計(jì)算機(jī)組成原理

前言

計(jì)算機(jī)組成原理是計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一門核心課程。作為專業(yè)基礎(chǔ)課，它在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著重要的銜接作用。這門課的特點(diǎn)是涉及知識(shí)面廣、內(nèi)容多、更新快。課程中每一章的內(nèi)容涉及的概念、需要的基礎(chǔ)知識(shí)以及解決問題的思路和方法均有差異。因此，要想學(xué)好這門課程，不僅需要理解教材中提到的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，還應(yīng)通過做一定數(shù)量的習(xí)題深入理解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)涵。本書作者編著的面向21世紀(jì)課程教材《計(jì)算機(jī)組成原理》自2000年由高等教育出版社出版以來，已印刷多次，與該教材配套的課件（光盤）也于2004年出版。為了更好地幫助讀者解決學(xué)習(xí)中的疑點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)一步吃透教材內(nèi)容，故編寫此書作為計(jì)算機(jī)組成原理課程的輔助教材。本書與高等教育出版社的《計(jì)算機(jī)組成原理》（以下稱“主教材”）配套，在章節(jié)順序安排上與主教材相吻合。每章都給出了該章的重點(diǎn)難點(diǎn)、主要內(nèi)容、例題精選和習(xí)題訓(xùn)練。例題精選部分強(qiáng)調(diào)了解題思路。習(xí)題訓(xùn)練部分包括選擇題、填空題、問答題（包括簡答、計(jì)算、分析、設(shè)計(jì)等）等多種題型，各類型的習(xí)題均有答案。編寫中力求語言通俗易懂，圖表清晰明了。盡管本書給出了習(xí)題的全部答案，但讀者切莫盲目依賴答案。正確的學(xué)習(xí)方法應(yīng)是遇到難題首先獨(dú)立思考，找出解題思路；若確實(shí)無法解答，應(yīng)先復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，再做出解答?？傊?，應(yīng)將答案作為檢驗(yàn)自己掌握課程內(nèi)容深淺的標(biāo)準(zhǔn)，切不可死記硬背答案。本書作者在幾十年計(jì)算機(jī)組成原理課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以傳授知識(shí)和培養(yǎng)學(xué)生能力為目的，查閱了大量有關(guān)資料，結(jié)合本課程教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)編寫了此書。在編寫過程中，哈爾濱工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的胡銘曾教授對(duì)本書提出了許多寶貴意見，張麗杰、羅丹彥、張展、劉宏偉等老師為書稿的錄入、排版、繪圖等做了大量工作，在此一并表示誠摯的謝意。由于作者水平有限，成書倉促，錯(cuò)誤和不足之處在所難免，謹(jǐn)請(qǐng)讀者和同行專家批評(píng)指正。

內(nèi)容概要

　　本書是與高等教育出版社出版的面向21世紀(jì)課程教材《計(jì)算機(jī)組成原理》（唐朔飛編著）配套的輔助教材。
書中給出了主教材中各章的重點(diǎn)難點(diǎn)以及主要內(nèi)容，還給出了例題和各類習(xí)題及其參考答案，以鞏固對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。
本書概念清楚，題型豐富，可作為高等學(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)的輔助教材，也可以作為計(jì)算機(jī)專業(yè)研究生入學(xué)考試的輔導(dǎo)書和其他科技人員的參考書。

作者簡介

唐朔飛，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授。編著有《計(jì)算機(jī)組成原理》、《電子數(shù)字計(jì)算機(jī)原理》等。

