计算机组成与结构（第版）（－清华大学计算机系列教材）
《计算机组成与结构（第5版）》共分12章。第1章～第10章主要论述计算机的基本组成原理和结构，内容包括数制和码制，基本逻辑部件，构成计算机系统的中央处理器(cpu)、存储器系统以及输入输出(i/o)系统等。第11章讨论了计算机系统和基于互联网的应用。第12章介绍了计算机硬件技术的发展及其实施基础。
《计算机组成与结构（第5版）》可作为理工科大学生学习“计算机组成与结构”课程或“计算机组成原理”课程的教材，也可供计算机研发和应用领域的工程技术人员参考。
目 录
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第1章计算机系统概论
1.1计算机的诞生和发展
1.2计算机的硬件
1.3计算机的软件
1.4计算机网络基础
习题
第2章计算机的逻辑部件
2.1计算机中常用的组合逻辑电路
2.1.1三态电路
2.1.2异或门及其应用
2.1.3加法器
2.1.4译码器
2.1.5数据选择器
2.2时序逻辑电路
2.2.1触发器
2.2.2寄存器和移位寄存器
2.2.3计数器
2.3阵列逻辑电路
2.3.1只读存储器(rom)
.2.3.2可编程序逻辑阵列(pla)
2.3.3可编程序阵列逻辑(pal)
2.3.4通用阵列逻辑(gal)
2.3.5门阵列(ga)、宏单元阵列(mca)和标准单元阵列(sca)
2.3.6现场可编程序门阵列(fpga)
习题
第3章运算方法和运算部件
3.1数据的表示方法和转换
3.1.1数值型数据的表示和转换
3.1.2十进制数的编码与运算
3.2带符号的二进制数据在计算机中的表示方法及加减法运算
3.2.1原码、补码、反码及其加减法运算
3.2.2加减法运算的溢出处理
3.2.3定点数和浮点数
3.3二进制乘法运算
3.3.1定点数一位乘法
3.3.2定点数二位乘法
3.3.3阵列乘法器
3.4二进制除法运算
3.4.1定点除法运算
3.4.2提高除法运算速度的方法举例
3.5浮点数的运算方法
3.5.1浮点数的加减法运算
3.5.2浮点数的乘除法运算
3.6运算部件
3.7数据校验码
3.7.1奇偶校验码
3.7.2海明校验码
3.7.3循环冗余校验(crc)码
习题
第4章主存储器
4.1主存储器分类、技术指标和基本操作
4.2读/写存储器
4.3非易失性半导体存储器
4.4存储器的组成与控制
4.5多体交叉存储器
习题
第5章指令系统
5.1指令系统的发展
5.2指令格式
5.2.1指令格式
5.2.2指令操作码的扩展技术 5.2.3指令长度与数据字长的关系
5.3寻址方式
5.4指令类型
5.4.1指令的分类及功能
5.4.2双字长运算(子程序举例)
5.4.3指令系统的兼容性
5.5精简指令系统计算机(risc)和复杂指令系统计算机(cisc)
5.5.1cisc的特点
5.5.2risc的产生与发展
5.5.3risc的特点
5.6指令系统举例
5.6.1sparc的指令系统
5.6.2pentium微处理器指令系统
5.7机器语言、汇编语言和高级语言
习题
第6章中央处理器
6.1控制器的组成
6.1.1控制器的功能
6.1.2控制器的组成
6.1.3指令执行过程（运算器与控制器配合）
6.2微程序控制计算机的基本工作原理
6.2.1微程序控制的基本概念
6.2.2实现微程序控制的基本原理
6.3微程序设计技术 6.3.1微指令控制字段的编译法
6.3.2微程序流的控制
6.3.3微指令格式
6.3.4微程序控制存储器和动态微程序设计
6.3.5微程序设计语言
6.4硬布线控制的计算机
6.4.1时序与节拍
6.4.2操作控制信号的产生
6.4.3硬布线控制器的组成
6.4.4硬布线控制逻辑设计中的若干问题
6.4.5控制器的控制方式
6.5流水线工作原理
6.6cpu举例
6.6.1risc的cpu
6.6.2pentium微处理器
6.7计算机的供电
习题
