《清華大學計算機系列教材：計算機組成與結構（第5版）》共分12章。第1章-第10章主要論述計算機的基本組成原理和結構，內容包括數制和碼制，基本邏輯部件，構成計算機系統的中央處理器（CPU）、存儲器系統以及輸入輸出（I/O）系統等。第11章討論了計算機系統和基于互聯網的應用。第12章介紹了計算機硬件技術的發展及其實施基礎。
《清華大學計算機系列教材：計算機組成與結構（第5版）》可作為理工科大學生學習“計算機組成與結構”課程或“計算機組成原理”課程的教材，也可供計算機研發和應用領域的工程技術人員參考。
《清華大學計算機系列教材：計算機組成與結構（第5版）》已伴隨著計算機科學與技術的發展茁壯成長了三十余年，獲得了中華人民共和國教育部科技進步獎、普通高等學校優秀教材全國特等獎、全國優秀暢銷書金獎等三十多項部級以上獎勵，被近千所高校選作教材，教學效果非常好。《清華大學計算機系列教材：計算機組成與結構（第5版）》經過多次修訂改版和增加新品種、新內容、新技術，基本涵蓋了本科生和碩士研究生的主要課程。本套教材的作者全部是清華大學計算機系的教師，教材的內容、語言特點、課時安排體現了他們治學嚴謹的特點，概念表述嚴謹，邏輯推理嚴密，語言精練。同時，《清華大學計算機系列教材：計算機組成與結構（第5版）》體系完整、結構嚴謹，理論結合實際，注重素質培養。本書有配套的教材（《計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導》）。
本書是為計算機專業的學生以及從事計算機科學與技術研究與開發的工程技術人員編寫的，但同樣適合電子類其他專業（如自動化、微電子、通信等）的學生使用。本書從計算機基本原理講起，密切注意與當前計算機發展水平相結合，內容廣泛，同時力圖貫徹少而精的原則。
本書于1989年初次出版，第2、3、4版分別在1995年、2001年和2007年問世。承蒙各界厚愛，本書發行量已達到60余萬冊，并先后獲得電子部和教育部的獎勵，被評定為北京高等教育精品教材。眾所周知，計算機應用推廣極為迅猛，計算技術與移動通信、視頻技術日益融合。為了更好地為教學和讀者服務，我們不斷對本書進行修訂，跟蹤技術的發展，調整和充實內容，并提高可讀性，以有利于教學工作的開展。
改革開放以來，我國經濟建設各方面取得了很大成就，在科學、技術和制造等領域，正從引進向創新階段邁進，只有創新才能自立。計算機軟件和微電子是國家重點發展的目標，計算機軟件運行在計算機上，微電子的水平體現在微處理器的設計和制造能力上，其他學科也有類似情況，這就說明了為什么多個專業都需要了解計算機硬件。
在本書中我們把計算機結構定義為系統程序員所能見到的計算機硬件特性，計算機組成則是指計算機硬件的具體實現。
本書的第1章對計算機系統進行了綜述，第2章～第10章著重闡述構成一臺計算機的基本原理。由于計算機技術發展很快，某些觀點會隨著計算機的發展而產生變化，因此希望讀者著重于基本原理的理解。例如，對于計算機的各個功能部件，應著重了解它們在整機中的作用以及由此而分配給各部件所要完成的任務，從而正確設計或選用硬件，而不致被眾多的、風格各異的計算機結構及組成所迷惑。根據摩爾定律，半導體芯片的集成度每隔18個月翻一番，計算機的功能和性能也隨之提高，由此可理解計算機技術的發展是必然的。這就可以說明為什么過去僅在大型機中才采用的流水線組織、并行處理、cache和虛擬存儲器等技術可以移到微處理器芯片中去實現。隨著互聯網(Internet)的發展，計算機和網絡已融為一體，對計算機的結構影響很大；更由于操作系統與硬件、網絡和應用關系密切，因此在第11章中介紹了操作系統和計算機網絡的基本概念，為后續課程的學習起引導作用。
