各種尋址方式；勻齊性是指：一種操作性質的指令可以支持各種數據類型，如算術運算指令可支持字節、字、雙字整數的運算，十進制數運算和單、雙精度浮點數運算等；指令格式和數據格式的一致性是指：指令長度和數據長度有一定的關系，以方便處理和存取。例如指令長度和數據長度通常是字節長度的整數倍。
兼容性系列機各機種之間具有相同的基本結構和共同的基本指令集，因而指令系統是兼容的，即各機種上基本軟件可以通用。但由于不同機種推出的時間不同，在結構和性能上有差異，做到所有軟件都完全兼容是不可能的，只能做到“向上兼容”，即低檔機上運行的軟件可以在高檔機上運行。
4.1.3低級語言與硬件結構的關系
計算機的程序，就是人們把需要用計算機解決的問題變換成計算機能夠識別的一串指令或語句。編寫程序的過程，稱為程序設計，而程序設計所使用的工具則是計算機語言。
計算機語言有高級語言和低級語言之分。高級語言如C，FORTRAN等，其語句和用法與具體機器的指令系統無關。低級語言分機器語言（二進制語言）和匯編語言（符號語言），這兩種語言都是面向機器的語言，它們和具體機器的指令系統密切相關。機器語言用指令代碼編寫程序，而符號語言用指令助記符來編寫程序。表4.1列出了高級語言與低級語言的性能比較。
計算機能夠直接識別和執行的唯一語言是二進制機器語言，但是人們用它來編寫程序很不方便。另一方面，人們采用符號語言或高級語言編寫程序，雖然對人提供了方便，但是機器卻不懂這些語言。為此，必須借助匯編器（匯編程序）或編譯器（編譯程序），把符號語言或高級語言翻譯成二進制碼組成的機器語言。
匯編語言依賴于計算機的硬件結構和指令系統。不同的機器有不同的指令，所以用匯編語言編寫的程序不能在其他類型的機器上運行。