本书力求内容完整，基本概念清晰。本书的特色之一是为读者建立整机的概念，使学生对计算机的组成及工作原理有一个初步的认识，初步了解计算机组成中的主要部件及其基本功能；特色之二是使用通俗易懂的语言、大量实例及图表讲解相关的理论知识，使读者容易理解和掌握；特色之三是详细阐述了CPU的设计方法及步骤，并通过两个模型机的CPU设计介绍了CPU的两种设计方法。

本书是计算机组成原理与设计的基础实用教程，既可作为高、中等院校计算机及相关专业的教材，也可作为从事计算机工作的各类人员的参考书。

第1章 计算机基本组成及工作原理

 1.1 计算机基本组成

1.1.1 计算机基本组成概述

1.1.2 CPU

1.1.3 内存

1.1.4 I/O

1.1.5 总线

 1.2 计算机语言

 1.3 计算机的工作原理

1.3.1 指令格式

1.3.2 计算机的基本工作过程

 1.4 8086计算机系统组成

1.4.1 8086计算机的组成

1.4.2 8086 CPU

1.4.3 8086计算机内存组织结构

1.4.4 8086计算机I/O组织结构

 习题

第2章 指令系统

 2.1 指令系统概述

 2.2 指令格式

2.2.1 操作码的编码

2.2.2 操作数

 2.3 寻址方式

2.3.1 指令的寻址方式

2.3.2 操作数的寻址方式

 2.4 指令类型

 2.5 指令集结构设计

 2.6 实例：8086 CPU指令集结构

2.6.1 8086 CPU的寄存器组

2.6.2 8086计算机的指令系统

 习题

第3章 CPU设计

 3.1 指令的执行过程

 3.2 CPU设计步骤

 3.3 模型机l的CPU设计

3.3.1 设计模型机1指令集结构

3.3.2 设计模型机1不可见寄存器

3.3.3 设计模型机1指令周期流程图

3.3.4 设计模型机1数据通路

 3.4 模型机2的CPU设计

3.4.1 设计模型机2指令集结构

3.4.2 设计模型机2不可见寄存器

3.4.3 设计模型机2指令周期流程图

3.4.4 设计模型机2数据通路

 习题

第4章 控制单元设计

 4.1 控制单元设计方法

 4.2 硬连线控制单元设计

4.2.1 硬连线控制单元设计基础

4.2.2 模型机1的硬连线控制单元设计

4.2.3 模型机2的硬连线控制单元设计

 4.3 微程序控制单元设计

4.3.1 微程序控制单元设计基础

4.3.2 模型机1的微程序控制单元设计

4.3.3 模型机2的微程序控制单元设计

 习题

第5章 存储器系统

 5.1 概述

5.1.1 存储器的分类

5.1.2 存储器系统的层次结构

 5.2 内存

5.2.1 随机存储器(RAM)

5.2.2 只读存储器(ROM)

5.2.3 CPU与内存的连接

 5.3 高速缓冲存储器(Cache)

5.3.1 Cache基本原理

5.3.2 相联存储器

5.3.3 Cache地址映像

5.3.4 Cache替换算法

 5.4 虚拟存储器

5.4.1 虚拟存储器概述

5.4.2 虚拟存储器的实现方法

 习题

第6章 运算方法

 6.1 无符号数和有符号数

6.1.1 无符号数和有符号数的定义

6.1.2 无符号数和有符号数的表示

6.1.3 无符号数和有符号数表示范围的区别

6.1.4 计算机对无符号数和有符号数的识别

 6.2 数的定点表示和浮点表示

6.2.1 定点表示法

6.2.2 浮点表示法

 6.3 定点数的算术运算

6.3.1 移位运算

6.3.2 定点补码加减运算

6.3.3 定点原码一位乘除运算

 6.4 浮点数的算术运算

6.4.1 浮点数的加减运算

6.4.2 浮点数的乘除运算

 6.5 逻辑运算及其实现

 6.6 专用运算部件

6.6.1 流水线

6.6.2 查找表

6.6.3 华莱士树

 习题

第7章 I/O系统

 7.1 I/O系统概述

7.1.1 I/O系统的功能

7.1.2 I/O系统的组成

7.2 I/O设备

7.2.1 I/O设备的分类

7.2.2 输入设备

7.2.3 输出设备

7.2.4 外存储器设备

 7.3 I/O接口

7.3.1 I/O接口的功能

7.3.2 I/O接口的组成

7.3.3 I/O接口的分类

7.3.4 外设的识别与I/O端口编址

 7.4 I/O设备与主机之间的通信方式

7.4.1 程序直接控制方式

7.4.2 程序中断控制方式

7.4.3 DMA方式

7.4.4 通道控制方式

 习题

参考文献