本书阐述了计算机硬件体系的组成原理和实现。全书分10章,第1~3章介绍了计算机组成的基本概念及相关基础;第4~9章介绍了计算机组成的各部件的原理及其实现;第10章介绍了计算机体系的一个重要发展方向,即并行计算机体系结构。本书结构优化,内容精炼,**突出,并配有习题、实践项目和电子教案。
本书可作为理工科大学生“计算机组成原理”课程的教科书,也可供从事计算机领域相关工作的工程技术人员参考。

第1章 计算机系统概述
1.1计算机发展简史
电子计算机的诞生和发展是20世纪*伟大的科技成果之一,在这以前,人们设计出了一些其他类型的计算工具。早在13世纪,我国就发明了算盘,如图1—1所示,这是世界公认的*早的计算工具。促进计算工具研究发展的*初动力是编制初等函数表(如正弦、余弦、对数等)。法国科学家帕斯卡(Blaise Pascal,1623--1662)于1642年制造出**台能工作的机械计算机,程序设计语言Pascal就是为纪念帕斯卡而以���的名字命名的。帕斯卡的父亲从事税务工作,他为了帮助父亲完成大量的计算统计事务而设计出了帕斯卡机。帕斯卡机的外形是一个不大的黄铜盒子,采用齿轮啮合结构,用手工操作,可进行加法和减法运算。帕斯卡计算机在当时具有重大的意义,它开辟了自动计算的道路。30年后,伟大的德国数学家莱布尼兹(G.Leibniz)制造了一台还能做乘法和除法的机械计算机。在此后的150年里计算机没有大的发展,直到剑桥大学的数学教授查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage,1792--1871)设计和制造了差分机,如图1—2所示。差分机只能运行差分运算,所谓“差分”,是把函数表的复杂算式转化为差分运算,用简单的加减法代替平方运算。虽然差分机运行得比较好,但是巴贝奇对这种只能运行一种算法的机器“厌烦”了,所以他开始制造差分机的替代品——分析机。在他的设计中,分析机已经具有现代计算机的雏形了。分析机由5个部分组成:存储部分,计算部分,控制器部分,输入部分和输出部分。但是因为当时的技术还不能提供他所需要的高精度齿轮,所以他*终也未能制造完成一台计算机。但由于他对计算机结构的贡献,人们尊称他为“现代数字计算机之父”。1991年,为了纪念巴贝奇诞辰200周年,英国肯圣顿(Kensington)科学博物馆根据他的设计图纸重新制造了一台差分机。复制过程中,复制者特地采用18世纪中期的技术设备来制作,不仅成功地造出了机器,而且可以正常运转。
20世纪40年代,无线电技术和无线电工业的发展为电子计算机的研制提供了物质基础。1943~1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分与计算机(ENIAC)是世界上**台电子计算机。ENIAC于1945年年底完成,l946年2月正式交付使用。60年来,电子计算机技术得到了飞速的发展,根据电子计算机所采用的物理器件和计算模式,我们把电子计算机的发展分为5个阶段,相邻两个阶段之间存在时间重叠。
……

出版说明
前言
第1章 计算机系统概述
1.1 计算机发展简史
1.1.1 **代计算机——电子管电子计算机
1.1.2 第二代计算机——晶体管电子计算机
1.1.3 第三代计算机——集成电路计算机
1.1.4 第四代计算机——超大规模集成电路计算机
1.1.5 第五代计算机——普适计算机
1.2 计算机的分类
1.3 计算机系统简介
1.3.1 计算机系统的层次结构
1.3.2 计算机体系结构和计算机组威
1.4 计算机的基本组成
1.4.1 冯·诺伊曼计算机的特点
1.4.2 计算机的硬件框图
1.5 计算机性能的评价
1.5.1 性能评价的时间因素
1.5.2 性能评价程序的选择
1.6 计算机系统设计的准则
1.7 本书结构
习题
第2章 运算基础
2.1 数制和数制转换
2.1.1 数制
2.1.2 数制转换
2.2 数据的编码和表示
2.2.1 无符号数
2.2.2 有符号数
2.2.3 浮点数表示
2.2.4 二进制信息编码
2.3 定点数的运算
2.3.1 移位运算
2.3.2 加减法运算
2.3.3 乘法运算
2.3.4 除法运算
2.4 浮点数的运算
2.4.1 浮点数的加减法运算
2.4.2 浮点数的乘除法运算
2.4.3 保证位
2.5 检错码和纠错码
2.5.1 检错和纠错的理论基础
2.5.2 奇偶校验
2.5.3 CRC校验
2.5.4 汉明码
本章小结
习题
第3章 数字电路和逻辑电路基础
3.1 布尔代数
3.2 逻辑函数的化简
3.2.1 代数化简法
3.2.2 卡诺图化简法
3.3 组合逻辑电路
3.3.1 加法器
3.3.2 译码器
3.3.3 算术逻辑单元
3.3.4 数据选择器
3.4 时序逻辑电路
3.4.1 触发器
3.4.2 寄存器和移位寄存器
3.4.3 计数器
3.5阵列逻辑电路
3.5.1 只读存储器
3.5.2 随机存取存储器
3.5.3 可编程逻辑器件
3.6 VHDL硬件描述语言
3.6.1 VHDL语法
3.6.2 VHDL实例
3.6.3 VItDL工具介绍
本章小结
习题
第4章 系统总线
4.1 系统总线概述
4.1.1 总线的分类
4.1.2 总线的特性和性能指标
4.2 总线的通信方式
4.2.1 同步通信方式
4.2.2 异步通信方式民
……
第5章 存储器
第6章 输入输出系统
第7章 CPU的结构与功能
第8章 指令系统
第9章 控制器
第10章 并行计算机系统结构
附录
参考文献