計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導/清華大學計算機係列教材 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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王愛英，楊蔚明 著

圖書標籤:

• 計算機組成原理
• 計算機體係結構
• 匯編語言
• 數字邏輯
• CPU設計
• 計算機係統
• 清華大學
• 教材
• 習題詳解
• 實驗指導

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302329763

版次：5

商品編碼：11382141

品牌：清華大學

包裝：平裝

叢書名： 清華大學計算機係列教材

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：222

字數：356000

正文語種：中文

內容簡介

　　《計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導/清華大學計算機係列教材》是配閤清華大學係列教材《計算機組成與結構（第5版）》而編寫的習題詳解、實驗和CPU設計指導。全書共分兩部分：第一部分是為《計算機組成與結構（第5版）》各章編寫的習題集及其參考解答；第二部分是計算機的硬件實驗與測試方法，是根據作者多年來的教學和科研工作經驗編寫的。
　　《計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導/清華大學計算機係列教材》可作為計算機專業和其他相關專業的計算機原理課程的補充教材或課外閱讀資料，也可供計算機硬件的設計、製造和維修工程技術人員閱讀和參考。

內頁插圖

目錄

第一部分 習題和解答
第1章 計算機係統概論
第2章 計算機的邏輯部件
第3章 運算方法和運算部件
第4章 主存儲器
第5章 指令係統
第6章 中央處理器
第7章 存儲係統
第8章 輔助存儲器
第9章 輸入輸齣（I/O）設備
第10章 輸入輸齣（I/O）係統
第11章 計算機係統和基於互聯網的應用
第12章 計算機係統硬件技術的發展及其實施基礎

第二部分 實驗、設計與測試
第13章 計算機硬件實驗概述
第14章 計算機的硬件實驗、設計與測試技術（以硬件基礎為主）
14.1 實驗裝置
14.1.1 控製闆上安裝的元件
14.1.2 實驗裝置上安裝的電路以及測試儀器的使用方法
14.2 實驗內容的設計
14.2.1 部件實驗
14.2.2 整機實驗和CPU設計
14.3 計算機的測試、診斷和穩定性考驗
14.3.1 測試、診斷和穩定性考驗
14.3.2 為整機實驗或計算機測試準備的輔助軟件
小結
第15章 計算機設計與測試技術（VHDL和相關的EDA工具）
15.1 硬件描述語言VHDL和相關的電子設計自動化EDA工具簡介
15.2 VHDL的基本使用規則
15.2.1 對象、數據類型和運算符
15.2.2 VHDL中使用的語句
15.2.3 設計舉例——通用寄存器組的設計
15.3 CPU模型設計舉例
小結
參考文獻

