《计算机组成原理教程（第5版）/高等教育质量工程信息技术系列示範教材》特色：

零起点，不要求过多的数字逻辑铺垫。
概念清晰、严谨，注重本质层面讨论。
面向系统能力培养，贴近套用，贴近现代。
贯穿知识建构、启发思维的教学理念。
结构简洁，清晰，容易複习、梳理。

本书是一本面向套用型专业的计算机组成原理教材。全书共分6章： 第1章帮助读者快速、有趣并深刻地建立计算机系统的整体结构；第2章介绍计算机的存储体系；第3章介绍计算机的输入输出及其控制技术；第4章介绍计算机的汇流排系统和主机板的有关知识；第5章介绍计算机核心部件——处理器的工作原理和基本设计方法；第6章从体系结构和元器件进步两个方面介绍计算机的发展趋势。

本书概念清晰、深入浅出、取材新颖，从知识建构、启发思维和适合教学的角度组织学习内容，同时不过多依赖先修课程。经过4次修订，更加适合教学。可供套用型本科计算机科学与技术专业、软体工程专业、信息安全专业、网路工程专业、信息管理和信息系统专业和其他相关专业使用，也可以供有关工程技术人员和自学者使用。

张基温，知名学者，计算机教育家。先后担任名古屋大学访问学者，山西财经大学、江南大学、华东政法大学、华南农业大学珠江学院、常熟理工学院、福建工程学院、广西职业技术学院、晋城学院等多所大学的专职、客座或兼职教授，北京大学博雅方略城市发展与信息化研究中心研究员，南京大学出版社总编顾问，太原高新技术区IT研究院实验室主任，山西省紧缺人才专家委员会副主任，中国信息经济学会常务理事，全国高等院校计算机基础教育研究会常务理事兼课程建设委员会副主任，中国计算机学会教育专业委员会委员，国家NIT考试委员会委员，江苏省计算机基础教学指导委员会委员，山西省新世纪专家学者协会副会长。为清华大学出版社、电子工业出版社、中国水利水电出版社、南京大学出版社、中国铁道出版社等主编了信息管理与信息系统专业、计算机实验与实践、大学生信息素养等多个系列教材。研究和教学领域涉及计算机科学与技术、信息管理、信息经济学、电子政务与电子商务、服务科学，己发表学术论文一百余篇，出版着作90种。