第7章存储系统
7.1存储系统的层次结构
7.2高速缓冲存储器(cache)
7.2.1cache工作原理
7.2.2cache组织
7.2.3多层次cache
7.3虚拟存储器
7.3.1主存-辅存层次信息传送单位和存储管理
7.3.2页式虚拟存储器
7.3.3段页式虚拟存储器
7.3.4虚拟存储器工作的全过程
7.3.5存储管理部件(mmu)
7.4相联存储器
7.5存储保护
习题
第8章辅助存储器
8.1磁表面存储器的种类与技术指标
8.2磁记录原理与记录方式
8.2.1磁记录原理
8.2.2磁记录介质与磁头
8.2.3磁记录方式
8.3磁盘存储器
8.3.1磁盘存储器的种类及基本结构
8.3.2硬磁盘驱动器(hdd)及硬磁盘控制器(hdc)
8.3.3磁盘cache
8.3.4磁盘阵列存储器
8.4磁带存储器
8.4.1磁带机的结构
8.4.2循环冗余校验码(crc)
8.4.3磁带机的进展情况
8.5光盘存储器
8.5.1光盘存储器种类
8.5.2光盘存储器的组成和读写原理
8.6固态盘
习题
第9章输入输出(i/o)设备
9.1外部设备概述
9.2输入设备
9.2.1键盘
9.2.2光笔、图形板和画笔(或游动标)输入
9.2.3鼠标、跟踪球和操作杆输入
9.2.4触摸屏
9.2.5图像输入设备(摄像机、摄像头和数码相机)
9.2.6条形码
9.2.7光学字符识别(ocr)技术和语音文字输入系统
9.3输出设备——显示器
9.3.1显示技术中的有关术语
9.3.2显示设备种类
9.3.3图形和图像显示
9.4输出设备——打印机
9.4.1点阵针式打印机
9.4.2激光打印机
9.4.3喷墨打印机
9.4.4热转印打字机
9.4.5打印机的发展趋势
9.5汉字处理技术 9.5.1汉字编码标准
9.5.2汉字的输入方法
9.5.3汉字的存储
9.5.4汉字的输出
习题
第10章输入输出(i/？o)系统
10.1输入输出(i/o)系统概述
10.1.1输入输出设备的编址及设备控制器的基本功能
10.1.2i/o设备数据传送控制方式
10.2程序中断输入输出方式
10.2.1中断的作用、产生和响应
10.2.2中断处理
10.2.3程序中断设备接口的组成和工作原理
10.3dma输入输出方式
10.3.1dma的3种工作方式
10.3.2dma控制器组成
10.3.3dma的数据传送过程
10.4i/o通道控制方式
10.5总线结构
10.5.1总线类型
10.5.2总线组成
10.5.3微机总线
10.6外设接口
10.6.1ata(ide）和sata接口
10.6.2scsi、sas和iscsi接口
10.6.3光纤通道和infiniband
10.6.4pcmcia
10.6.5串行通信接口usb和ieee1394
10.6.6pentium处理器外围接口（芯片组）介绍
10.7网络存储——san和nas
习题
第11章计算机系统和基于互联网的应用
11.1操作系统
11.1.1管理计算机系统中的硬件资源
11.1.2支持应用程序和人机对话
11.2计算机网络
11.2.1互联网(internet)层次结构
11.2.2网络操作系统
11.2.3实现计算机网络的硬件与技术 11.2.4internet的应用
11.3客户机/服务器结构和浏览器/服务器结构
11.4物联网
11.5数据中心
11.6云计算
11.6.1基本概念
11.6.2云种类
11.6.3云计算关键技术 习题
第12章计算机系统硬件技术的发展及其实施基础
12.1计算机系统的性能评测
12.2微机和微处理器的普及和发展
12.2.1微机和微处理器
12.2.2嵌入式计算机和片上系统
12.2.3智能卡和射频识别(rfid)标签
12.3提高计算机系统性能的措施与实现
12.3.1服务器的结构
12.3.2超级标量处理机、超级流水线处理机和超长指令字处理机
12.3.3向量处理机
12.3.4多处理机系统
12.4计算机硬件设计和实现导论
