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简介
本书的核心内容将围绕如何学懂和构建一台简单的计算机硬件系统来安排，希望把作者多年来在清华大学主持建设“计算机组成原理”国家级精品课程、研制和建设丰富的教学资源所取得的成果和心得体会充分反映到教材中。在知识层次方面，强调基本通用原理是基础，应重点关注，并通过简明原理示例的具体内容来体现原理的应用方法与价值，深化对原理知识的理解，并为开展实践教学搭建平台。进一步在典型产品现状这个层次，引导学生了解计算机当前的技术水平和发展现状。
在讲解计算机组成和功能时，把通常的文字叙述和用硬件描述语言VHDL程序的严格描述结合起来，体现计算机的最新设计手段和实现技术。
目录
第1章 计算机系统概述
1.1 计算机系统的基本组成及其层次结构
1.2 计算机硬件系统的五个功能部件及其功能
1.3 计算机系统主要的技术与性能指标
1.4 计算机的体系结构、组成和实现概述
1.5 计算柳发展进步、分类与拓展应用的进程
本章小结
习题与思考题
第2章 数字电路和逻辑设计基础
2.1 数字电路基础
2.1.1 半导体材料和二极管简介
2.1.2 三极管的结构及其伏安特性
2.1.3 应用举例
2.2 布尔代数知识基础和基本逻辑门
2.2.1 布尔代数基础知识
2.2.2 基本的逻辑门电路
2.3 常用的组合逻辑、时痛陈逻辑器件及其应用
2.3.1 组合逻辑电路
2.3.2 时序逻辑电路
2.3.3 应用举例
2.4 可编程器件及其编程概述
2.4.1 可编程器件概述
2.4.2 可编程器件的功能设计与VHDL语言简介
本章小结
习题与思考题
第3章 数据表示和数据运算算法
3.1 数字化信息编码的概念和二进制编码知识
3.1.1 数字化信息编码的概念
3.1.2 二进制编码和码制转换
3.2 数据表示——常用的信息编码
3.2.1 逻辑类型数据的表示
3.2.2 字符类型数据的表示
3.2.3 多媒体信息的概述及其计算机表示
3.2.4 数值类型数据的表示
3.3 二进制数值数据的编码方案与运算算法
3.3.1 原码、反码、补码的定义
3.3.2 补码加、减运算规则和电路实现
3.3.3 原码一位乘法、除法的实现方案
3.4 检错纠错码
3.4.1 码距
3.4.2 三种常见的校验码
本章小结
习题与思考题
第4章 计算机的运算器部件
4.1 算术逻辑运算单元的线路实现
4.2 计算机的定点运算器
4.2.1 定点运算器的功能、组成与控制
4.2.2 示例计算机的运算器部件的功能、组成与实现
4.2.3 MIPS计算机多周期CPU系统中的运算器部件的功能与组成
4.3 浮点运算与浮点运算器
4.3.1 浮点数的运算规则
4.3.2 浮点运算器举例
4.4 提高运算器部件处理能力的可行途径
4.4.1 计算机性能的提高和并行性发展概述
4.4.2 提高计算机运算器处理能力的可行途径
本章小结
习题与思考题
第5章 指令系统和汇编语言程序设计
5.1 指令格式和指令系统概述
5.1.1 操作码的组织与编码
5.1.2 有关操作数的个数、来源、去向和地址安排
5.1.3 指令的分类
5.2 基本寻址方式概述
5.3 指令系统举例
5.3.1 MIPS计算机的指令系统
5.3.2 TH_FPGA示例计算机的指令系统
5.4 计算机的汇编语言程序设计
5.4.1 汇编语言程序设计中的有关概念
5.4.2 示例计算机的汇编语言程序设计举例
本章小结
习题与思考题
第6章 计算机的控制器部件
6.1 控制器的功能、组成与指令执行步骤概述
6.1.1 控制器部件的功能和组成概述
6.1.2 指令的执行步骤概述
6.2 硬连线控制器部件
6.2.1 硬连线控制器的组成和运行原理简介
6.2.2 TH_FPGA示例计算机系统的硬连线控制器部件
6.2.3 MIPS计算机的控制器部件
6.3 微程序的控制器部件
6.3.1 微程序控制器的基本组成和运行原理简介
6.3.2 微程序设计中的下地址形成逻辑和微程序设计
6.4 指令流水线的概念和实现技术
