本书紧扣计算机考研大纲知识点要求，精心设计教学内容，主要针对单处理器计算机系统中各部件的内部工作原理、组成结构及相互连接方式进行讲解，各章节内容安排如下：

第1章、第2章为计算机系统概述，主要概括介绍计算机的发展，计算机的基本组成与应用，计算机系统的层次结构和构成计算机的电路基础知识等。第3章介绍计算机中数据的表示和运算方法，以及运算器的功能和结构。第4章介绍计算机中的存储器，包括主存储器工作原理、计算机的存储系统、高速缓冲存储器与辅助存储器等。第5章介绍计算机的指令系统。第6章至第8章主要讲解中央处理器CPU，内容包括CPU的功能与结构，控制单元的功能与结构，控制单元的基本设计原理等。第9章介绍计算机总线系统。第10章介绍输入／输出系统与常见的I／O设备。

本书按照计算机专业考研统考大纲中计算机组成原理科目知识点的要求，结合作者多年实际授课经验编写而成。全书共10章，主要内容包括：计算机系统概论、计算机逻辑部件基础、计算机中信息的表示和数值运算、存储器层次结构、指令系统、CPU的功能与结构、控制单元CU、控制单元的设计、系统总线、输入输出系统等。

本书既注重基础，具有概念清晰、讲解简明扼要、配合大量实例的特点；同时又力求与当代技术相结合，介绍DDR存储器、动态流水线、超标量等内容。为了突出应用、便于开展实践教学，在附录中简单介绍MAX+plus II软件和VHDL语言的基本知识。

本书既可作为高等院校计算机科学与技术、通信工程、电子工程等专业及其他相关专业的教材，又适合于有志考取计算机方向研究生者参考，对于从事计算机应用和开发的技术人员也具有一定的参考价值。

