计算机组织：原理、分析与设计

3.5 组合逻辑线路的动态特性
3.6 MSI组合电路模块
3.7 可编程逻辑器件
3.8 小结
习题
第4章 时序线路的逻辑设计
4.1 时序线路的普遍模型
4.2 触发器
4.3 时序逻辑线路的分析
4.4 时序逻辑线路的综合
4.5 MSI时序线路模块
4.6 有限状态机的设计
4.7 小结
习题..
第5章 算术逻辑单元
5.1 冯·诺依曼计算机模型
5.2 并行快速加法器
5.3 一个商售ALU芯片设计的分析
5.4 算术逻辑单元的设计方法
5.5 ALU中配备移位器
5.6 小结
习题
第6章 复杂算术操作
6.1 单精度乘法
6.2 双倍精度乘法
6.3 单精度除法
6.4 浮点操作
6.5 小结
习题
第7章 指令系统结构
7.1 指令格式
7.2 寻址方式
7.3 指令系统设计
7.4 精简指令系统计算机(RISC)
7.5 小结
习题
第8章 中央处理器
8.1 中央处理器的功能和功能部件
8.2 CPU的基本组织
8.3 基于累加器的CPU的构造
8.4 基于通用寄存器的CPU的构造
8.5 CPU位片器——实例研究
8.6 小结
习题
第9章 控制器
9.1 控制器的功能和一般组织
9.2 控制线路设计初步
9.3 算术操作串行控制的设计
9.4 一个简单计算机的硬联控制的设计
9.5 一个简单计算机微程序控制的设计
9.6 小结
习题
第10章 主级存储器
10.1 存储器层次结构
10.2 主存储器的组织
10.3 性能优化的RAM技术
10.4 高速缓存
10.5 主级存储总体组织
10.6 小结
习题
第11章 输入输出
11.1 I/O子系统的功能和特点
11.2 次级存储器
11.3 输入输出访问
11.4 异常事件和异常事件处理
11.5 I/O接口
11.6 串行I/O数据通信
11.7 总线标准
11.8 小结
习题
第12章 流水线
12.1 流水线的基本要领
12.2 流水线的一般组织
12.3 通过函数分解设计流水线
12.4 从冒险分析设计流水线数据路径
12.5 超标量处理机
12.6 小结
习题...
略语表
参考文献

.　　关于本书涵盖范围的详细情况，请见每一章小结的内容。
　　本书的使用..
　　本书是在作者们讲授计算机科学专业课程“计算机组织概论”经验的基础上写成的。一般而言，像我们这样的计算机科学专业，其课程体系中没有一门关于数字逻辑的专门课程，但可能会有一门被称为“计算机系统”的课程。这门课程可能包括某些数字逻辑的概念，但主要讲授汇编语言程序设计，至少会讲授汇编语言的基本概念作为计算机系统层次的重要一级。因此本书不讲授一种特定的汇编语言并让学生实际练习程序设计，但是我们仍列入一章“指令系统结构”,集中讲授与计算机组织紧密相关的一些课题（例如指令形式、变址方式和指令系统设计）。因而本书不强调汇编语言，而强调数字逻辑，并且我们处理数字逻辑的教学材料是从实际的观点出发的，即强调它对计算机线路和部件设计基础的重要性。学生应从介绍数字逻辑的两章（第3章和第4章）学习这些线路和部件的分析和设计方法。如果条件（资源和课程进度计划）允许，他们还可以使用模拟软件来实现和测试这些线路和部件。这样的实际动手经验会给学生奠定扎实的基础，去学习以后各章在计算机功能部件一级进行计算机设计的有关内容。
　　本书的副标题强调计算机组织的分析与设计。但是，我们并不是企图教会学生设计能作为商品的实际计算机。我们的目的只是为了让学生根据本书所叙述的方法，通过分析和设计加深对计算机组织的了解。因此，本书并不强调商品处理机的典型研究，因为它们过于复杂，可能会妨碍学生学习基本层次设计方法。我们的意图仍然是教会学生设计现代计算机的概念和技术，但我们使用实际计算机的简化版本作为例子，从高层的指令系统一级直到基础层的逻辑线路级和微程序级来说明计算机的数据路径和控制器的设计方法。这样“从动手中学习”，学生不但能设计简单的处理机，并且能利用适当的模拟软件在个人计算机上去实现一个“真实的”工作模型。我们的教学经验表明这一学习方法对于计算机科学专业的学生是有效的。他们不需学习额外的硬件课程而学到现代化计算机的内部工作原理。
　　为了针对不同专业的不同课程体系使用本书，我们按照讲授一个学期计算机组织课程的安排做下列建议：
　　对于未学过数字逻辑课的学生：
　　A.讲授范围可包括除第12章以外的所有各章，但某些讲授专题的节次可以跳过去，例如：逻辑线路的动态特性（3.5节），有限状态机的设计（4.6节），双精度算术运算（6.2节和6.4节），中央处理器位片器件（8.5节），查错和纠错代码（11.6.2节），以及除PCI以外的总线标准（11.7.2～11.7.5节）。
　　B.为了能在（15周的）一个学期课程中容纳本书的基本内容，每一章可以着重讲授下列基本选题：二进制补码和操作（2.3.2节和2.4.2节），组合逻辑线路在加法器以及中集成度（MSI）器件上的设计与实现（3.1～3.4节,3.6节），带时钟脉冲的时序逻辑线路在计数器和MSI器件上的设计与实现（4.2～4.5节），算术逻辑单元的设计与实现（5.2节、5.3节、5.4.1节、5.4.2节和5.5.2节），浮点运算（6.5节），指令形式与寻址方式（7.1节和7.2节），基于累加器和通用寄存器组的中央处理器（8.3.1节和8.4节），根据基本指令周期设计操作表和微程序流程图（9.4.1～9.4.3节以及9.5.3～9.5.4节），存储层次结构和主存储器（10.1节和10.2节），以及输入输出访问和接口（11.3～11.5节）。
　　对于学过数字逻辑的学生：
　　C.可以讲授或要求学生自学第3章和第4章（3.3～3.5节和4.3～4.5节）的设计例题以求复习一些选题。这样便可能讲授上述A项中列为可选或高等的课题以及第12章的流水线。
　　D.讲授上述B项中列为常规的课题便可以强调设计以及在逻辑线路级上的实现。如果可能，还应配合实验环节。
　　致谢
　　我们谨向在本书写作过程中提供鼓励、支持和帮助的人们表示感谢。我们特别感谢ChristopherW.Hatfield博士帮助校阅全书原稿，并进行文字加工以求表述更为清晰。我们衷心感谢清华大学出版社及其总编和责任编辑们的远见共识，得以倡导和支持本书的出版。
　　我们感谢美国Fresno加州州立大学计算机科学系系主任Henderson Yeung博士对本书写作一贯的支持，还感谢我们学校的学生集体，他们在本书早期版本的多年课堂试教过程中为我们奠定了重要的试验和改进的基础。...
　　由于我们教学工作比较繁忙，写作时间比较仓促，本书的初版无疑会有一些缺点和错误。我们欢迎读者提出宝贵意见和指正书中的错误。