内容（目录请附本表之后）

根据教育部制定的“考试大纲”的要求，深入研究后，并结合作者多年专业课教学和辅导的经验编写。编写时主要针对与学生的实际情况和考研的具体要求相结合的思路（编写思路是使本教材的内容既覆盖考研大纲要求的内容，又突出重点，体现出现代计算机组成的先进性；同时兼顾学生在有限学时内的实际接受能力，力求讲解的内容与考研的具体要求紧密结合）。本书包含的内容有：计算机系统概述；数据的表示和运算；存储器系统；指令系统；中央处理单元；总线；外部设备和输入/输出（I/O）系统共七章。本书概念准确清楚，文字流畅，针对性强，通俗易懂，可作为高等院校本科生“计算机组成原理”课程教材。

与现用教材相比有什么特点：

按照教育部最新“考研大纲”要求内容重新组织教材章节和内容，针对性强，覆盖面广。

缺陷：

考虑到“考试大纲”所述知识覆盖面较广，所涉及内容较多，况且又要考虑到教材成本价格等因素，以及从编写到出版时间较紧的影响，书中难免会有疏漏和不妥之处。

计算机组成原理
马洪连◎主编 王健 王立明 李大奎 丁男 李彤◎编著

精品课程网站　　 http://netclass.dlut.edu.cn/kcjs_1.aspx?bh=040&id=92

本书以全国硕士研究生入学统一考试中“计算机组成原理”综合考试大纲为依据，同时在参考大量国内外教科书、文献的基础上结合作者多年的教学经验编写而成。全书概念清晰、通俗易懂、实例丰富，涵盖了计算机组成原理的基本内容并增加了一些当前计算机系统结构技术发展的新内容。
本书特色如下：
全面覆盖考研大纲要求的内容，重点突出，力求讲解的内容与考研的具体要求紧密结合。
基础与应用并重，理论联系实际，便于读者系统掌握计算机组成原理的基本概念、基本原理和基本方法。
每章末提供大量典型习题，并配有部分答案，便于读者巩固所学知识。
为教师提供配套的教学课件，有需要者可登录华章网站（www.hzbook.com）下载。
本书既可以作为高等学校计算机及相关专业的“计算机组成原理”课程教材、计算机专业研究生入学考试的复习用书，也可以作为成人自学考试用书。

本书针对“计算机科学与技术”学科方向，以全国硕士研究生入学统一考试中“计算机组成原理”综合考试大纲为依据，在参考国内外著名高校使用的教材和文献的基础上，结合作者多年相关课程的教学经验编写而成。
　　计算机组成原理是计算机各专业的核心主干课程，本书在编写过程中考虑到该课程的特点，力求做到选材新颖，组织严密，富于系统性、先进性和科学性，内容覆盖大纲中所有的知识点，同时，注重学生的实际情况，深入浅出，联系实际，不仅让学生学懂学会，还给出大量例题和习题让学生学练结合，以达到举一反三、事半功倍的学习效果。通过本教材的学习，学生能够比较系统地掌握计算机的组成结构和工作原理，能够运用所学的基本原理和方法分析、判断和解决相关理论和实际问题。
　　本书适合作为高等院校计算机及相关专业的“计算机组成原理”课程教材、计算机专业研究生入学考试的复习用书，也可以作为成人自学考试用书。
　　本书由马洪连负责策划、内容安排和统稿，王健、王立明、李大奎、丁男、李彤参加了各章的编写工作。
　　本书在编写过程中参阅了许多教材，得到了机械工业出版社华章分社的支持。在此，谨向书后所列参考文献的各位作者以及给予我们支持和帮助的编辑、领导和同事表示诚挚的谢意。
　　由于笔者经验和水平的限制，书中如出现疏漏或不适宜的内容，希望读者给予批评指正，在此表示感谢。

编　者　　
2011年1月于大连

计算机\计算机组成

本书以全国硕士研究生入学统一考试中“计算机组成原理”综合考试大纲为依据，同时在参考大量国内外教科书、文献的基础上结合作者多年的教学经验编写而成。全书概念清晰、通俗易懂、实例丰富，涵盖了计算机组成原理的基本内容并增加了一些当前计算机系统结构技术发展的新内容。
　　本书特色如下：
全面覆盖考研大纲要求的内容，重点突出，力求讲解的内容与考研的具体要求紧密结合。
基础与应用并重，理论联系实际，便于读者系统掌握计算机组成原理的基本概念、基本原理和基本方法。
每章末提供大量典型习题，并配有部分答案，便于读者巩固所学知识。
为教师提供配套的教学课件，有需要者可登录华章网站（www.hzbook.com）下载。
　　本书既可以作为高等学校计算机及相关专业的“计算机组成原理”课程教材、计算机专业研究生入学考试的复习用书，也可以作为成人自学考试用书。