第1章计算机系统概述1

1.1计算工具的进步轨迹1

1.1.1算盘和算筹的启示1

1.1.2从提花机到巴贝奇分析机——内程式计算机的发展轨迹4

1.1.3从帕斯卡加法器说起——内动力计算机的进步轨迹7

1.1.4模拟计算机与数字计算机11

1.20、1编码13

1.2.1二进制计算13

1.2.2声音的0、1编码23

1.2.3图形/图像的0、1编码24

1.2.4文字的0、1编码27

1.2.5指令的0、1编码与电脑程式设计语言30

1.2.6数据传输中的差错检验32

1.3电子数字计算机工作原理35

1.3.1现代数字电子计算机体系结构的确立35

1.3.2布尔代数与逻辑电路37

1.3.3计算机存储器基础43

1.3.4计算机控制器的工作原理46

1.3.5一个程式的执行过程48

1.3.6指令的时序49

1.3.7作业系统——计算机的自我管理51

1.3.8自动计算机工作原理的再讨论54

1.4计算机系统结构和发展54

1.4.1现代计算机系统的模组结构54

1.4.2现代计算机系统的层次结构54

1.4.3计算机系统的主要性能指标56

1.4.4计算机系统的发展59

习题62

第2章存储系统67

2.1主存储器67

2.1.1ROM记忆元件67

2.1.2RAM记忆元件69

2.1.3存储体的扩展方式71

2.1.4RAM的读/写时序73

2.1.5RAM工作模式75

2.1.6记忆体条76

2.1.7RAM技术参数77

2.1.8并行存储器79

2.1.9未来记忆元件83

2.2辅助存储器86

2.2.1磁表面存储原理86

2.2.2硬磁碟存储器88

2.2.3磁碟阵列RAID93

2.2.4光碟存储器96

2.2.5闪速存储器101

2.3存储体系102

2.3.1多级存储体系的建立102

2.3.2多级存储体系的性能参数104

2.3.3Cache主存结构105

2.3.4虚拟存储器107

习题110

第3章输入输出系统114

3.1I/O设备114

3.1.1I/O设备及其发展114

3.1.2键盘117

3.1.3列印设备120

3.1.4显示设备128

3.1.5其他图形/图像设备134

3.1.6定位、拾取与触摸设备137

3.1.7语音处理设备138

3.1.8虚拟现实技术139

3.1.9流通领域用外部设备142

3.2I/O设备接口146

3.2.1影响I/O设备与计算机连线的主要因素146

3.2.2缓冲技术148

3.2.3I/O接口的功能与分类149

3.2.4I/O接口结构150

3.2.5可程式并行接口8255A151

3.2.6串列接口153

3.3I/O过程的程式直接控制156

3.3.1I/O过程的程式无条件传送控制方式156

3.3.2I/O过程的程式查询传送方式156

3.4I/O过程的程式中断控制158

3.4.1程式中断控制的概念158

3.4.2中断过程及其管理161

3.4.3中断接口164

3.4.4多重中断166

3.5I/O数据传送的DMA控制166

3.5.1DMA的基本概念166

3.5.2DMA与CPU共享存储器冲突的解决方案167

3.5.3DMA控制器169

3.5.4DMA传送过程170

3.5.5DMA小结172

3.6I/O过程的通道控制172

3.6.1通道控制及其特点172

3.6.2通道控制原理174

3.6.3通道类型176

3.7I/O管理177

3.7.1设备驱动程式178

3.7.2ROM BIOS178

3.7.3I/O设备分配180

习题182

第4章汇流排与主机板185

4.1汇流排及其工作原理185

4.1.1汇流排特性及其分类185

4.1.2汇流排的组成与基本传输过程188

4.1.3汇流排的争用与仲裁189

4.1.4汇流排通信过程中主从方的协调方式192

4.1.5汇流排的性能指标196

4.2几种标準系统汇流排197

4.2.1ISA汇流排198

4.2.2PCI汇流排199

4.2.3AGP汇流排203

4.2.4PCIExpress汇流排 205

4.3几种标準IO汇流排206

4.3.1RS232/RS449串列接口标準206

4.3.2IDE接口与SCSI接口汇流排208

4.3.3USB汇流排210

4.3.4IEEE 1394汇流排213

4.4微型计算机主机板214

4.4.1主机板的构成215

4.4.2主机板驱动219

4.4.3主机板品牌级别219

4.4.4主机板分类220

习题221

第5章控制器组成222

5.1处理器的外特性——指令系统222

5.1.1概述222

5.1.2定址方式225

5.1.3Intel 8086指令简介229

5.1.4CISC与RISC238

5.1.5指令系统的设计内容242

5.2组合逻辑控制器242

5.2.1指令的微操作分析243