6.4.1 流水线的基本概念和主要性能指标
6.4.2 指令流水线中的相关问题及其解决思路
6.4.3 TH FPGA系统中的指令流水线方案
6.4.4 指令级并行技术
本章小结
习题与思考题
第7章 多级存储器系统
7.1 存储系统概述
7.1.1 存储器分类
7.1.2 存储器系统设计目标和存储体……
1.1 计算机系统的基本组成及其层次结构
1.2 计算机硬件系统的五个功能部件及其功能
1.3 计算机系统主要的技术与性能指标
1.4 计算机的体系结构、组成和实现概述
1.5 计算柳发展进步、分类与拓展应用的进程
本章小结
习题与思考题
第2章 数字电路和逻辑设计基础
2.1 数字电路基础
2.1.1 半导体材料和二极管简介
2.1.2 三极管的结构及其伏安特性
2.1.3 应用举例
2.2 布尔代数知识基础和基本逻辑门
2.2.1 布尔代数基础知识
2.2.2 基本的逻辑门电路
2.3 常用的组合逻辑、时痛陈逻辑器件及其应用
2.3.1 组合逻辑电路
2.3.2 时序逻辑电路
2.3.3 应用举例
2.4 可编程器件及其编程概述
2.4.1 可编程器件概述
2.4.2 可编程器件的功能设计与VHDL语言简介
本章小结
习题与思考题
第3章 数据表示和数据运算算法
3.1 数字化信息编码的概念和二进制编码知识
3.1.1 数字化信息编码的概念
3.1.2 二进制编码和码制转换
3.2 数据表示——常用的信息编码
3.2.1 逻辑类型数据的表示
3.2.2 字符类型数据的表示
3.2.3 多媒体信息的概述及其计算机表示
3.2.4 数值类型数据的表示
3.3 二进制数值数据的编码方案与运算算法
3.3.1 原码、反码、补码的定义
3.3.2 补码加、减运算规则和电路实现
3.3.3 原码一位乘法、除法的实现方案
3.4 检错纠错码
3.4.1 码距
3.4.2 三种常见的校验码
本章小结
习题与思考题
第4章 计算机的运算器部件
4.1 算术逻辑运算单元的线路实现
4.2 计算机的定点运算器
4.2.1 定点运算器的功能、组成与控制
4.2.2 示例计算机的运算器部件的功能、组成与实现
4.2.3 MIPS计算机多周期CPU系统中的运算器部件的功能与组成
4.3 浮点运算与浮点运算器
4.3.1 浮点数的运算规则
4.3.2 浮点运算器举例
4.4 提高运算器部件处理能力的可行途径
4.4.1 计算机性能的提高和并行性发展概述
4.4.2 提高计算机运算器处理能力的可行途径
本章小结
习题与思考题
第5章 指令系统和汇编语言程序设计
5.1 指令格式和指令系统概述
5.1.1 操作码的组织与编码
5.1.2 有关操作数的个数、来源、去向和地址安排
5.1.3 指令的分类
5.2 基本寻址方式概述
5.3 指令系统举例
5.3.1 MIPS计算机的指令系统
5.3.2 TH_FPGA示例计算机的指令系统
5.4 计算机的汇编语言程序设计
5.4.1 汇编语言程序设计中的有关概念
5.4.2 示例计算机的汇编语言程序设计举例
本章小结
习题与思考题
第6章 计算机的控制器部件
6.1 控制器的功能、组成与指令执行步骤概述
6.1.1 控制器部件的功能和组成概述
6.1.2 指令的执行步骤概述
6.2 硬连线控制器部件
6.2.1 硬连线控制器的组成和运行原理简介
6.2.2 TH_FPGA示例计算机系统的硬连线控制器部件
6.2.3 MIPS计算机的控制器部件
6.3 微程序的控制器部件
6.3.1 微程序控制器的基本组成和运行原理简介
6.3.2 微程序设计中的下地址形成逻辑和微程序设计
6.4 指令流水线的概念和实现技术
6.4.1 流水线的基本概念和主要性能指标
6.4.2 指令流水线中的相关问题及其解决思路
6.4.3 TH FPGA系统中的指令流水线方案
6.4.4 指令级并行技术
本章小结
习题与思考题
第7章 多级存储器系统
7.1 存储系统概述
7.1.1 存储器分类
7.1.2 存储器系统设计目标和存储体……
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