前言/序言

《深入理解計算機係統：計算機組成與體係結構》 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的計算機係統知識體係，從底層原理到實際應用，層層剖析計算機的運作機製。我們不僅僅局限於理論的講解，更注重引導讀者動手實踐，理解計算機硬件與軟件是如何協同工作的。 核心內容： 數據錶示與處理： 深入探討計算機如何錶示和處理數據，包括整數、浮點數的編碼方式，以及位運算、邏輯運算和算術運算的底層實現。讀者將瞭解這些基本操作如何影響程序性能和數據的準確性。 指令集體係結構（ISA）： 揭示CPU執行指令的奧秘。我們將詳細介紹不同指令集架構（如x86-64）的指令格式、尋址模式以及指令的執行流程。通過理解ISA，讀者能夠更好地把握匯編語言的精髓，並理解高級語言編譯後生成的機器碼。 處理器設計與流水綫： 帶領讀者走進CPU的設計殿堂。我們將講解CPU的基本結構，如算術邏輯單元（ALU）、寄存器文件和控製單元。重點將放在流水綫技術上，分析其工作原理、性能提升優勢以及可能齣現的衝突和解決方法，從而理解現代高性能處理器的設計思想。 存儲器係統： 詳細闡述計算機存儲器的層次結構，從CPU內部的寄存器，到高速緩存（Cache），再到主存（RAM）和外存（如硬盤）。我們將深入講解緩存的工作原理，包括命中與未命中、寫策略等，幫助讀者理解存儲器訪問延遲如何影響程序性能，以及如何通過優化數據訪問模式來提高效率。 I/O係統與中斷： 探討輸入/輸齣設備如何與CPU進行交互。我們將介紹各種I/O接口技術、總綫結構以及中斷機製。讀者將理解中斷是如何工作的，以及它在實現高效I/O操作和多任務處理中的關鍵作用。 虛擬存儲器： 解釋虛擬存儲器這一強大的抽象機製。我們將剖析頁錶、地址翻譯、頁麵置換算法等核心概念，以及它們如何為程序提供獨立的地址空間，並有效地管理物理存儲器。 鏈接與加載： 闡述程序在執行前所經曆的鏈接和加載過程。讀者將瞭解編譯器、匯編器、鏈接器和加載器的作用，理解目標文件、可重定位文件和可執行文件的格式，以及它們如何組閤成一個可運行的程序。 係統級I/O： 引導讀者掌握基本的係統級I/O編程。我們將介紹文件I/O、進程間通信（IPC）等基礎概念，並通過實際編程示例，幫助讀者理解如何在程序中進行標準的文件讀寫和進程間的數據交換。 並發與並行： 探討計算機係統的並發與並行執行。我們將介紹綫程、進程的概念，以及它們之間的區彆與聯係。讀者將學習如何編寫並發程序，處理共享數據帶來的挑戰，並理解多核處理器如何實現並行計算。 學習方法： 本書強調理論與實踐相結閤的學習模式。每一章節都配有精心設計的課後習題，旨在鞏固和深化讀者對概念的理解。此外，書中的實驗部分將引導讀者親手搭建和調試簡單的CPU模型，實現基本的指令執行，並探索不同設計對性能的影響。通過這些實踐，讀者將獲得寶貴的硬件設計和調試經驗。 目標讀者： 本書適閤計算機科學、軟件工程、電子工程等相關專業的本科生、研究生，以及對計算機係統底層原理感興趣的軟件開發者、係統工程師等。 本書特點： 係統性： 覆蓋計算機組成與體係結構的核心知識點，形成完整的知識體係。 深度與廣度並存： 既有對基本概念的深入剖析，也涵蓋瞭現代計算機係統中的關鍵技術。 實踐導嚮： 通過習題和實驗，鼓勵讀者動手實踐，將理論知識轉化為實際操作能力。 清晰易懂： 語言簡潔明瞭，邏輯清晰，力求讓讀者輕鬆掌握復雜概念。 通過學習本書，讀者將不僅能夠理解計算機是如何工作的，更能培養齣解決復雜係統問題的能力，為未來深入學習和開發打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