5.2.2指令的时序控制与时序部件245

5.2.3组合逻辑控制器设计举例247

5.3微程式控制器250

5.3.1概述250

5.3.2微程式操作控制部件的组成250

5.3.3微程式操作控制部件设计举例251

习题254

第6章计算机体系和元器件的发展261

6.1计算机并行技术概述261

6.1.1计算机硬体并行技术的发展261

6.1.2计算机并行性开发的技术对策262

6.1.3Flynn分类法263

6.2指令级并行技术264

6.2.1流水技术概述265

6.2.2流水线中的相关冲突268

6.2.3流水线中的多发射技术270

6.2.4Pentium CPU272

6.2.5RISC处理器的体系结构275

6.2.6流水线向量处理机280

6.3执行绪级并行技术284

6.3.1对称多处理器技术SMP285

6.3.2同时多执行绪技术SMT290

6.3.3超执行绪技术HT293

6.4多核处理器297

6.4.1多核处理器及其特点297

6.4.2多核+多执行绪——CMT技术298

6.5非Neumann体系的计算机系统299

6.5.1数据流计算机299

6.5.2归约机301

6.5.3智慧型计算机303

6.5.4人工神经网路计算机307

6.6计算机元器件技术展望311

6.6.1关于摩尔定律寿命的讨论311

6.6.2纳米电子器件312

6.6.3量子计算机314

6.6.4光学计算机316

6.6.5超导技术317

6.6.6生物计算机318

习题320附录A国内外常用二进制逻辑元件图形符号对照图322参考文献324

第1章计算机系统概述1

1.1计算工具的进步轨迹1

1.1.1算盘和算筹的启示1

1.1.2从提花机到巴贝奇分析机——内程式计算机的发展轨迹4

1.1.3从帕斯卡加法器说起——内动力计算机的进步轨迹7

1.1.4模拟计算机与数字计算机11

1.20、1编码13

1.2.1二进制计算13

1.2.2声音的0、1编码23

1.2.3图形/图像的0、1编码24

1.2.4文字的0、1编码27

1.2.5指令的0、1编码与电脑程式设计语言30

1.2.6数据传输中的差错检验32

1.3电子数字计算机工作原理35

1.3.1现代数字电子计算机体系结构的确立35

1.3.2布尔代数与逻辑电路37

1.3.3计算机存储器基础43

1.3.4计算机控制器的工作原理46

1.3.5一个程式的执行过程47

1.3.6指令的时序49

1.3.7作业系统——计算机的自我管理51

1.3.8自动计算机工作原理的再讨论53

1.4计算机系统结构和发展54

1.4.1现代计算机系统的模组结构54

1.4.2现代计算机系统的层次结构54

1.4.3计算机系统的主要性能指标55

1.4.4计算机系统的发展58

习题62

第2章存储系统66

2.1主存储器66

2.1.1ROM记忆元件66

2.1.2RAM记忆元件68

2.1.3存储体的扩展方式70

2.1.4RAM的读/写时序72

2.1.5RAM工作模式74

2.1.6记忆体条75

2.1.7RAM技术参数76

2.1.8并行存储器78

2.1.9未来记忆元件82

2.2辅助存储器85

2.2.1磁表面存储原理85

2.2.2硬磁碟存储器87

2.2.3磁碟阵列RAID92

2.2.4光碟存储器95

2.2.5闪速存储器100

2.3存储体系101

2.3.1多级存储体系的建立101

2.3.2多级存储体系的性能参数103

2.3.3Cache主存结构104

2.3.4虚拟存储器106

习题109

第3章输入输出系统113

3.1I/O设备113

3.1.1I/O设备及其发展113

3.1.2键盘116

3.1.3列印设备119

3.1.4显示设备127

3.1.5其他图形/图像设备133

3.1.6定位、拾取与触摸设备136

3.1.7语音处理设备137

3.1.8虚拟现实设备138

3.1.9流通领域设备141

3.2I/O设备接口145

3.2.1影响I/O设备与计算机连线的主要因素146

3.2.2缓冲技术147

3.2.3I/O接口的功能与分类148

3.2.4I/O接口结构149

3.2.5可程式并行接口8255A150

3.2.6串列接口152

3.3I/O过程的程式直接控制155

3.3.1I/O过程的程式无条件传送控制方式155

3.3.2I/O过程的程式查询传送方式156

3.4I/O过程的程式中断控制157

3.4.1程式中断控制的概念157

3.4.2中断过程及其管理160

3.4.3中断接口164

3.4.4多重中断165

3.5I/O数据传送的DMA控制166

3.5.1DMA的基本概念166

3.5.2DMA与CPU共享存储器冲突的解决方案167

3.5.3DMA控制器169

3.5.4DMA传送过程170