前言

第1章 计算机系统概论

 1.1 计算机的发展与应用

1.1.1 计算机的产生

1.1.2 计算机的发展

1.1.3 微型计算机的产生与发展

1.1.4 计算机的应用

1.1.5 计算机的未来展望

 1.2 计算机的基本组成

1.2.1 计算机软、硬件的概念

1.2.2 计算机硬件的基本组成

1.2.3 指令与软件

1.2.4 计算机的工作过程

 1.3 计算机系统简介

1.3.1 计算机系统的层次结构

1.3.2 计算机组成与计算机体系结构

 1.4 计算机主要性能指标

1.4.1 CPU的相关指标

1.4.2 存储器的相关指标

1.4.3 计算机系统的相关指标

 本章小结

 习题1

第2章 计算机逻辑部件基础

 2.1 数字电路基础

2.1.1 半导体材料和晶体二极管简介

2.1.2 双极型三极管的结构及其伏安特性

2.1.3 MOS管的结构及其工作特性

 2.2 布尔代数与门电路

2.2.1 布尔代数

2.2.2 基本逻辑运算与复合逻辑运算

2.2.3 门电路

 2.3 组合逻辑电路

2.3.1 加法器

2.3.2 译码器

2.3.3 多路选择器

 2.4 时序逻辑电路

2.4.1 触发器

2.4.2 计数器

 2.5 数字系统设计简介

2.5.1 数字系统设计方法

2.5.2 可编程逻辑器件简介

 本章小结

 习题2

第3章 计算机中信息的表示和数值运算

 3.1 数制与编码

3.1.1 进位计数制及其相互转换

3.1.2 十进制数的编码

3.1.3 字符与字符串编码

3.1.4 汉字及其他信息的编码表示

3.1.5 校验码

 3.2 数值数据的表示

3.2.1 真值和机器数

3.2.2 无符号数和有符号数

3.2.3 定点表示和浮点表示

3.2.4 IEEE754标准

 3.3 定点数的运算

3.3.1 移位运算

3.3.2 补码加减运算与溢出

3.3.3 乘法运算

3.3.4 除法运算

 3.4 浮点数的运算

3.4.1 浮点数的加减运算

3.4.2 浮点数的乘除运算

 3.5 算术逻辑单元ALU

3.5.1 串行加法器和并行加法器

3.5.2 ALU的功能和结构

 本章小结

 习题3

第4章 存储器层次结构

 4.1 存储器概述

4.1.1 存储器的分类

4.1.2 存储器的性能指标

4.1.3 存储器的层次化结构

 4.2 半导体随机存取存储器

4.2.1 SRAM存储器

4.2.2 DRAM存储器

 4.3 只读存储器

 4.4 主存储器与CPU的连接

 4.5 高性能存储器介绍

4.5.1 提高主存性能的措施

4.5.2 双口RAM和多模块存储器

4.5.3 DRAM技术的发展

 4.6 高速缓冲存储器

4.6.1 程序访问的局部性

4.6.2 Cache的基本工作原理

4.6.3 Cache与主存的地址映像方式

4.6.4 Cache的替换算法与写策略

4.6.5 Cache应用举例

 4.7 虚拟存储器

4.7.1 虚拟存储器的基本概念

4.7.2 段式虚拟存储器

4.7.3 页式虚拟存储器

4.7.4 段页式虚拟存储器

4.7.5 快表TLB

 4.8 辅助存储器介绍

4.8.1 辅存概述

4.8.2 磁记录原理与记录方式

4.8.3 硬磁盘存储器与磁盘阵列

4.8.4 磁带存储器

4.8.5 光盘存储器

 本章小结

 习题4

第5章 指令系统

 5.1 指令格式

5.1.1 指令的基本格式

5.1.2 定长操作码与扩展操作码

5.1.3 指令字长

 5.2 操作数类型和操作类型

5.2.1 操作数类型

5.2.2 数据在存储器中的存放方式

5.2.3 操作类型

5.2.4 Pentium机器数据类型和操作类型

 5.3 指令的寻址方式

5.3.1 指令寻址

5.3.2 数据寻址

 5.4 CISC与RISC技术

5.4.1 指令系统的发展

5.4.2 RISC的特点

 5.5 指令格式举例

5.5.1 设计指令格式应考虑的因素

5.5.2 指令格式举例

 本章小结

 习题五

第6章 CPU的功能与结构

 6.1 CPU的功能

 6.2 CPU的基本结构

6.2.1 CPU的结构框图

6.2.2 CPU的寄存器结构

6.2.3 控制单元与中断系统

6.2.4 CPU内部数据通路

 6.3 CPU的外部特性

6.3.1 8086的引脚定义

6.3.2 80386的引脚定义

 本章小结

 习题6

第7章 控制单元CU

 7.1 控制器的功能与组成

7.1.1 控制器的功能

7.1.2 控制器的组成

 7.2 指令周期与多级时序系统

7.2.1 指令周期的概念

7.2.2 多级时序系统

7.2.3 多级时序系统举例

 7.3 指令的执行过程

 7.4 控制方式

 7.5 指令流水线

 7.6 动态流水线的基本概念

 7.7 超标量的基本概念

 7.8 CPU举例

7.8.1 RISC的CPU结构

7.8.2 RISC的编译优化

 本章小结

 习题7

第8章 控制单元的设计

 8.1 硬布线控制器设计

8.1.1 硬布线控制的基本方法

8.1.2 硬布线控制器的组成

8.1.3 硬布线控制器的设计

 8.2 微程序控制器设计

8.2.1 微程序设计思想的产生

8.2.2 微程序控制的基本原理

8.2.3 微指令的编码方式

8.2.4 微地址的形成方式

8.2.5 微指令格式及执行方式

 本章小结

 习题8

第9章 系统总线

 9.1 总线概述

9.1.1 总线的基本概念

9.1.2 总线的分类

 9.2 总线的组成与连接方式

9.2.1 总线的基本组成

9.2.2 总线的基本连接方式

 9.3 总线特性与性能指标

9.3.1 总线特性

9.3.2 总线性能指标

 9.4 总线仲裁与总线操作

9.4.1 总线仲裁

9.4.2 总线操作

 9.5 总线标准举例

 本章小结

 习题9

第10章 输入输出系统

 10.1 输入输出系统基本概念

10.1.1 输入输出系统的发展概况

10.1.2 输入输出系统的组成

10.1.3 I／O设备与主机的联系方式

10.1.4 I／O与主机信息传送的控制方式

 10.2 外部设备举例

10.2.1 输入设备

10.2.2 输出设备

 10.3 I／O接口

10.3.1 概述

10.3.2 接口的功能和基本结构

10.3.3 接口类型

10.3.4 I／O端口及其编址

 10.4 程序查询方式

10.4.1 程序查询流程

10.4.2 程序查询方式的接口电路

 10.5 程序中断方式

10.5.1 中断的基本概念

10.5.2 中断的响应、处理过程

10.5.3 多重中断处理

10.5.4 程序中断方式的接口电路

10.5.5 中断控制器举例

 10.6 DMA方式

10.6.1 DMA方式的特点

10.6.2 DMA控制器的功能和组成

10.6.3 DMA传送过程

 10.7 通道方式

 10.8 外设接口举例

 本章小结

 习题10

附录1 阵列乘法器与阵列除法器

附录2 74181与AM2901

附录3 相联存储器

附录4 MAX+plus II软件

附录5 VHDL语言

参考文献