書籍目錄

第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論
　1.1 重點(diǎn)難點(diǎn)
　1.2 主要內(nèi)容
　　1.2.1 基本概念
　　1.2.2 馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
　　1.2.3 計(jì)算機(jī)硬件框圖
　　1.2.4 計(jì)算機(jī)的工作過程
　1.3 例題精選
　1.4 習(xí)題訓(xùn)練
　　1.4.1 選擇題
　　1.4.2 填空題
　　1.4.3 問答題
　參考答案
第二章 計(jì)算機(jī)的發(fā)展及應(yīng)用
　2.1 重點(diǎn)難點(diǎn)
　2.2 主要內(nèi)容
　　2.2.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展
　　2.2.2 計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用
　2.3 習(xí)題訓(xùn)練
　　2.3.1 選擇題
　　2.3.2 填空題
　　2.3.3 問答題
　參考答案
第三章 系統(tǒng)總線
　3.1 重點(diǎn)難點(diǎn)
　3.2 主要內(nèi)容
　　3.2.1 總線的基本概念
　　3.2.2 總線結(jié)構(gòu)
　　3.2.3 總線控制
　3.3 例題精選
　3.4 習(xí)題訓(xùn)練
　　3.4.1 選擇題
　　3.4.2 填空題
　　3.4.3 問答題
　參考答案
第四章 存儲(chǔ)器
　4.1 重點(diǎn)難點(diǎn)
　4.2 主要內(nèi)容
　　4.2.1 存儲(chǔ)器的分類及存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
　　4.2.2 主存儲(chǔ)器
　　4.2.3 高速緩沖存儲(chǔ)器
　　4.2.4 輔助存儲(chǔ)器
　4.3 例題精選
　4.4 習(xí)題訓(xùn)練
　　4.4.1 選擇題
　　4.4.2 填空題
　　4.4.3 問答題
　參考答案
第五章 輸入輸出系統(tǒng)
　5.1 重點(diǎn)難點(diǎn)
　5.2 主要內(nèi)容
　　5.2.1 輸入輸出系統(tǒng)的基本組成
　　5.2.2 I/O與主機(jī)的聯(lián)系方式
　　5.2.3 I/O接口
　　5.2.4 I/O與主機(jī)交換信息的控制方式之一——程序查詢方式
　　5.2.5 I/O與主機(jī)交換信息的控制方式之二——程序中斷方式
　　5.2.6 I/O與主機(jī)交換信息的控制方式之三——DMA方式
　……
第六章 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法
第七章 指令系統(tǒng)
第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能
第九章 控制單元的功能
第十章 控制單元的設(shè)計(jì)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論1.1 重點(diǎn)難點(diǎn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它由硬件和軟件兩大部分組成。讀者必須清楚地認(rèn)識(shí)到硬件和軟件各自在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的地位和作用以及它們相互之間的依存關(guān)系。硬件是指計(jì)算機(jī)的實(shí)體部分。它由看得見摸得著的各種電子元器件及各類光、電、機(jī)設(shè)備的實(shí)物組成，包括主機(jī)、外設(shè)等。軟件是看不見摸不著的，由人們事先編制成的具有各類特殊功能的信息組成。通常把這些信息，諸如各類程序存儲(chǔ)于各類媒體中，如RAM、ROM、磁盤、光盤、磁帶甚至紙帶等。硬件必須依靠軟件來發(fā)揮其自身的各種功能及提高自身的工作效率。軟件甚至還能使硬件發(fā)揮類似人腦思維的功能。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)倘若失去了軟件，其硬件將一籌莫展，猶如人類失去了大腦。而軟件必須依托硬件的支撐才能真正施展其才華，一旦失去了硬件，猶如人類失去了軀體，軟件也毫無意義，成了幽靈。因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件互依互存，互相發(fā)展，缺一不可。本課程旨在介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成。倘若剖析任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)，其內(nèi)部組織的繁雜程度會(huì)使你眼花繚亂，無從人手。讀者必須學(xué)會(huì)以宏觀的思維來對(duì)待微觀的結(jié)構(gòu)。為此，本書采用自頂向下、由表及里、層層細(xì)化、深入內(nèi)核的編寫手法。圖1.1使讀者一目了然地看到一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單、清晰明了的計(jì)算機(jī)內(nèi)部組成框圖，并由此使讀者領(lǐng)略全書的要點(diǎn)和各章節(jié)之間的相互關(guān)系。為了使讀者對(duì)馮?諾依曼計(jì)算機(jī)基本組成有一概要的認(rèn)識(shí)，本章重點(diǎn)要求讀者掌握一個(gè)較細(xì)化的計(jì)算機(jī)組成框圖，如圖1.2所示。而且要求學(xué)生根據(jù)此圖描述計(jì)算機(jī)內(nèi)部的控制流和數(shù)據(jù)流的變化，從而初步認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的工作過程。圖中主存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)體M、MAR和MDR組成。存儲(chǔ)體由很多存儲(chǔ)單元組成，用來存放指令或數(shù)據(jù)，MAR存放欲訪問的存儲(chǔ)單元的地址，MDR存放從存儲(chǔ)單元讀出的信息或即將存入某存儲(chǔ)單元的信息。運(yùn)算器由累加器ACC、乘商寄存器MQ、操作數(shù)寄存器x和算術(shù)邏輯部件ALU組成，用來完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破饔蒔C、IR、CU組成，PC存放欲執(zhí)行指令的地址，IR存放欲執(zhí)行的指令，CU用來發(fā)出各種操作命令。

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《計(jì)算機(jī)組成原理:學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答》與高等教育出版社的《計(jì)算機(jī)組成原理》配套，在章節(jié)順序安排上與主教材相吻合。每章都給出了該章的重點(diǎn)難點(diǎn)、主要內(nèi)容、例題精選和習(xí)題訓(xùn)練。例題精選部分強(qiáng)調(diào)了解題思路。習(xí)題訓(xùn)練部分包括選擇題、填空題、問答題(包括簡答、計(jì)算、分析、設(shè)計(jì)等)等多種題型，各類型的習(xí)題均有答案。編寫中力求語言通俗易懂，圖表清晰明了。

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