計算機(jī)組織：原理、分析與設(shè)計

20xx年清華大學(xué)出版社出版的圖書計算機(jī)組織：原理、分析與設(shè)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(jī)組織：原理、分析與設(shè)計》是2005年清華大學(xué)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(xué)本科計算機(jī)科學(xué)和計算機(jī)工程專業(yè)講授“計算機(jī)組織”課程的教科書或教學(xué)參考書。其內(nèi)容的深度和廣度，既適用于大學(xué)本科的課堂教學(xué)，也適用于計算機(jī)專業(yè)技術(shù)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(jī)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(shè)計方法。為了適應(yīng)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(jī)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(shè)計）出發(fā)，逐步深入到計算機(jī)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(shè)計。本書區(qū)別于其他同類教材的主要特點(diǎn)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(xué)推廣雙語教學(xué)，并將有利于學(xué)生在學(xué)習(xí)本書的同時，提高英文閱讀寫作能力，同時還可以進(jìn)一步參考有關(guān)的英文文獻(xiàn)。前言前言本書寫作目的是為計算機(jī)科學(xué)和計算機(jī)工程專業(yè)提供一本可用于“計算機(jī)組織”課程的基礎(chǔ)教科書。本書內(nèi)容自成體系，因而只需具備計算機(jī)高級語言程序設(shè)計的基礎(chǔ)知識即可閱讀。在選材廣度上包括計算機(jī)信息和數(shù)字邏輯的基礎(chǔ)知識，在深度上則為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)和將來從事計算機(jī)專職工作打下堅實基礎(chǔ)。寫作一本“計算機(jī)組織”教材的難點(diǎn)之一是關(guān)于“計算機(jī)組織”和“計算機(jī)結(jié)構(gòu)”缺乏被共同接受的定義。通常在科研文獻(xiàn)中對這兩個名詞的了解從概念上有如下區(qū)分：計算機(jī)結(jié)構(gòu)是指由匯編語言程序設(shè)計人員所看到的計算機(jī)系統(tǒng)的特性,而計算機(jī)組織則是為實現(xiàn)計算機(jī)結(jié)構(gòu)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(rèn)為“計算機(jī)組織”是一門低層次的偏重硬件的課程，而“計算機(jī)結(jié)構(gòu)”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(jī)組織和計算機(jī)結(jié)構(gòu)的課程體系又是相互緊密關(guān)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(jī)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(jī)系統(tǒng)可以被視為一種多層次結(jié)構(gòu)的抽象體，而這種觀點(diǎn)對于理解計算機(jī)結(jié)構(gòu)和組織有很重要的影響。有些關(guān)于計算機(jī)組織的教科書按照計算機(jī)層次結(jié)構(gòu)從上而下或從下而上地表達(dá)，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(jié)構(gòu)概念的學(xué)生講授。然而，更多的計算機(jī)組織教科書是根據(jù)計算機(jī)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(jī)系統(tǒng)的全局性層次結(jié)構(gòu)。后一種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以集中敘述計算機(jī)各個功能部件的原理和設(shè)計，從而避免導(dǎo)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(jī)科學(xué)專業(yè)課程“計算機(jī)組織概論”經(jīng)驗的基礎(chǔ)上寫成的。一般而言，像我們這樣的計算機(jī)科學(xué)專業(yè)，其課程體系中沒有一門關(guān)于數(shù)字邏輯的專門課程，但可能會有一門被稱為“計算機(jī)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(shè)計，至少會講授匯編語言的基本概念作為計算機(jī)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(xué)生實際練習(xí)程序設(shè)計，但是我們?nèi)粤腥胍徽隆爸噶钕到y(tǒng)結(jié)構(gòu)”,集中講授與計算機(jī)組織緊密相關(guān)的一些課題（例如指令形式、變址方式和指令系統(tǒng)設(shè)計）。因而本書不強(qiáng)調(diào)匯編語言，而強(qiáng)調(diào)數(shù)字邏輯，并且我們處理數(shù)字邏輯的教學(xué)材料是從實際的觀點(diǎn)出發(fā)的，即強(qiáng)調(diào)它對計算機(jī)線路和部件設(shè)計基礎(chǔ)的重要性。學(xué)生應(yīng)從介紹數(shù)字邏輯的兩章（第3章和第4章）學(xué)習(xí)這些線路和部件的分析和設(shè)計方法。如果條件（資源和課程進(jìn)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(xué)生奠定扎實的基礎(chǔ)，去學(xué)習(xí)以后各章在計算機(jī)功能部件一級進(jìn)行計算機(jī)設(shè)計的有關(guān)內(nèi)容。本書的副標(biāo)題強(qiáng)調(diào)計算機(jī)組織的分析與設(shè)計。但是，我們并不是企圖教會學(xué)生設(shè)計能作為商品的實際計算機(jī)。我們的目的只是為了讓學(xué)生根據(jù)本書所敘述的方法，通過分析和設(shè)計加深對計算機(jī)組織的了解。因此，本書并不強(qiáng)調(diào)商品處理機(jī)的典型研究，因為它們過于復(fù)雜，可能會妨礙學(xué)生學(xué)習(xí)基本層次設(shè)計方法。我們的意圖仍然是教會學(xué)生設(shè)計現(xiàn)代計算機(jī)的概念和技術(shù)，但我們使用實際計算機(jī)的簡化版本作為例子，從高層的指令系統(tǒng)級直到基礎(chǔ)層的邏輯線路級和微程序級來說明計算機(jī)的數(shù)據(jù)路徑和控制器的設(shè)計方法。這樣“從動手中學(xué)習(xí)”，學(xué)生不但能設(shè)計簡單的處理機(jī)，并且能利用適當(dāng)?shù)哪M軟件在個人計算機(jī)上去實現(xiàn)一個“真實的”工作模型。我們的教學(xué)經(jīng)驗表明這一學(xué)習(xí)方法對于計算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生是有效的。目錄目錄第1章緒論1.1計算機(jī)結(jié)構(gòu)和組織的領(lǐng)域11.2計算機(jī)組織的模型21.2.1計算機(jī)設(shè)計過程的層次結(jié)構(gòu)21.2.2計算機(jī)組織