3.5.5DMA小结171

3.6I/O过程的通道控制172

3.6.1通道控制及其特点172

3.6.2通道控制原理174

3.6.3通道类型176

3.7I/O管理177

3.7.1设备驱动程式177

3.7.2ROM BIOS178

3.7.3I/O设备分配180

习题182

第4章汇流排与主机板184

4.1汇流排及其工作原理184

4.1.1汇流排特性及其分类184

4.1.2汇流排的组成与基本传输过程184

4.1.3汇流排的争用与仲裁188

4.1.4汇流排通信过程中主从方的协调方式191

4.1.5汇流排的性能指标195

4.2几种标準系统汇流排196

4.2.1ISA汇流排197

4.2.2PCI汇流排198

4.2.3AGP汇流排202

4.2.4PCIExpress汇流排 204

4.3几种标準IO汇流排205

4.3.1RS232/RS449串列接口标準205

4.3.2IDE接口与SCSI接口汇流排207

4.3.3USB汇流排209

4.3.4IEEE 1394汇流排211

4.4微型计算机主机板213

4.4.1主机板的构成213

4.4.2主机板驱动217

4.4.3主机板品牌级别218

4.4.4主机板分类218

习题220

第5章控制器组成221

5.1处理器的外特性——指令系统221

5.1.1概述221

5.1.2定址方式224

5.1.3Intel 8086指令简介228

5.1.4CISC与RISC237

5.1.5指令系统的设计内容241

5.2组合逻辑控制器241

5.2.1指令的微操作分析242

5.2.2指令的时序控制与时序部件244

5.2.3组合逻辑控制器设计举例246

5.3微程式控制器249

5.3.1概述249

5.3.2微程式操作控制部件的组成249

5.3.3微程式操作控制部件设计举例250

习题253

第6章计算机体系和元器件的发展260

6.1计算机并行技术概述260

6.1.1计算机硬体并行技术的发展260

6.1.2计算机并行性开发的技术对策261

6.1.3Flynn分类法262

6.2指令级并行技术263

6.2.1流水技术概述264

6.2.2流水线中的相关冲突267

6.2.3流水线中的多发射技术269

6.2.4Pentium CPU270

6.2.5RISC处理器的体系结构274

6.2.6流水线向量处理机279

6.3执行绪级并行技术283

6.3.1对称多处理器技术SMP284

6.3.2同时多执行绪技术SMT289

6.3.3超执行绪技术HT293

6.4多核处理器296

6.4.1多核处理器及其特点296

6.4.2多核+多执行绪——CMT技术297

6.5非Neumann体系的计算机系统298

6.5.1数据流计算机298

6.5.2归约机301

6.5.3智慧型计算机303

6.5.4人工神经网路计算机307

6.6计算机元器件技术展望310

6.6.1关于摩尔定律寿命的讨论310

6.6.2纳米电子器件312

6.6.3量子计算机313

6.6.4光学计算机315

6.6.5超导技术316

6.6.6生物计算机317

习题319

附录A国内外常用二进制逻辑元件图形符号对照图321参考文献323

第1章计算机系统概述1

1.1计算工具的进步轨迹1

1.1.1算盘和算筹的启示1

1.1.2从提花机到巴贝奇分析机——内程式计算机的发展轨迹4

1.1.3从帕斯卡加法器说起——内动力计算机的进步轨迹7

1.1.4模拟计算机与数字计算机11

1.20、1编码13

1.2.1二进制计算13

1.2.2声音的0、1编码23

1.2.3图形/图像的0、1编码24

1.2.4文字的0、1编码27

1.2.5指令的0、1编码与电脑程式设计语言30

1.2.6数据传输中的差错检验32

1.3电子数字计算机工作原理35

1.3.1现代数字电子计算机体系结构的确立35

1.3.2布尔代数与逻辑电路37

1.3.3计算机存储器基础43

1.3.4计算机控制器的工作原理47

1.3.5一个程式的执行过程48

1.3.6指令的微操作分析49

1.3.7作业系统——计算机的自我管理51

1.3.8自动计算机工作原理的再讨论54

1.4计算机系统结构和发展55

1.4.1现代计算机系统的模组结构55

1.4.2现代计算机系统的层次结构55

1.4.3计算机系统的主要性能指标56

1.4.4计算机系统的发展59

习题63

第2章存储系统67

2.1主存储器67

2.1.1ROM记忆元件67

2.1.2RAM记忆元件69

2.1.3存储体的扩展方式71

2.1.4RAM的读/写时序73

2.1.5RAM工作模式75

2.1.6记忆体条76

2.1.7RAM技术参数77

2.1.8并行存储器79

2.1.9未来记忆元件83

