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| 內容簡介： |
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“计算机组成原理”是计算机专业的必修课程，在整个计算机类课程体系中处于承上启下的关键位置。本书主要介绍计算机的基本组成和内部工作原理，内容包括计算机系统概论、计算机中数的表示、运算单元设计、存储器系统、指令系统、CPU 的结构与设计、系统总线和输入输出系统。另外，本书配有慕课课程，具有可读性高和适用性强的特点。
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| 目錄：
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前言
第1 章 计算机系统概论 ·········· 1
1.1 计算机发展简史 ······················· 1
1.1.1 计算机的产生及发展 ········ 1
1.1.2 计算机的分类 ················ 3
1.1.3 计算机的应用场景 ·········· 7
1.1.4 计算机的发展趋势 ·········· 9
1.2 计算机系统简介 ····················· 10
1.2.1 软硬件系统 ·················· 10
1.2.2 计算机层次结构 ············ 11
1.3 计算机系统的硬件组成 ············ 13
1.3.1 冯·诺依曼原理 ············ 13
1.3.2 计算机的硬件组成 ········· 15
1.4 计算机系统的性能指标 ············ 17
1.5 习题 ··································· 19
第2 章 计算机中数的表示 ····· 20
2.1 进位计数制及进制转换 ············ 20
2.2 数的符号表示 ························ 22
2.2.1 无符号数表示 ··············· 22
2.2.2 有符号数表示 ··············· 23
2.2.3 BCD 码 ······················· 26
2.2.4 字符数据表示 ··············· 28
2.3 数的定点表示和浮点表示 ········· 30
2.3.1 定点表示 ····················· 31
2.3.2 浮点表示 ····················· 31
2.4 实例：IEEE 754 标准 ·············· 34
2.5 数据校验 ······························ 36
2.5.1 奇偶校验码 ·················· 36
2.5.2 海明校验码 ·················· 37
2.5.3 循环冗余校验码 ············ 39
2.6 习题 ··································· 41
第3 章 运算单元设计 ··········· 44
3.1 逻辑运算和移位运算 ··············· 44
3.1.1 基本逻辑运算 ··············· 44
3.1.2 移位运算 ····················· 45
3.2 定点运算 ······························ 48
3.2.1 加减法运算 ·················· 48
3.2.2 乘法运算 ····················· 52
3.2.3 除法运算 ····················· 63
3.3 浮点运算 ······························ 69
3.3.1 加减法运算 ·················· 70
3.3.2 乘除法运算 ·················· 72
3.4 算术逻辑单元（ALU） ············· 75
3.4.1 并行加法器与快速进
位链 ··························· 75
3.4.2 ALU 单元 ···················· 80
3.5 习题 ··································· 81
第4 章 存储器系统 ·············· 84
4.1 存储器的分类及层次结构 ········· 84
4.1.1 存储器的分类 ··············· 84
4.1.2 存储器的层次结构 ········· 85
4.2 主存储器 ······························ 87
4.2.1 概述 ··························· 87
4.2.2 随机存储器（RAM） ······· 92
4.2.3 只读存储器（ROM） ······· 98
4.2.4 存储器与CPU 的连接 ··· 104
4.2.5 存储器的扩展 ············· 105
4.3 高速缓冲存储器（Cache） ······· 111
4.3.1 概述 ························· 111
4.3.2 Cache 的工作原理 ········ 112
目 录 V
4.3.3 Cache 的调度与替换 ····· 114
4.4 虚拟存储器 ·························· 117
4.4.1 页式虚拟存储器 ·········· 118
4.4.2 段式虚拟存储器 ·········· 119
4.4.3 段页式虚拟存储器 ······· 120
4.5 辅助存储器 ·························· 121
4.5.1 磁记录原理与记录
方式 ························· 121
4.5.2 硬磁盘存储器 ············· 123
4.5.3 光盘及其他辅助存储器 ·· 125
4.6 习题 ·································· 127
第5 章 指令系统 ················ 130
5.1 机
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| 內容試閱：
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“计算机组成原理”是计算机专业的核心必修课程，在整个计算机类课程体系中具有承上启下的作用。通过本课程的学习，学生可掌握计算机基本组成部件（包括运算器、控制器、存储器、输入/ 输出设备）的结构与工作原理、信息加工处理及控制过程的分析设计方法，培养硬件系统设计及开发应用能力。本书的特点是与慕课资源相结合，为培养学生的自主学习能力提供了强大的资源和工具。慕课资源观看方式为：用计算机浏览器打开“智慧树”网址（https://www.zhihuishu.com）或手机下“知到”APP，注册并登录账号，在搜索栏中输入主编姓名“杨泽雪”，即可获取相关课程资源。
笔者结合多年教学经验，将课程涉及的知识点以简单易懂的文字展现出来，并配有相应的例题，使学生能够由浅入深地掌握计算机组成原理。本书分为8 章：第1 章介绍计算机的发展及应用、计算机系统的组成和性能指标；第2 章介绍计算机中数的表示方法；第3 章介绍计算机的运算方法和运算器的组成；第4 章介绍存储器（包括主存储器、高速缓冲存储器、虚拟存储器和辅助存储器）；第5 章介绍指令系统和RISC 技术；第6 章介绍CPU 的结构与设计方法；第7章介绍总线系统；第8 章介绍输入输出系统的组成和数据输入输出的控制方式。附录中还简要介绍了与课程相关的数字电路基础知识。
本书可作为高等学校计算机专业的教材，也可作为考研学生的参考资料，还适合计算机爱好者自学使用。
本书由杨泽雪任主编，负责第3 章、第5 章、附录的编写以及后的统稿工作，第1章、第6章由邢传军编写，第4 章、第7 章由曲天伟编写，第2 章及第8 章中的8.5、8.6 节由李雅编写，第8章中的8.1 ~ 8.4 节由李春辉编写，闵莉负责资料的收集和整理工作。在本书编写过程中，得到了作者单位和机械工业出版社的大力支持，同时参考了很多专家学者的文献资料，在此表示衷心感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在不妥之处，恳请读者谅解并提出宝贵意见。
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