前言
教学建议
第1章　计算机系统概述 1
1.1　计算机发展历程 1
1.1.1　古代计算阶段 1
1.1.2　现代计算阶段 2
1.2　计算机层次结构 2
1.2.1　计算机硬件基本组成及特点 2
1.2.2　计算机的软件及其分类 3
1.2.3　计算机系统的层次结构 4
1.3　计算机的分类及应用 5
1.3.1　计算机的分类 5
1.3.2　计算机的应用领域 7
1.4　计算机性能指标 8
习题1 9
第2章　计算机中数据信息的表示和运算 11
2.1　数制与编码 11
2.1.1　进位计数制及其转换 11
2.1.2　数值数据的编码与表示 14
2.1.3　校验码 21
2.2　定点数的表示和运算 24
2.2.1　定点数的表示 24
2.2.2　定点数的运算 25
2.3　浮点数的表示和运算 35
2.3.1　浮点数的表示 35
2.3.2　浮点数的运算 38
2.4　算术逻辑单元ALU 40
2.4.1　串行进位加法器和并行进位加法器 40
2.4.2　多功能算术逻辑部件的结构 42
习题2 43
第3章　存储系统 49
3.1　存储系统概述 49
3.1.1　存储器的性能指标 49
3.1.2　存储器分类 50
3.1.3　存储系统的层次化结构 50
3.2　主存储器 51
3.2.1　主存储器概述 51
3.2.2　半导体随机存取存储器RAM 52
3.2.3　半导体只读存储器ROM 56
3.2.4　主存容量的扩展方式 57
3.3　高速缓冲存储器Cache 63
3.3.1　Cache的组成原理 63
3.3.2　Cache的地址映像方式 64
3.3.3　Cache的替换算法 70
3.3.4　Cache的更新（写）策略 71
3.3.5　分体存储体系结构（哈佛体系结构） 71
3.4　其他形式的高速存储器 71
3.4.1　双端口存储器 72
3.4.2　多模块交叉形式存储器 73
3.4.3　相联存储器 74
3.5　虚拟存储器系统 74
3.5.1　虚拟存储器概述 75
3.5.2　虚拟存储器的管理方式与存储保护 75
3.5.3　虚拟存储器的工作过程 79
3.6　辅助存储器 80
3.6.1　辅助存储器概述 80
3.6.2　磁表面存储器 81
3.6.3　光盘存储器 85
3.6.4　U盘存储器 86
习题3 87
第4章　指令系统 93
4.1　指令系统概述 93
4.1.1　指令与指令系统 93
4.1.2　指令系统的性能要求 94
4.2　指令格式 94
4.2.1　地址码字段的格式 95
4.2.2　操作码字段的格式 97
4.2.3　数据在存储器中的存放方式 98
4.3　寻址方式 99
4.3.1　立即数寻址 100
4.3.2　寄存器寻址 100
4.3.3　直接寻址 101
4.3.4　寄存器间接寻址 101
4.3.5　存储器间接寻址 102
4.3.6　变址寻址 102
4.3.7　基址寻址 103
4.3.8　相对寻址 104
4.3.9　堆栈寻址 105
4.4　指令的类型 106
4.4.1　数据传送类指令 106
4.4.2　算术/逻辑运算类指令 106
4.4.3　程序控制类指令 107
4.4.4　输入/输出类指令 107
4.4.5　其他指令 107
4.5　指令格式举例 107
4.6　常用指令系统 109
4.6.1　复杂指令系统计算机 109
4.6.2　精简指令系统计算机 109
习题4 110
第5章　中央处理单元CPU 114
5.1　CPU的功能和基本结构 114
5.1.1　CPU的功能和性能 114
5.1.2　CPU的基本组成结构 115
5.1.3　时序系统和时序控制方式 116
5.2　指令的执行过程 118
5.2.1　概述 118
5.2.2　具体执行过程 119
5.3　控制器的组成和工作原理 122
5.3.1　控制器概述 122
5.3.2　微程序控制器 122
5.3.3　组合逻辑控制器 131
5.4　指令流水线 133
5.4.1　指令流水线概述 133
5.4.2　流水线基本工作原理 134
5.4.3　流水线中的相关问题 135
5.4.4　超标量流水线技术 136
习题5 136
第6章　总线 143
6.1　总线概述 143
6.1.1　总线的基本概念 143
6.1.2　系统总线的结构 144
6.1.3　总线的主要性能指标 145
6.1.4　典型的总线标准 146
6.2　总线信息传输 147
6.2.1　总线的操作 147
6.2.2　信息传输方式 147
6.2.3　总线定时方式 148
6.3　总线仲裁 150
6.3.1　总线仲裁的概念 150
6.3.2　总线仲裁方式 150
习题6 153
第7章　输入/输出系统 156
7.1　外围设备 156
7.1.1　输入/输出设备概述 156
7.1.2　常用输入设备 157
7.1.3　常用输出设备 158
7.2　输入/输出接口 163
7.2.1　I/O接口的基本功能 163
7.2.2　I/O接口电路的分类与
基本组成 164
7.2.3　I/O端口的编址方式 166
7.3　输入/输出信息传送控制方式 167
7.3.1　程序直接传送方式 167
7.3.2　程序中断传送方式 167
7.3.3　直接存储器存取（DMA）方式 174
7.3.4　I/O通道控制方式和外围处理机方式 177
习题7 179
习题答案 184
参考文献 193