第12章講述了計算機硬件技術的發展及其實施基礎，強調了計算機向高性能和普及應用方向發展的實現與采取的技術措施。目前計算機的硬件設計已深入到微電子領域，作為計算機、自動化、微電子和電子類其他專業的學生，今后會有一部分人從事硬件設計工作。因此在本章中介紹一些基礎知識。
本書的第1版經過當時的清華大學計算機系“計算機原理”教學小組討論、參與和試用。后來因計算機科技的發展以及進一步提高教學質量等原因，對本書進行了多次重大的修改、調整和補充。在本書第4版中，第2章和第12章的部分內容（硬件描述語言）由王爾乾編寫，蔡月茹提供了一部分習題和答案。在第5版中，第11章由楊蔚明編寫，楊健、葉郁和楊蔚明提供了與當前計算技術和應用相關的資料。王愛英對全書進行了修改和整理。在此向所有為本書的出版付出勞動的老師和同事們表示感謝。
最后向使用本書作為教材的老師和同學們以及廣大的讀者表示感謝，正是依靠你們，本書的作用才得以發揮。
編 者2012年5月
第1章 計算機系統概論
1.1 計算機的誕生和發展
1.2 計算機的硬件
1.3 計算機的軟件
1.4 計算機網絡基礎
習題
第2章 計算機的邏輯部件
2.1 計算機中常用的組合邏輯電路
2.1.1 三態電路
2.1.2 異或門及其應用
2.1.3 加法器
2.1.4 譯碼器
2.1.5 數據選擇器
2.2 時序邏輯電路
2.2.1 觸發器
2.2.2 寄存器和移位寄存器
2.2.3 計數器
2.3 陣列邏輯電路
2.3.1 只讀存儲器（RoM）
2.3.2 可編程序邏輯陣列（PLA）
2.3.3 可編程序陣列邏輯（PAL）
2.3.4 通用陣列邏輯（GAL）
2.3.5 門陣列（GA）、宏單元陣列（MCA）和標準單元陣列（SCA）
2.3.6 現場可編程序門陣列（FPGA）
習題
第3章 運算方法和運算部件
3.1 數據的表示方法和轉換
3.1.1 數值型數據的表示和轉換
3.1.2 十進制數的編碼與運算
3.2 帶符號的二進制數據在計算機中的表示方法及加減法運算
3.2.1 原碼、補碼、反碼及其加減法運算
3.2.2 加減法運算的溢出處理
3.2.3 定點數和浮點數
3.3 二進制乘法運算
3.3.1 定點數一位乘法
3.3.2 定點數二位乘法
3.3.3 陣列乘法器
3.4 二進制除法運算
3.4.1 定點除法運算
3.4.2 提高除法運算速度的方法舉例
3.5 浮點數的運算方法
3.5.1 浮點數的加減法運算
3.5.2 浮點數的乘除法運算
3.6 運算部件
3.7 數據校驗碼
3.7.1 奇偶校驗碼
3.7.2 海明校驗碼
3.7.3 循環冗余校驗（CRC）碼
習題
第4章 主存儲器
4.1 主存儲器分類、技術指標和基本操作
4.2 讀／寫存儲器
4.3 非易失性半導體存儲器
4.4 存儲器的組成與控制
4.5 多體交叉存儲器
習題
第5章 指令系統
5.1 指令系統的發展
5.2 指令格式
5.2.1 指令格式
5.2.2 指令操作碼的擴展技術
5.2.3 指令長度與數據字長的關系
5.3 尋址方式
5.4 指令類型
5.4.1 指令的分類及功能
5.4.2 雙字長運算（子程序舉例）
5.4.3 指令系統的兼容性
5.5 精簡指令系統計算機（RISC）和復雜指令系統計算機（CISC）
5.5.1 CISC的特點
5.5.2 RISC的產生與發展
5.5.3 RISC的特點
5.6 指令系統舉例
……
第6章 中央處理器
第7章 存儲系統
第8章 輔助存儲器
第9章 輸入輸出（I/O）設備
第10章 輸入輸出（I/O）系統
第11章 計算機系統和基于互聯網的應用
第12章 計算機系統硬件技術的發展及其實施基礎
習題答案
參考文獻
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