2.2辅助存储器86

2.2.1磁表面存储原理86

2.2.2硬磁碟存储器88

2.2.3磁碟阵列RAID93

2.2.4光碟存储器96

2.2.5闪速存储器101

2.3存储体系102

2.3.1多级存储体系的建立102

2.3.2多级存储体系的性能参数104

2.3.3cache主存结构105

2.3.4虚拟存储器107

习题110

第3章输入输出系统114

3.1I/O设备114

3.1.1I/O设备及其发展114

3.1.2键盘117

3.1.3列印设备120

3.1.4显示设备128

3.1.5其他图形/图像设备134

3.1.6定位、拾取与触摸设备137

3.1.7语音处理设备138

3.1.8虚拟现实设备139

3.1.9流通领域设备141

3.2I/O设备接口146

3.2.1影响I/O设备与计算机连线的主要因素146

3.2.2缓冲技术147

3.2.3I/O接口的功能与分类149

3.2.4I/O接口结构150

3.2.5可程式并行接口8255A151

3.2.6串列接口153

3.3I/O过程的程式直接控制156

3.3.1I/O过程的程式无条件传送控制方式156

3.3.2I/O过程的程式查询传送方式156

3.4I/O过程的程式中断控制158

3.4.1程式中断控制的概念158

3.4.2中断过程及其管理161

3.4.3中断接口164

3.4.4多重中断165

3.5I/O数据传送的DMA控制166

3.5.1DMA的基本概念166

3.5.2DMA与CPU共享存储器冲突的解决方案167

3.5.3DMA控制器169

3.5.4DMA传送过程170

3.5.5DMA小结171

3.6I/O过程的通道控制172

3.6.1通道控制及其特点172

3.6.2通道控制原理174

3.6.3通道类型176

3.7I/O管理177

3.7.1设备驱动程式177

3.7.2ROM BIOS178

3.7.3I/O设备分配180

习题182

第4章汇流排与主机板185

4.1汇流排工作原理185

4.1.1汇流排概述185

4.1.2汇流排的分类187

4.1.3汇流排的性能指标189

4.1.4汇流排的争用与仲裁190

4.1.5汇流排通信过程中主从方的协调方式193

4.2几种标準系统汇流排197

4.2.1ISA汇流排198

4.2.2PCI汇流排200

4.2.3AGP汇流排204

4.2.4PCIExpress汇流排 206

4.3几种标準IO汇流排207

4.3.1RS232/RS449串列接口标準207

4.3.2IDE接口与SCSI接口汇流排209

4.3.3USB汇流排211

4.3.4IEEE 1394汇流排213

4.4微型计算机主机板215

4.4.1主机板的构成215

4.4.2主机板驱动220

4.4.3主机板品牌级别220

4.4.4主机板分类220

习题222

第5章控制器组成223

5.1处理器的外特性——指令系统223

5.1.1概述223

5.1.2定址方式226

5.1.3Intel 8086指令简介230

5.1.4CISC与RISC238

5.1.5指令系统的设计内容242

5.2组合逻辑控制器243

5.2.1指令的微操作分析243

5.2.2指令的时序控制与时序部件246

5.2.3组合逻辑控制器设计举例248

5.3微程式控制器250

5.3.1概述250

5.3.2微程式操作控制部件的组成251

5.3.3微程式操作控制部件设计举例252

习题255

第6章计算机体系和元器件的发展262

6.1计算机并行技术概述262

6.1.1计算机硬体并行技术的发展262

6.1.2计算机并行性开发的技术对策263

6.1.3Flynn分类法263

6.2指令级并行技术265

6.2.1指令流水技术265

6.2.2流水线中的多发射技术270

6.2.3Pentium CPU272

6.2.4RISC处理器的体系结构275

6.2.5流水线向量处理机281

6.3执行绪级并行技术285

6.3.1对称多处理器技术SMP285

6.3.2同时多执行绪技术SMT292

6.3.3超执行绪技术HT294

6.4多核处理器298

6.4.1多核处理器及其特点298

6.4.2多核+多执行绪——CMT技术299

6.5非Neumann体系的计算机系统299

6.5.1数据流计算机300

6.5.2归约机302

6.5.3智慧型计算机304

6.5.4人工神经网路计算机308

6.6计算机元器件技术展望312

6.6.1关于摩尔定律寿命的讨论312

6.6.2纳米电子器件314

6.6.3量子计算机315

6.6.4光学计算机317

6.6.5超导技术318

6.6.6生物计算机319

习题321

附录A国内外常用二进制逻辑元件图形符号对照图323参考文献325