計(jì)算機(jī)組成原理

前言

　　2008年1月北京大學(xué)出版社第六事業(yè)部在北京召開(kāi)了“21世紀(jì)全國(guó)應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)案例型教材建設(shè)和教學(xué)研討會(huì)”。這次會(huì)議為編寫(xiě)案例型教材做了深入的探討和具體的部署，制定了詳細(xì)的編寫(xiě)目的、叢書(shū)特色、內(nèi)容要求和風(fēng)格規(guī)范。在內(nèi)容上強(qiáng)調(diào)面向應(yīng)用、能力驅(qū)動(dòng)、精選案例、嚴(yán)把質(zhì)量：在風(fēng)格上力求文字精練、脈絡(luò)清晰、圖表明快、版式新穎。這次會(huì)議吹響了提高教材質(zhì)量第二戰(zhàn)役的進(jìn)軍號(hào)。　　案例型教材真能提高教學(xué)的質(zhì)量嗎？　　是的。著名法國(guó)哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家勒內(nèi)·笛卡兒（Rene Descartes，1596～1650）說(shuō)得好：“由一個(gè)例子的考察，我們可以抽出一條規(guī)律。（From the consideration of an example we can form a rule.）”事實(shí)上，他發(fā)明的直角坐標(biāo)系，正是通過(guò)生活實(shí)例而得到的靈感。據(jù)說(shuō)是在1619年夏天，笛卡兒因病住進(jìn)醫(yī)院。中午他躺在病床上，苦苦思索一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)，忽然看到天花板上有一只蒼蠅飛來(lái)飛去。當(dāng)時(shí)天花板是用木條做成正方形的格子。笛卡兒發(fā)現(xiàn)，要說(shuō)出這只蒼蠅在天花板上的位置，只需說(shuō)出蒼蠅在天花板上的第幾行和第幾列。

內(nèi)容概要

本書(shū)詳細(xì)介紹了計(jì)算機(jī)的組成原理，主要內(nèi)容包括：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息的表示，運(yùn)算方法和運(yùn)算器，主存儲(chǔ)器，指令系統(tǒng)，中央處理器，存儲(chǔ)系統(tǒng)，虛擬存儲(chǔ)器，輸入/輸出設(shè)備以及輸入輸出系統(tǒng)等。    本書(shū)是21世紀(jì)應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)案例型規(guī)劃教材之一，本書(shū)以案例為導(dǎo)引，強(qiáng)調(diào)實(shí)用性和先進(jìn)性，內(nèi)容豐富，結(jié)構(gòu)清晰，每章后附有習(xí)題。    本書(shū)適合高等學(xué)校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)使用，也可供其他專業(yè)和從事計(jì)算機(jī)工程技術(shù)的人員參考。