對於我這種非計算機專業背景，卻對計算機底層原理有著濃厚興趣的讀者來說，找到一本既能係統講解基礎知識，又能提供實踐指導的書籍，一直是一個不小的挑戰。很多書籍要麼過於偏重理論，要麼過於偏重某一特定領域，很難找到一本能夠全麵覆蓋，並且講解深入淺齣的。這本《計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導》恰好滿足瞭我的需求。首先，它在習題詳解部分做得非常到位，對於那些難以理解的理論知識點，通過題目中的具體應用，能夠獲得更直觀的認識。例如，書中關於內存層次結構的學習，通過一道道關於緩存命中率、缺頁中斷處理的題目，讓我對內存的讀寫過程以及效率的考量有瞭更深刻的理解。其次，實驗部分的設計非常貼心，它提供瞭詳細的操作步驟和代碼示例，即使是初學者也能逐步完成一個簡單的CPU搭建。我曾經嘗試過自己設計一個簡單的纍加器，但是在理解指令的執行順序和控製信號的産生方麵遇到瞭很大的睏難，而這本書中的實驗恰好彌補瞭這一方麵的不足。最讓我驚喜的是CPU設計指導部分，它從更高層麵上闡述瞭CPU設計的思路和方法，讓我瞭解到不僅僅是如何實現一個CPU，更是如何去設計一個高效、可靠的CPU。這本書就像一位經驗豐富的導師，在我探索計算機底層世界的道路上，給瞭我最可靠的指引。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，無疑給那些在計算機底層原理探索道路上感到迷茫的學子們帶來瞭福音。我是一名即將步入大三的學生，在學習瞭《計算機組成原理》課程後，對於書中那些抽象的概念，如流水綫、緩存一緻性、指令集架構等，總是難以形成一個清晰、連貫的整體認識。盡管課堂上老師們盡力講解，但課後復習時，麵對大量的細節和各種指令的格式、時序，常常感到力不從心。特彆是當涉及到一些性能優化的策略時，如果沒有實際的案例和具體的代碼實現作為支撐，很難真正理解其背後的邏輯和效果。而這本書的齣現，恰好填補瞭這一空白。它的習題詳解部分，不僅僅是簡單地給齣答案，更是對每一個解題思路進行瞭深入的剖析，從最基本的邏輯門電路，到復雜的CPU流水綫模型，再到內存管理單元的設計，每一個步驟都娓娓道來，讓你仿佛置身於一個思維的迷宮中，而這本書就是那個指引你走齣迷宮的羅盤。我尤其喜歡其中關於中斷處理和I/O接口設計的章節，書中通過詳細的圖示和代碼示例，將那些枯燥的硬件交互過程變得生動形象，讓我終於理解瞭CPU是如何與外部設備進行高效通信的。實驗指導部分更是讓人眼前一亮，它將理論知識與實踐操作緊密結閤，通過一步步的引導，讓你親手搭建一個簡單的CPU模型，從最基礎的邏輯門開始，逐漸完成ALU、寄存器組、控製器等關鍵模塊的構建，這種“從零開始”的學習體驗，是任何教科書都無法比擬的。通過這些實驗，我不僅鞏固瞭書本上的知識，更培養瞭獨立解決問題的能力，這種成就感是難以言喻的。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，這本書最令人稱道之處在於其對“CPU設計指導”這一部分的詳盡闡述。許多傳統的計算機組成原理書籍，往往止步於對現有CPU結構的講解，而很少深入到CPU的設計流程和方法論。這本書卻截然不同，它以一種循序漸進的方式，帶領讀者從最底層的邏輯門電路齣發，一步步構建一個功能完整的CPU。作者並非僅僅羅列設計步驟，而是深入解釋瞭每一個模塊的設計原理、決策依據以及可能遇到的挑戰。例如，在講解指令譯碼器的設計時，書中不僅僅給齣瞭多種實現方案，還對比瞭它們的優劣，並詳細說明瞭在實際設計中會如何權衡取捨，這對於理解CPU設計的復雜性和精妙之處至關重要。此外，書中還探討瞭如何進行流水綫的設計，如何優化指令衝突，以及如何處理分支預測等高級話題。這些內容對於想要深入瞭解CPU內部運作機製，甚至有誌於從事CPU設計工作的讀者來說，無疑是寶貴的財富。我特彆欣賞書中對於硬件描述語言（HDL）的運用，它通過實際的Verilog或VHDL代碼示例，將抽象的設計理念轉化為可執行的指令，讓讀者能夠直觀地感受到設計過程，並能夠通過仿真來驗證自己的設計。這種理論與實踐的深度融閤，使得學習過程不再是枯燥的記憶，而是充滿探索和創造的樂趣。這本書讓我看到瞭計算機硬件的無限可能，也激發瞭我對微處理器設計更深層次的興趣。

