作為“21世紀大學本科計算機專業系列教材”，遵照本系列教材評審組專家的意見，本書包括了數字電路基礎、計算機組成、計算機體系結構3個部分內容。本書讀者對象主要是學習計算機課程的大學生，包括計算機系的學生、軟件學院的學生和非計算機專業選修計算機課程的學生。可以根據不同的課程和教學要求，合理分配本教材中3部分內容的課時比例。全書共13章，其中第2章屬于先修內容，約占教材總量的7%，若是學生課前未曾學習過數字電路與邏輯設計課程，還是應該用少量學時對教材第2章的內容進行適當講解；第3～11章是課程的主體部分，約占教材總量的73%，主要是計算機組成方面的知識，重點圍繞基本計算機硬件系統5個功能部件的功能和組成進行講解分析；第12～13章是本課程的提高部分，約占教材總量的20%，主要是計算機體系結構方面的基礎知識，重點介紹提高計算機系統性能的各種可行思路與基本途徑。其中的指令流水線的淺顯內容已經出現在計算機組成原理課程之中，但多數人還是愿意把較為具體深入的指令流水技術安排到計算機系統結構課程中講授。

針對把計算機組成和系統結構合并成一門課程的情形，教材第3～13章的內容都屬于必學知識，建議教學學時安排為70～90學時。若只是用于計算機組成原理課程，計算機體系結構的內容另外開課，則只需講解第3～11章中的知識，建議教學學時安排為60～70學時。教材主體部分的內容是按照基本通用原理、簡明原理示例、典型產品現狀這樣3個層次來處理的。

基本通用原理是基礎，是學習與理解計算機組成與運行機制的核心知識。其特點是穩定性(不隨時間變遷而改變)和通用性(不隨具體機型而變化)，是學生一定要掌握的部分。要把通用原理轉化成真實的計算機系統，還有許多技術與工程、性能價格比的平衡關系等需要解決。

在簡明原理示例這個層次，強調運用學習到的基本原理知識，學懂或者設計實現一臺硬軟件基本完整、實現簡單(易懂、價廉)、但不一定是最理想(不追求更完備的性能、更好的實用價值)的計算機系統的技術與過程，增加對所學知識的理解深度和應用能力，力求把學習知識和增長實踐能力結合起來。

在典型產品現狀這個層次，將選擇某些典型計算機系統中的實例，給出其設計實現的結果及其外特性，可以體現用到的基本原理，更強調讓學生了解計算機當前的技術水平和發展現狀。對三個層次的教學要求不盡相同，對優化學生的知識結構各自發揮不同的作用。

在講解計算機組成和功能時，把通常的文字敘述和語言VHDL描述結合起來，體現計算機的最新設計手段和實現技術，保證教學內容的先進性，并盡量在提高授課質量，降低實驗、學習的難度方面做出新的探索。

教材內容具體安排如下。

第1章是全書內容的概述部分，簡要介紹計算機組成和體系結構的基本概念，從實現功能的角度來講解計算機硬件系統的基本組成；從功能和層次的觀點來講解計算機組成和體系結構各自需要研究和解決的問題，并簡要說明了本課程的教學目標和對學習方法的建議。

第2章簡明講解數字電路基礎知識和幾種常用的電路芯片，是為講解計算機組成和體系結構作電子線路方面的準備，沒有這些知識是很難學懂計算機硬件的組成和運行原理的。

第3章的數據表示和運算和第4章的運算器部件共同構成本書核心內容的第1個知識單元。主要圍繞計算機硬件系統中承擔數據運算功能的部件進行講解，在給出通用的基本原理知識的同時，還給出運算器部件的具體例子，展示運算器部件的設計過程和實現方法，提升學生的實踐能力。

前 言 計算機組成與體系結構(第2版)第5章的指令系統和第6章的控制器部件共同構成本書核心內容的第2個知識單元。主要圍繞計算機硬件系統中承擔指揮控制功能的硬連線方案的控制器部件進行講解，而對微程序控制器只作適當介紹。在給出通用的基本原理知識的同時，還給出控制器部件的具體例子，展示控制器部件的設計過程和實現方法，提升學生的實踐能力。

第7章的主存、第8章的高速緩存和虛存以及第9章的輔助存儲器設備共同構成本書核心內容的第3個知識單元。主要圍繞計算機3級結構的存儲器件系統和外存儲器設備進行講解，還給出了通過字、位擴展技術，用存儲器芯片構建內存儲器的具體例子。

第10章的輸入輸出設備和第11章的輸入輸出系統共同構成本書核心內容的第4個知識單元。主要圍繞承擔計算機的輸入輸出功能的設備或者部件進行講解，給出了用于連接計算機各個部件的總線構成的實際例子，具體介紹了串行接口的內部線路的組成和使用方法。

第12章的流水線技術和第13章的并行計算機體系結構共同構成本書核心內容的第5個知識單元。對應計算機體系結構課程的主要知識，針對提高計算機系統的性能，更多地強調基本概念、提出問題的思路和解決問題的方案，基本上止步于定性說明。

通過本教材，學生可以學到數字電路的基礎知識，了解某些電路芯片的功能和用法，初步認識到某些邏輯功能是能夠使用數字電路實現的；可以從層次的觀點，掌握必要的基礎知識，計算機組成和運行機制方面的知識，以及必要的專業知識基礎，為下一步的學習和進一步提高實際工作能力做好準備；可以從系統的觀點，了解計算機體系結構領域的基本知識，理解提高計算機的部件和整機硬件性能的各種可行途徑，理解計算機系統中硬件、軟件的功能劃分和相互配合關系，能站在更高的層次上思考與解決學習、工作中遇到的問題。

為方便教學，本教材配有PowerPoint電子教案。除此之外，還有硬件實現的教學計算機設備，這個設備就是選用本教材第1～4個知識單元的實際例子組合而成的，確保課堂授課內容和教學實驗項目能夠完美結合。還有內容詳盡的教學實驗指導書和通過軟件模擬實現的相同功能的模擬系統。良好的教學實踐環境和實驗條件，能夠有效地加深對課堂教學內容的理解，并使得學生在一定程度上獲得開展研究工作和計算機硬件系統設計的實際經驗，全面提高解決實際問題和創新思維的能力。

本書的第1～6章由王誠教授修訂，第7～13章由宋佳興副教授修訂，作者有多年從事本專業教學和科研工作的經歷。

由于時間和作者水平所限，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者批評指正。

作 者2011年4月于清華大學計算機科學與技術系

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的清华大学计算机组成与体系结构,清华大学出版社-图书详情-《计算机组成与体系结构（第2版）》...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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