計算機組織：原理、分析與設計

20xx年清華大學出版社出版的圖書計算機組織：原理、分析與設計01圖書簡介本書的使用前言目錄目錄030204基本信息《計算機組織：原理、分析與設計》是2005年清華大學出版社出版的圖書，作者是金蘭。圖書簡介圖書簡介本書是大學本科計算機科學和計算機工程專業(yè)講授“計算機組織”課程的教科書或教學參考書。其內(nèi)容的深度和廣度，既適用于大學本科的課堂教學，也適用于計算機專業(yè)技術人員閱讀參考。本書內(nèi)容自成體系，深入淺出地介紹了計算機各主要功能部件的組成原理，通過具體的性能分析，了解其基本設計方法。為了適應廣大讀者不同的專業(yè)背景以及不同專業(yè)課程體系對“計算機組織”課程內(nèi)容的要求，本書在選材上著重考慮從基本內(nèi)容（數(shù)字信息和基本邏輯設計）出發(fā)，逐步深入到計算機各主要功能部件以及由它們相互連接組成的數(shù)據(jù)路徑和控制器的設計。本書區(qū)別于其他同類教材的主要特點之一是同時出版由原作者撰寫的英文和中文教材，以便于大學推廣雙語教學，并將有利于學生在學習本書的同時，提高英文閱讀寫作能力，同時還可以進一步參考有關的英文文獻。前言前言本書寫作目的是為計算機科學和計算機工程專業(yè)提供一本可用于“計算機組織”課程的基礎教科書。本書內(nèi)容自成體系，因而只需具備計算機高級語言程序設計的基礎知識即可閱讀。在選材廣度上包括計算機信息和數(shù)字邏輯的基礎知識，在深度上則為學生進一步學習和將來從事計算機專職工作打下堅實基礎。寫作一本“計算機組織”教材的難點之一是關于“計算機組織”和“計算機結構”缺乏被共同接受的定義。通常在科研文獻中對這兩個名詞的了解從概念上有如下區(qū)分：計算機結構是指由匯編語言程序設計人員所看到的計算機系統(tǒng)的特性,而計算機組織則是為實現(xiàn)計算機結構而組成的功能部件及其相互連接。我們比較贊同這一理解，從而認為“計算機組織”是一門低層次的偏重硬件的課程，而“計算機結構”則是一門高層次的偏重系統(tǒng)的課程。另一方面，我們理解計算機組織和計算機結構的課程體系又是相互緊密關聯(lián)的，以至于我們很難把它們明確區(qū)分開來。我們寧愿把計算機組織中的“硬件”理解為一種“邏輯”個體而不是一種“物理”個體。從系統(tǒng)的角度看，計算機系統(tǒng)可以被視為一種多層次結構的抽象體，而這種觀點對于理解計算機結構和組織有很重要的影響。有些關于計算機組織的教科書按照計算機層次結構從上而下或從下而上地表達，這種方法特別適合于對只有極少背景知識而缺乏這種層次結構概念的學生講授。然而，更多的計算機組織教科書是根據(jù)計算機的主要功能部件(中央處理器、存儲器、輸入輸出、控制器等)來表述，同時在觀念上仍保持計算機系統(tǒng)的全局性層次結構。后一種方法的優(yōu)點是可以集中敘述計算機各個功能部件的原理和設計，從而避免導致課程涉及面過廣的毛病。本書的使用本書的使用本書是在作者們講授計算機科學專業(yè)課程“計算機組織概論”經(jīng)驗的基礎上寫成的。一般而言，像我們這樣的計算機科學專業(yè)，其課程體系中沒有一門關于數(shù)字邏輯的專門課程，但可能會有一門被稱為“計算機系統(tǒng)”的課程。這門課程可能包括某些數(shù)字邏輯的概念，但主要講授匯編語言程序設計，至少會講授匯編語言的基本概念作為計算機系統(tǒng)層次的重要一級。因此本書不講授一種特定的匯編語言并讓學生實際練習程序設計，但是我們?nèi)粤腥胍徽隆爸噶钕到y(tǒng)結構”,集中講授與計算機組織緊密相關的一些課題（例如指令形式、變址方式和指令系統(tǒng)設計）。因而本書不強調(diào)匯編語言，而強調(diào)數(shù)字邏輯，并且我們處理數(shù)字邏輯的教學材料是從實際的觀點出發(fā)的，即強調(diào)它對計算機線路和部件設計基礎的重要性。學生應從介紹數(shù)字邏輯的兩章（第3章和第4章）學習這些線路和部件的分析和設計方法。如果條件（資源和課程進度計劃）允許，他們還可以使用模擬軟件來實現(xiàn)和測試這些線路和部件。這樣的實際動手經(jīng)驗會給學生奠定扎實的基礎，去學習以后各章在計算機功能部件一級進行計算機設計的有關內(nèi)容。本書的副標題強調(diào)計算機組織的分析與設計。但是，我們并不是企圖教會學生設計能作為商品的實際計算機。我們的目的只是為了讓學生根據(jù)本書所敘述的方法，通過分析和設計加深對計算機組織的了解。因此，本書并不強調(diào)商品處理機的典型研究，因為它們過于復雜，可能會妨礙學生學習基本層次設計方法。我們的意圖仍然是教會學生設計現(xiàn)代計算機的概念和技術，但我們使用實際計算機的簡化版本作為例子，從高層的指令系統(tǒng)級直到基礎層的邏輯線路級和微程序級來說明計算機的數(shù)據(jù)路徑和控制器的設計方法。這樣“從動手中學習”，學生不但能設計簡單的處理機，并且能利用適當?shù)哪M軟件在個人計算機上去實現(xiàn)一個“真實的”工作模型。我們的教學經(jīng)驗表明這一學習方法對于計算機科學專業(yè)的學生是有效的。目錄目錄第1章緒論1.1計算機結構和組織的領域11.2計算機組織的模型21.2.1計算機設計過程的層次結構21.2.2計算機組織