評分☆☆☆☆☆

我一直在尋找一本能夠幫助我從“使用者”思維模式轉變為“設計者”思維模式的書籍，尤其是在計算機組成原理這個領域。大多數教科書傾嚮於講解“是什麼”，而很少深入探討“為什麼”以及“如何設計”。這本書在這方麵做得尤為齣色。它的習題詳解部分，不僅僅是枯燥的解題過程，更是對每一個概念的深入挖掘和應用。例如，在講解存儲器層級結構時，書中通過一係列題目，引導讀者去理解緩存的替換策略、寫迴策略等，並分析不同策略對性能的影響。這讓我不再僅僅停留在“知道有緩存”的層麵，而是開始思考“如何設計一個更好的緩存”。實驗部分，則更是將理論付諸實踐。我通過書中的指導，成功地在FPGA上實現瞭一個能夠執行簡單指令集的CPU。這個過程讓我深刻體會到瞭硬件設計中的挑戰，比如時序約束、信號同步等，也讓我對CPU設計有瞭更直觀的感受。CPU設計指導部分，更是將整個CPU設計過程進行瞭係統化的梳理，從指令集架構的選擇，到流水綫的設計，再到控製單元的實現，都進行瞭詳細的闡述。這本書讓我看到瞭計算機體係結構設計的深度和廣度，也激發瞭我進一步探索這個領域的興趣。

評分☆☆☆☆☆

在學習計算機組成原理的過程中，我常常感到理論知識與實際應用之間存在一道鴻溝。教科書上的概念和公式，雖然重要，但如果缺乏實際的案例和實踐的支撐，就很容易變得空洞。這本《計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導》就像一座橋梁，有效地連接瞭理論與實踐。我尤其贊賞它的習題詳解部分，它通過對每一道習題的深入剖析，將抽象的理論知識應用到具體的場景中。例如，在講解並行處理和多處理器架構時，書中通過一係列問題，引導讀者去思考如何分配任務、如何處理數據共享，以及如何保證一緻性。這些問題不僅僅是考察知識點，更是培養瞭一種解決實際問題的能力。實驗部分，則提供瞭寶貴的實踐機會。通過在硬件平颱上實現一個簡單的CPU，我不僅鞏固瞭書本上的知識，更培養瞭獨立解決問題的能力。我深刻體會到，理論的掌握固然重要，但隻有通過實踐，纔能真正理解和掌握這些知識。CPU設計指導部分，更是將整個CPU設計過程進行瞭係統化的講解，從指令集的設計到具體硬件模塊的實現，都進行瞭詳細的闡述，這讓我對CPU的設計有瞭更深刻的認識，也激發瞭我對未來深入研究的興趣。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣現，對於許多在大學本科階段學習計算機組成原理課程的學生來說，無疑是一場及時雨。我身邊許多同學都反映，在理解那些復雜的硬件抽象模型時，常常感到力不從心，尤其是在麵對那些龐大的指令集和繁雜的時序邏輯時。這本教材的習題詳解部分，就如同一個耐心細緻的輔導老師，能夠將那些晦澀難懂的概念，通過一道道精選的習題，一一化解。它不僅僅是給齣答案，更重要的是，它詳細剖析瞭每道題的解題思路，從最基礎的邏輯推理，到更深層次的性能分析，都力求讓讀者能夠理解背後的原理。我特彆喜歡書中關於流水綫設計的習題，它們幫助我理解瞭在多級流水綫中，如何處理指令間的依賴關係，如何通過各種優化技術來提高指令吞吐量。而實驗部分，更是將理論知識升華為實踐技能。通過在FPGA平颱上實現一個簡單的CPU，我能夠親身感受到指令的執行流程，理解CPU內部各個模塊是如何協同工作的。這種“動手實踐”的學習方式，比單純地閱讀教材能夠獲得更深刻的理解。CPU設計指導部分，更是為那些有誌於深入研究計算機體係結構的學生提供瞭寶貴的參考，它揭示瞭CPU設計背後的邏輯和藝術，讓我對未來的學習方嚮有瞭更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

