计算机硬件系统设计原理(面向工程教育的本科计算机类专业系列教材)

刘子良、徐高潮、齐红、申铉京、魏晓辉等编著 的《计算机硬件系统设计原理》根据 提出的“ 基础学科拔尖学生培养试验计划(珠峰计划)”和“卓 越工程师培养计划”编写而成。它将以往的“微型计 算机技术及应”“计算机组成原理”“计算机系统结 构”“并行处理”和“精简指令集计算机(RISC)”等 课程，从计算机系统硬件设计的角度出发，沿着单机 指令串行执行→重叠→流水线、线性流水线→非线性 流水线、指令的有序执行→乱序执行、单机→多核→ 多机系统、冯·诺依曼体系→非冯·诺依曼体系的脉 络，有机地结合在一起，科学地、系统地、定量地揭 示当代计算机的本质特征，运用到当前计算机系统设 计问题中去。 全书共10章，包括计算机设计史简介、数学语言 与计算机部件间的映像关系、运算方法采用与运算器 设计、指令集结构设计、存储器系统设计、控制器设 计、流水线控制技术、输入/输出系统设计、多处理 机、其他设计思想简介。 本书可作为高等学校计算机科学与技术专业本科 生的教材，也可作为教师的教学参考书。

第1章 计算机设计史简介 1.1 自动计算发展史 1.2 从ENIAC到冯·诺依曼体系 1.2.1 ENIAC 1.2.2 冯·诺依曼体系 1.3 系列机与兼容机技术 1.4 层次技术 1.5 多层计算机 1.5.1 现代多层计算机每层的研究对象及层次间的关系 1.5.2 多层计算机的演化 1.6 虚拟机技术 1.7 从单机到多机系统 习题1 第2章 数学语言与计算机部件间的映像关系 2.1 一个实际数引入计算机所面临的问题 2.1.1 机器中如何表示符号 2.1.2 数码处理方案 2.1.3 小数点的处理：定点与浮点 2.1.4 一个实际数在机器中的数值化表示 2.2 有符号整数在机器内的表示 2.2.1 为什么会想到采用2的补码表示 2.2.2 用数学抽象方法探索其中奥妙 2.2.3 计算机中曾采用过1的补码表示 2.2.4 原码表示的评说 2.3 无符号整数在机器内的表示 2.4 有/无符号整数在机器内的存放 2.5 实数在机器内的表示 2.5.1 实数、浮点数表示两者之间存在的差异 2.5.2 IEEE754标准与以往浮点运算之区别 2.6 变量在机器内的表示 2.7 字符串数据在机器内的表示 2.7.1 Big—endian和Little—endian分配 2.7.2 具有定长结点的连接表表示法 2.7.3 块链结构 2.8 布尔值数据在机器内的表示 2.9 向量数据在机器内的表示 2.10 算术表达式在机器内的表示与软、硬件接口 2.10.1 算术表达式的机内表示 2.10.2 软、硬件接口 习题2 第3章 运算方法采用与运算器设计 3.1 加减运算及实现线路 3.1.1 补码加减法算法 3.1.2 补码加减运算器设计 3.2 数值运算中的溢出处理问题 3.2.1 带符号数溢出处理 3.2.2 无符号整数溢出处理方案 3.2.3 高级语言对溢出的处理 3.3 加法器逻辑结构的改进 3.3.1 影响速度的原因 …… 第4章 指令集结构设计 第5章 存储器系统设计 第6章 控制器设计 第7章 流水线控制设计 第8章 输入/输出(I/O)系统 第9章 多处理机 第10章 其他设计思想简介 主要参考文献