12.4.1计算机硬件的总体设计
12.4.2集成电路设计过程和vhdl
12.4.3电子设计自动化(eda)
习题
习题答案
参考文献
《计算机组成与结构（第5版）》可作为理工科大学生学习“计算机组成与结构”课程或“计算机组成原理”课程的教材，也可供计算机研发和应用领域的工程技术人员参考。
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第1章计算机系统概论
1.1计算机的诞生和发展
1.2计算机的硬件
1.3计算机的软件
1.4计算机网络基础
习题
第2章计算机的逻辑部件
2.1计算机中常用的组合逻辑电路
2.1.1三态电路
2.1.2异或门及其应用
2.1.3加法器
2.1.4译码器
2.1.5数据选择器
2.2时序逻辑电路
2.2.1触发器
2.2.2寄存器和移位寄存器
2.2.3计数器
2.3阵列逻辑电路
2.3.1只读存储器(rom)
.2.3.2可编程序逻辑阵列(pla)
2.3.3可编程序阵列逻辑(pal)
2.3.4通用阵列逻辑(gal)
2.3.5门阵列(ga)、宏单元阵列(mca)和标准单元阵列(sca)
2.3.6现场可编程序门阵列(fpga)
习题
第3章运算方法和运算部件
3.1数据的表示方法和转换
3.1.1数值型数据的表示和转换
3.1.2十进制数的编码与运算
3.2带符号的二进制数据在计算机中的表示方法及加减法运算
3.2.1原码、补码、反码及其加减法运算
3.2.2加减法运算的溢出处理
3.2.3定点数和浮点数
3.3二进制乘法运算
3.3.1定点数一位乘法
3.3.2定点数二位乘法
3.3.3阵列乘法器
3.4二进制除法运算
3.4.1定点除法运算
3.4.2提高除法运算速度的方法举例
3.5浮点数的运算方法
3.5.1浮点数的加减法运算
3.5.2浮点数的乘除法运算
3.6运算部件
3.7数据校验码
3.7.1奇偶校验码
3.7.2海明校验码
3.7.3循环冗余校验(crc)码
习题
第4章主存储器
4.1主存储器分类、技术指标和基本操作
4.2读/写存储器
4.3非易失性半导体存储器
4.4存储器的组成与控制
4.5多体交叉存储器
习题
第5章指令系统
5.1指令系统的发展
5.2指令格式
5.2.1指令格式
5.2.2指令操作码的扩展技术 5.2.3指令长度与数据字长的关系
5.3寻址方式
5.4指令类型
5.4.1指令的分类及功能
5.4.2双字长运算(子程序举例)
5.4.3指令系统的兼容性
5.5精简指令系统计算机(risc)和复杂指令系统计算机(cisc)
5.5.1cisc的特点
5.5.2risc的产生与发展
5.5.3risc的特点
5.6指令系统举例
5.6.1sparc的指令系统
5.6.2pentium微处理器指令系统
5.7机器语言、汇编语言和高级语言
习题
第6章中央处理器
6.1控制器的组成
6.1.1控制器的功能
6.1.2控制器的组成
6.1.3指令执行过程（运算器与控制器配合）
6.2微程序控制计算机的基本工作原理
6.2.1微程序控制的基本概念
6.2.2实现微程序控制的基本原理
6.3微程序设计技术 6.3.1微指令控制字段的编译法
6.3.2微程序流的控制
6.3.3微指令格式
6.3.4微程序控制存储器和动态微程序设计
6.3.5微程序设计语言
6.4硬布线控制的计算机
6.4.1时序与节拍
6.4.2操作控制信号的产生
6.4.3硬布线控制器的组成
6.4.4硬布线控制逻辑设计中的若干问题
6.4.5控制器的控制方式
6.5流水线工作原理
6.6cpu举例
6.6.1risc的cpu
6.6.2pentium微处理器
6.7计算机的供电
习题
第7章存储系统
7.1存储系统的层次结构
7.2高速缓冲存储器(cache)
7.2.1cache工作原理
7.2.2cache组织
7.2.3多层次cache
7.3虚拟存储器
7.3.1主存-辅存层次信息传送单位和存储管理