當我剛開始接觸計算機體係結構這門課程時，最大的睏擾便是那些看似獨立卻又相互關聯的硬件概念。例如，指令集架構（ISA）究竟是如何影響CPU性能的？緩存的工作原理到底是什麼？這些抽象的概念，在教科書中往往需要大量的篇幅去闡述，而且如果沒有足夠的圖示和例子，很難真正理解。這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅僅是對知識點的簡單羅列，更重要的是，它通過大量的習題詳解，將抽象的概念具體化。每一道習題的解析都力求透徹，從最基礎的邏輯推理到復雜的性能分析，都一一展現在讀者麵前。我尤其喜歡書中對於指令流水綫中各種衝突（結構衝突、數據衝突、控製衝突）的解析，以及如何通過各種技術（如轉發、氣泡插入、分支預測）來解決這些衝突。這些內容對於理解現代高性能CPU的設計至關重要。此外，實驗指導部分也為我提供瞭寶貴的實踐機會。通過在FPGA平颱上實現一個簡單的CPU，我能夠親身體驗到指令的執行過程，感受到不同設計決策對性能的影響。這種“做中學”的方式，比單純地閱讀理論知識要深刻得多。這本書讓我從一個被動的知識接收者，變成瞭一個主動的探索者，對於我未來的學習和職業發展都將産生深遠的影響。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是，它真正地將“理解”而非“記憶”作為學習的核心。在學習過程中，我常常會遇到一些概念，比如虛擬內存、中斷嚮量錶等，這些概念在其他教材中可能隻是簡單地陳述其功能，而這本書則通過大量的習題詳解，引導我去理解其背後的工作原理和設計哲學。舉個例子，在處理中斷時，書中通過詳細的習題，讓我去理解中斷發生時CPU是如何響應的，CPU如何保存當前狀態，如何跳轉到中斷服務程序，以及中斷處理完成後如何恢復現場。這個過程比單純記憶中斷的幾個步驟要深刻得多。實驗部分，更是將理論知識轉化為可觸摸的現實。通過親手在FPGA上實現一個簡單的CPU，我能夠直觀地看到指令是如何被取指、譯碼、執行的。這種“動手實踐”的學習體驗，讓我對CPU的工作流程有瞭更深刻的理解，也讓我對硬件設計的復雜性和精妙之處有瞭更深的體會。CPU設計指導部分，更是為我提供瞭一個完整的CPU設計框架，讓我瞭解從指令集的設計到邏輯電路的實現，整個過程是怎樣的。這本書讓我不再滿足於被動地接受知識，而是開始主動地去思考，去探索，去創造。

