本书对“计算机组成原理”和“计算机体系结构”两门高等院校计算机科学与技术学科课程内容进行了有机的融合，既与课程体系的纵向整合、建立“学科基础课程群”的理念相适应，又可较好地适应高校缩减学分、学时的需求。本书采用自顶向下的分析方法，从计算机整体结构框架入手，由表及里，由浅入深，层层细化，逐步深入到计算机的内核，论述了冯·诺依曼结构计算机的组成结构、实现方式及整机的工作原理，提升计算机性能的技术，性能模型及评价方法。全书讲解了系统互连结构、存储系统、外围设备、输入输出系统、信息表示、运算方法与运算器、指令系统、CPU的结构与功能、控制器的功能与设计、指令流水线、并行计算机系统、多处理机系统、计算机性能量化评价方法等内容。
本书采用自顶向下的分析方法，从计算机整体结构框架入手，由表及里，由浅入深，层层细化，逐步深入到计算机的内核，论述了冯·诺依曼结构计算机系统的内部组成和整机的工作原理，提升计算机性能的技术，性能模型及评价方法。
何欣枫，副教授，现任职于河北大学网络空间安全与计算机学院，信息安全系主任，主讲计算学科导论、计算机组成与体系结构、编译原理、安全协议理论等。宋鑫，讲师，任职于河北大学网络空间安全与计算机学院，主讲计算机组成原理和计算机体系结构十余年，承担相关省级、校级教改课题4项。参与国家基金、省基金、省科技计划项目6项。谢博鋆，讲师，现任职于河北大学数学与信息科学学院软件工程系，主讲计算机组成原理、微机接口等。李继民，教授，中国计算机学会高级会员，数学与计算机学院计算机科学与技术系副主任。主讲的计算机组成原理为河北大学精品课程。主持或参加完成多项省自然基金、省攻关计划、教育厅科研计划和应用课题，取得多项科研成果。
第1章 计算机系统概述1.1 计算机系统简介1.2 计算机体系结构、组成与实现1.3 计算机系统的分类1.4 现代计算机的体系结构1.5 计算机系统的组织小结习题第2章 系统互连结构2.1 计算机系统互连结构2.2 总线的概念和结构形态2.3 总线设计要素2.4 PCI总线2.5 固定连接和可重构连接2.6 交换式互连结构小结习题第3章 存储系统3.1 存储器的特性与分类3.2 存储层次3.3 半导体存储器的组织3.4 半导体随机存储器3.5 半导体只读存储器3.6 存储器与CPU连接3.7 内存模块3.8 高速缓冲存储器3.9 虚拟存储器小结习题第4章 外围设备4.1 概述4.2 典型输入设备4.3 典型输出设备4.4 外部存储器4.5 网络存储器小结习题第5章 输入输出系统5.1 外设接口原理5.2 外设接口具体实例5.3 程序查询5.4 程序中断5.5 DMA5.6 通道方式小结习题第6章 信息表示6.1 信息的二值化6.2 数值数据的表示6.3 文字信息的表示6.4 其他信息的表示6.5 校验码小结习题第7章 运算方法与运算器7.1 定点加减法运算方法及实现7.2 定点乘法运算方法及实现7.3 定点除法运算方法及实现7.4 逻辑运算7.5 算术逻辑部件7.6 定点运算器的组成7.7 浮点运算及浮点运算器小结习题第8章 指令系统8.1 指令系统的发展与性能要求8.2 机器指令的设计要8.3 指令和操作数的寻址方式8.4 RISC与CISC8.5 x86、ARM和RISC-V汇编语言简介小结习题第9章 CPU的结构与功能9.1 CPU的组织9.2 CPU的寄存器组织9.3 控制器组织9.4 时序产生器组织9.5 Pentium处理器9.6 x86、ARM和RISC-V的寄存器组织9.7 x86、ARM、RISC-V和MIPS的架构比较小结习题第10章 控制器的功能与设计10.1 控制器的功能10.2 模型机的设计8.2.1 机器指令格式23210.3 硬布线控制器10.4 微程序控制器原理10.5 模型机微程序控制器设计小结习题第11章 指令流水线11.1 时间重叠11.2 流水线的分类及性能指标11.3 指令相关和流水线冲突11.4 非线性流水线及调度方法11.5 蜂鸟E200流水线结构与冲突小结习题第12章 并行计算系统12.1 计算机体系结构的Flynn分类12.2 指令级并行12.3 超标量与超流水线12.4 静态多发射——VLIW方法12.5 多核心技术小结习题第13章 多处理机系统13.1 并行计算机结构模型13.2 并行计算机的访存模型13.3 主流并行计算机系统13.4 高性能计算机小结习题第14章 计算机性能量化评价方法14.1 基本性能指标计算14.2 性能计算模型14.3 性能定律和可扩展性评价14.4 基准测试程序小结习题
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