《清華大學(xué)計算機系列教材：計算機組成與結(jié)構(gòu)（第5版）》共分12章。第1章-第10章主要論述計算機的基本組成原理和結(jié)構(gòu)，內(nèi)容包括數(shù)制和碼制，基本邏輯部件，構(gòu)成計算機系統(tǒng)的中央處理器（CPU）、存儲器系統(tǒng)以及輸入輸出（I/O）系統(tǒng)等。第11章討論了計算機系統(tǒng)和基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用。第12章介紹了計算機硬件技術(shù)的發(fā)展及其實施基礎(chǔ)。
《清華大學(xué)計算機系列教材：計算機組成與結(jié)構(gòu)（第5版）》可作為理工科大學(xué)生學(xué)習(xí)“計算機組成與結(jié)構(gòu)”課程或“計算機組成原理”課程的教材，也可供計算機研發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員參考。
《清華大學(xué)計算機系列教材：計算機組成與結(jié)構(gòu)（第5版）》已伴隨著計算機科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展茁壯成長了三十余年，獲得了中華人民共和國教育部科技進步獎、普通高等學(xué)校優(yōu)秀教材全國特等獎、全國優(yōu)秀暢銷書金獎等三十多項部級以上獎勵，被近千所高校選作教材，教學(xué)效果非常好。《清華大學(xué)計算機系列教材：計算機組成與結(jié)構(gòu)（第5版）》經(jīng)過多次修訂改版和增加新品種、新內(nèi)容、新技術(shù)，基本涵蓋了本科生和碩士研究生的主要課程。本套教材的作者全部是清華大學(xué)計算機系的教師，教材的內(nèi)容、語言特點、課時安排體現(xiàn)了他們治學(xué)嚴謹?shù)奶攸c，概念表述嚴謹，邏輯推理嚴密，語言精練。同時，《清華大學(xué)計算機系列教材：計算機組成與結(jié)構(gòu)（第5版）》體系完整、結(jié)構(gòu)嚴謹，理論結(jié)合實際，注重素質(zhì)培養(yǎng)。本書有配套的教材（《計算機組成與結(jié)構(gòu)（第5版）習(xí)題詳解、實驗和CPU設(shè)計指導(dǎo)》）。
本書是為計算機專業(yè)的學(xué)生以及從事計算機科學(xué)與技術(shù)研究與開發(fā)的工程技術(shù)人員編寫的，但同樣適合電子類其他專業(yè)（如自動化、微電子、通信等）的學(xué)生使用。本書從計算機基本原理講起，密切注意與當(dāng)前計算機發(fā)展水平相結(jié)合，內(nèi)容廣泛，同時力圖貫徹少而精的原則。
本書于1989年初次出版，第2、3、4版分別在1995年、2001年和2007年問世。承蒙各界厚愛，本書發(fā)行量已達到60余萬冊，并先后獲得電子部和教育部的獎勵，被評定為北京高等教育精品教材。眾所周知，計算機應(yīng)用推廣極為迅猛，計算技術(shù)與移動通信、視頻技術(shù)日益融合。為了更好地為教學(xué)和讀者服務(wù)，我們不斷對本書進行修訂，跟蹤技術(shù)的發(fā)展，調(diào)整和充實內(nèi)容，并提高可讀性，以有利于教學(xué)工作的開展。
改革開放以來，我國經(jīng)濟建設(shè)各方面取得了很大成就，在科學(xué)、技術(shù)和制造等領(lǐng)域，正從引進向創(chuàng)新階段邁進，只有創(chuàng)新才能自立。計算機軟件和微電子是國家重點發(fā)展的目標(biāo)，計算機軟件運行在計算機上，微電子的水平體現(xiàn)在微處理器的設(shè)計和制造能力上，其他學(xué)科也有類似情況，這就說明了為什么多個專業(yè)都需要了解計算機硬件。
在本書中我們把計算機結(jié)構(gòu)定義為系統(tǒng)程序員所能見到的計算機硬件特性，計算機組成則是指計算機硬件的具體實現(xiàn)。
本書的第1章對計算機系統(tǒng)進行了綜述，第2章～第10章著重闡述構(gòu)成一臺計算機的基本原理。由于計算機技術(shù)發(fā)展很快，某些觀點會隨著計算機的發(fā)展而產(chǎn)生變化，因此希望讀者著重于基本原理的理解。例如，對于計算機的各個功能部件，應(yīng)著重了解它們在整機中的作用以及由此而分配給各部件所要完成的任務(wù)，從而正確設(shè)計或選用硬件，而不致被眾多的、風(fēng)格各異的計算機結(jié)構(gòu)及組成所迷惑。根據(jù)摩爾定律，半導(dǎo)體芯片的集成度每隔18個月翻一番，計算機的功能和性能也隨之提高，由此可理解計算機技術(shù)的發(fā)展是必然的。這就可以說明為什么過去僅在大型機中才采用的流水線組織、并行處理、cache和虛擬存儲器等技術(shù)可以移到微處理器芯片中去實現(xiàn)。隨著互聯(lián)網(wǎng)(Internet)的發(fā)展，計算機和網(wǎng)絡(luò)已融為一體，對計算機的結(jié)構(gòu)影響很大；更由于操作系統(tǒng)與硬件、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用關(guān)系密切，因此在第11章中介紹了操作系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)起引導(dǎo)作用。