書(shū)籍目錄

第1章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論  1.1　計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史  1.2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成    1.2.1　存儲(chǔ)程序控制的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)    1.2.2　計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)    1.2.3　計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)    1.2.4　計(jì)算機(jī)硬件與軟件的關(guān)系  1.3　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)  1.4　計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和性能指標(biāo)    1.4.1　計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)    1.4.2　計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)  1.5　計(jì)算機(jī)的分類及應(yīng)用    1.5.1　計(jì)算機(jī)的分類    1.5.2　計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域  1.6  小結(jié)  習(xí)題第2章　計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信息的表示  2.1　數(shù)據(jù)的表示及轉(zhuǎn)換    2.1.1　數(shù)據(jù)的表示及轉(zhuǎn)換    2.1.2　十進(jìn)制數(shù)的編碼和運(yùn)算  2.2　帶符號(hào)數(shù)的表示    2.2.1　原碼表示法    2.2.2　反碼表示法    2.2.3　補(bǔ)碼表示法    2.2.4　移碼表示法  2.3　定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)    2.3.1　定點(diǎn)表示法    2.3.2　浮點(diǎn)表示法    2.3.3　定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)的比較  2.4　數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼    2.4.1　奇偶校驗(yàn)碼    2.4.2　海明校驗(yàn)碼    2.4.3　循環(huán)冗余校驗(yàn)碼  2.5  小結(jié)  習(xí)題第3章　運(yùn)算方法和運(yùn)算器  3.1　定點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算    3.1.1　補(bǔ)碼加減運(yùn)算    3.1.2　加減法運(yùn)算的溢出處理  3.2　補(bǔ)碼加減運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)    3.2.1  加法器    3.2.2　并行加法器及進(jìn)位鏈結(jié)構(gòu)    3.2.3　并行加法器的快速進(jìn)位    3.2.4　補(bǔ)碼定點(diǎn)加減運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)  3.3　定點(diǎn)數(shù)乘法運(yùn)算    3.3.1　原碼一位乘法    3.3.2　補(bǔ)碼一位乘法  3.4　定點(diǎn)除法運(yùn)算    3.4.1　定點(diǎn)原碼一位除法    3.4.2　定點(diǎn)補(bǔ)碼一位除法  3.5　浮點(diǎn)數(shù)算術(shù)運(yùn)算    3.5.1　浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算    3.5.2　浮點(diǎn)數(shù)乘除法運(yùn)算  3.6　運(yùn)算器組成與實(shí)例    3.6.1　定點(diǎn)運(yùn)算器舉例    3.6.2　浮點(diǎn)運(yùn)算器舉例  3.7　小結(jié)  習(xí)題第4章　主存儲(chǔ)器  4.1　存儲(chǔ)器的分類    4.1.1　按存取方式分類    4.1.2　按存儲(chǔ)介質(zhì)分類    4.1.3　按功能和存取速度分類  4.2　主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)  4.3　主存儲(chǔ)器的基本操作  4.4　讀/寫(xiě)存儲(chǔ)器    4.4.1　靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器    4.4.2　動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器　……第5章　指令系統(tǒng)第6章　中央處理器第7章　存儲(chǔ)系統(tǒng)　第8章　虛擬存儲(chǔ)器第9章　輸入/輸出設(shè)備第10章　輸入輸出系統(tǒng)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第1章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論　　1.1　計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡(jiǎn)史　　第一臺(tái)機(jī)械計(jì)算機(jī)是1642年由法國(guó)科學(xué)家Blaise Pascal設(shè)計(jì)制造的。從機(jī)械計(jì)算機(jī)到電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)經(jīng)歷了300多年。1946年2月世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生，因?yàn)樗堑谝慌_(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，所以人們認(rèn)為它是計(jì)算機(jī)的始祖?！　NIAC電路結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，使用了l8800個(gè)電子管，1500個(gè)繼電器，7000多個(gè)電阻，10000多個(gè)電容。它運(yùn)行時(shí)功耗達(dá)150kW，體積龐大，占地面積超過(guò)170m2，重達(dá)30t，儼然是一個(gè)龐然大物?！　NIAC存在兩個(gè)主要缺點(diǎn)：一是存儲(chǔ)容量太小，只能存20個(gè)字長(zhǎng)為10位的十進(jìn)制數(shù)；二是用線路連接的辦法來(lái)編排程序，因此每次解題都要依靠人工連線，準(zhǔn)備時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于計(jì)算時(shí)間。盡管如此，ENIAC的運(yùn)算速度仍然比人的運(yùn)算速度快很多，它每秒能進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。　　ENIAC的出現(xiàn)，其意義不僅是實(shí)現(xiàn)了制造第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)的目標(biāo)，還標(biāo)志著計(jì)算工具進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，是人類文明發(fā)展史中的一個(gè)里程碑。ENIAC于1955年正式退役，并陳列在美國(guó)國(guó)立博物館供人們參觀，它的豐功偉績(jī)將永遠(yuǎn)記載在人類的文明史中。　　從第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)問(wèn)世至今只有50多年的歷史，但是其發(fā)展速度是任何學(xué)科都無(wú)法比擬的。通常根據(jù)其使用的主要電子器件，人們將電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)展分成4個(gè)階段，也稱為4代。

圖書(shū)封面

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