7.3.2页式虚拟存储器
7.3.3段页式虚拟存储器
7.3.4虚拟存储器工作的全过程
7.3.5存储管理部件(mmu)
7.4相联存储器
7.5存储保护
习题
第8章辅助存储器
8.1磁表面存储器的种类与技术指标
8.2磁记录原理与记录方式
8.2.1磁记录原理
8.2.2磁记录介质与磁头
8.2.3磁记录方式
8.3磁盘存储器
8.3.1磁盘存储器的种类及基本结构
8.3.2硬磁盘驱动器(hdd)及硬磁盘控制器(hdc)
8.3.3磁盘cache
8.3.4磁盘阵列存储器
8.4磁带存储器
8.4.1磁带机的结构
8.4.2循环冗余校验码(crc)
8.4.3磁带机的进展情况
8.5光盘存储器
8.5.1光盘存储器种类
8.5.2光盘存储器的组成和读写原理
8.6固态盘
习题
第9章输入输出(i/o)设备
9.1外部设备概述
9.2输入设备
9.2.1键盘
9.2.2光笔、图形板和画笔(或游动标)输入
9.2.3鼠标、跟踪球和操作杆输入
9.2.4触摸屏
9.2.5图像输入设备(摄像机、摄像头和数码相机)
9.2.6条形码
9.2.7光学字符识别(ocr)技术和语音文字输入系统
9.3输出设备——显示器
9.3.1显示技术中的有关术语
9.3.2显示设备种类
9.3.3图形和图像显示
9.4输出设备——打印机
9.4.1点阵针式打印机
9.4.2激光打印机
9.4.3喷墨打印机
9.4.4热转印打字机
9.4.5打印机的发展趋势
9.5汉字处理技术 9.5.1汉字编码标准
9.5.2汉字的输入方法
9.5.3汉字的存储
9.5.4汉字的输出
习题
第10章输入输出(i/？o)系统
10.1输入输出(i/o)系统概述
10.1.1输入输出设备的编址及设备控制器的基本功能
10.1.2i/o设备数据传送控制方式
10.2程序中断输入输出方式
10.2.1中断的作用、产生和响应
10.2.2中断处理
10.2.3程序中断设备接口的组成和工作原理
10.3dma输入输出方式
10.3.1dma的3种工作方式
10.3.2dma控制器组成
10.3.3dma的数据传送过程
10.4i/o通道控制方式
10.5总线结构
10.5.1总线类型
10.5.2总线组成
10.5.3微机总线
10.6外设接口
10.6.1ata(ide）和sata接口
10.6.2scsi、sas和iscsi接口
10.6.3光纤通道和infiniband
10.6.4pcmcia
10.6.5串行通信接口usb和ieee1394
10.6.6pentium处理器外围接口（芯片组）介绍
10.7网络存储——san和nas
习题
第11章计算机系统和基于互联网的应用
11.1操作系统
11.1.1管理计算机系统中的硬件资源
11.1.2支持应用程序和人机对话
11.2计算机网络
11.2.1互联网(internet)层次结构
11.2.2网络操作系统
11.2.3实现计算机网络的硬件与技术 11.2.4internet的应用
11.3客户机/服务器结构和浏览器/服务器结构
11.4物联网
11.5数据中心
11.6云计算
11.6.1基本概念
11.6.2云种类
11.6.3云计算关键技术 习题
第12章计算机系统硬件技术的发展及其实施基础
12.1计算机系统的性能评测
12.2微机和微处理器的普及和发展
12.2.1微机和微处理器
12.2.2嵌入式计算机和片上系统
12.2.3智能卡和射频识别(rfid)标签
12.3提高计算机系统性能的措施与实现
12.3.1服务器的结构
12.3.2超级标量处理机、超级流水线处理机和超长指令字处理机
12.3.3向量处理机
12.3.4多处理机系统
12.4计算机硬件设计和实现导论
12.4.1计算机硬件的总体设计
12.4.2集成电路设计过程和vhdl
12.4.3电子设计自动化(eda)
习题
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