第12章講述了計算機硬件技術(shù)的發(fā)展及其實施基礎(chǔ)，強調(diào)了計算機向高性能和普及應(yīng)用方向發(fā)展的實現(xiàn)與采取的技術(shù)措施。目前計算機的硬件設(shè)計已深入到微電子領(lǐng)域，作為計算機、自動化、微電子和電子類其他專業(yè)的學(xué)生，今后會有一部分人從事硬件設(shè)計工作。因此在本章中介紹一些基礎(chǔ)知識。
本書的第1版經(jīng)過當(dāng)時的清華大學(xué)計算機系“計算機原理”教學(xué)小組討論、參與和試用。后來因計算機科技的發(fā)展以及進一步提高教學(xué)質(zhì)量等原因，對本書進行了多次重大的修改、調(diào)整和補充。在本書第4版中，第2章和第12章的部分內(nèi)容（硬件描述語言）由王爾乾編寫，蔡月茹提供了一部分習(xí)題和答案。在第5版中，第11章由楊蔚明編寫，楊健、葉郁和楊蔚明提供了與當(dāng)前計算技術(shù)和應(yīng)用相關(guān)的資料。王愛英對全書進行了修改和整理。在此向所有為本書的出版付出勞動的老師和同事們表示感謝。
最后向使用本書作為教材的老師和同學(xué)們以及廣大的讀者表示感謝，正是依靠你們，本書的作用才得以發(fā)揮。
編 者2012年5月
第1章 計算機系統(tǒng)概論
1.1 計算機的誕生和發(fā)展
1.2 計算機的硬件
1.3 計算機的軟件
1.4 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
習(xí)題
第2章 計算機的邏輯部件
2.1 計算機中常用的組合邏輯電路
2.1.1 三態(tài)電路
2.1.2 異或門及其應(yīng)用
2.1.3 加法器
2.1.4 譯碼器
2.1.5 數(shù)據(jù)選擇器
2.2 時序邏輯電路
2.2.1 觸發(fā)器
2.2.2 寄存器和移位寄存器
2.2.3 計數(shù)器
2.3 陣列邏輯電路
2.3.1 只讀存儲器（RoM）
2.3.2 可編程序邏輯陣列（PLA）
2.3.3 可編程序陣列邏輯（PAL）
2.3.4 通用陣列邏輯（GAL）
2.3.5 門陣列（GA）、宏單元陣列（MCA）和標(biāo)準(zhǔn)單元陣列（SCA）
2.3.6 現(xiàn)場可編程序門陣列（FPGA）
習(xí)題
第3章 運算方法和運算部件
3.1 數(shù)據(jù)的表示方法和轉(zhuǎn)換
3.1.1 數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示和轉(zhuǎn)換
3.1.2 十進制數(shù)的編碼與運算
3.2 帶符號的二進制數(shù)據(jù)在計算機中的表示方法及加減法運算
3.2.1 原碼、補碼、反碼及其加減法運算
3.2.2 加減法運算的溢出處理
3.2.3 定點數(shù)和浮點數(shù)
3.3 二進制乘法運算
3.3.1 定點數(shù)一位乘法
3.3.2 定點數(shù)二位乘法
3.3.3 陣列乘法器
3.4 二進制除法運算
3.4.1 定點除法運算
3.4.2 提高除法運算速度的方法舉例
3.5 浮點數(shù)的運算方法
3.5.1 浮點數(shù)的加減法運算
3.5.2 浮點數(shù)的乘除法運算
3.6 運算部件
3.7 數(shù)據(jù)校驗碼
3.7.1 奇偶校驗碼
3.7.2 海明校驗碼
3.7.3 循環(huán)冗余校驗（CRC）碼
習(xí)題
第4章 主存儲器
4.1 主存儲器分類、技術(shù)指標(biāo)和基本操作
4.2 讀／寫存儲器
4.3 非易失性半導(dǎo)體存儲器
4.4 存儲器的組成與控制
4.5 多體交叉存儲器
習(xí)題
第5章 指令系統(tǒng)
5.1 指令系統(tǒng)的發(fā)展
5.2 指令格式
5.2.1 指令格式
5.2.2 指令操作碼的擴展技術(shù)
5.2.3 指令長度與數(shù)據(jù)字長的關(guān)系
5.3 尋址方式
5.4 指令類型
5.4.1 指令的分類及功能
5.4.2 雙字長運算（子程序舉例）
5.4.3 指令系統(tǒng)的兼容性
5.5 精簡指令系統(tǒng)計算機（RISC）和復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機（CISC）
5.5.1 CISC的特點
5.5.2 RISC的產(chǎn)生與發(fā)展
5.5.3 RISC的特點
5.6 指令系統(tǒng)舉例
……
第6章 中央處理器
第7章 存儲系統(tǒng)
第8章 輔助存儲器
第9章 輸入輸出（I/O）設(shè)備
第10章 輸入輸出（I/O）系統(tǒng)
第11章 計算機系統(tǒng)和基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
第12章 計算機系統(tǒng)硬件技術(shù)的發(fā)展及其實施基礎(chǔ)
習(xí)題答案
參考文獻
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