評分☆☆☆☆☆

作為一名研一的學生，我一直在尋找一本能夠幫助我深入理解計算機體係結構，並能指導我進行實際硬件設計的參考書。市麵上相關的書籍琳琅滿目，但很多要麼過於理論化，要麼過於淺顯，很難滿足我這種既想打牢基礎又希望有所實踐的需求。偶然的機會，我翻閱瞭這本《計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導》，頓時眼前一亮。這本書的結構設計非常閤理，它首先從基礎的邏輯門電路開始，逐步深入到CPU的各個核心組件，如ALU、寄存器堆、控製器等，並詳細講解瞭它們的實現原理和設計要點。而其最大的亮點，在於“CPU設計指導”這一部分。作者沒有迴避實際設計中遇到的各種挑戰，而是通過生動的案例，深入淺齣地講解瞭如何進行指令集架構的設計、如何實現指令流水綫、如何處理緩存一緻性等關鍵問題。書中的習題詳解部分更是錦上添花，它不僅僅提供瞭答案，更重要的是解釋瞭解決問題的思路和方法，能夠幫助讀者鞏固所學知識，並舉一反三。實驗指導部分也非常實用，它通過一步步的引導，讓讀者能夠親手搭建一個簡易的CPU模型，這對於理解CPU的內部工作原理具有極大的幫助。總而言之，這本書是一本集理論、實踐、設計指導於一體的優秀教材，對於任何想要深入理解計算機體係結構，特彆是對CPU設計感興趣的讀者來說，都是一本不可多得的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對計算機底層技術充滿好奇心的技術愛好者，我一直緻力於尋找一本能夠係統性講解計算機組成原理，並能提供實踐指導的書籍。市麵上確實有很多相關的書籍，但往往內容過於學術化，或者過於麵嚮工程實踐，很難找到一本能夠很好地平衡理論與實踐，並且深入淺齣的。這本《計算機組成與結構（第5版）習題詳解、實驗和CPU設計指導》恰好填補瞭這一空白。它的習題詳解部分，對於我這種喜歡通過題目來加深理解的學習者來說，簡直是福音。每一道題目都設計得非常精巧，能夠有效地檢驗和鞏固書中講授的理論知識。特彆是對於那些關於CPU性能優化、指令集設計的題目，在解題過程中，我能夠更加清晰地理解各種設計決策背後的權衡和考量。實驗指導部分更是讓我眼前一亮，它提供瞭一套完整的實驗流程，從搭建開發環境到編寫和調試HDL代碼，都進行瞭詳細的說明。我通過這些實驗，親手實現瞭一些CPU的核心模塊，這極大地加深瞭我對CPU內部工作原理的理解。CPU設計指導部分，更是為我打開瞭一扇新的大門，讓我瞭解到如何從零開始設計一個CPU，以及在設計過程中需要考慮的各種因素，這對於我日後的深入研究非常有價值。

評分☆☆☆☆☆

教育智慧求妙點.從知識到能力，從情感到智慧，教育逐步進入它的最佳境界。教育智慧錶現為對教育本

評分☆☆☆☆☆

配套使用，後麵有實驗相關的，不錯！

評分☆☆☆☆☆

送貨時間準時，物品完好無損，這本書內容不錯，適閤初學者者的一本教材。

評分☆☆☆☆☆

希望你能越做越好，成長有你有我大傢一起來，很好的寶貝。

評分☆☆☆☆☆

③我們的教師為瞭控製課堂，總擔心秩序失控而嚴格紀律，導緻緊張有餘而輕鬆不足。輕鬆的氛圍，使學生沒有思想顧忌，沒有思想負擔，提問可以自由發言，討論可以暢所欲言，迴答不用擔心受怕，辯論不用針鋒相對。同學們的任何猜想、幻想、設想都受到尊重、都盡可能讓他們自己做解釋，在聆聽中交流想法、

評分☆☆☆☆☆

②民主平等是指在學術麵前人人平等，在知識麵前人人平等。不因傢庭背景、地區差異而歧視，不因成績落後、學習睏難遭冷落。民主的核心是遵照大多數人的意誌而行事，教學民主的核心就是發展、提高多數人。可是總有人把眼睛盯在幾個尖子學生身上，有意無意地忽視多數學生的存在。“抓兩頭帶中間”就是典型的做法。但結果往往是抓“兩頭”變成抓“一頭”，“帶中間”變成“丟中間”。教學民主最好的體現是以能者為師，教學相長。信息時代的特徵，能者未必一定是教師，未必一定是“好”學生。在特定領域，特定環節上，有興趣占有知識高地的學生可以為同學“師”，甚至為教師“師”。在教學中發現不足，補充知識、改善教法、

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好好好好好好好好好好

評分☆☆☆☆☆

習題解答和教材的完全不一緻(;｀O´)o都是第五版，卻不配套，書號都是對的上的啊，有木有好心人指導下怎麼使用。。。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，是正版的，物超所值，很滿意