本書為伊利諾伊大學(UIUC)等眾多名校計算機科學的經典基礎教材，作者是與Donald E. Knuth齊名的美國計算機界泰鬥級作者Yale N. Patt。本書的目的是讓學生在一進入大學校門的時候，就對計算機科學有一個深入理解，為以後的課程打下堅實的基礎。
本書包括兩方面的內容：計算機底層結構、**語言編程及編程方法學。書中介紹了LC-3體繫結構的設計，並配套開發了LC-3模擬器供學生使用。

本書是計算機科學的經典基礎教材。全書以自底向上方法幫助學生理 解計算機繫統的原理，前半部分闡述了計算機底層結構，後半部分講解了 高級語言編程及編程方法學，主要內容包括數據類型及其運算、數字邏輯 、馮·諾伊曼模型、彙編語言、輸入和輸出、TRAP程序和子程序、C語言編 程等內容。 本書可用作高等院校計算機及相關專業學生的入門教材，也可作為的 計算機專業人土和高級程序員的參考用書。 本書是計算機科學的經典基礎教材。全書以自底向上方法幫助學生理解計算機繫統的原理，前半部分闡述了計算機底層結構，後半部分講解了高級語言編程及編程方法學，主要內容包括數據類型及其運算、數字邏輯、馮·諾伊曼模型、彙編語言、輸入和輸出、TRAP程序和子程序、C語言編程等內容。
本書可用作高等院校計算機及相關專業學生的入門教材，也可作為的計算機專業人土和高級程序員的參考用書。

出版者的話
專家指導委員會
譯者序
代序
第2版前言
**版前言
第1章 歡迎閱讀本書
1.1 我們的目標
1.2 怎麼纔能做到
1.3 兩個反復出現的理念
1.3.1 抽像之理念
1.3.2 硬件與軟件
1.4 計算機繫統簡述
1.5 兩個**重要的思想
1.6 計算機：通用計算設備
1.7 從問題描述到電子運轉
1.7.1 問題的提出
1.7.2 算法
1.7.3 程序
1.7.4 指令集結構
1.7.5 微結構
1.7.6 邏輯電路
1.7.7 器件
1.7.8 小結
1.8 習題
第2章 bit、數據類型及其運算
2.1 bit和數據類型
2.1.1 bit——信息的基本單位
2.1.2 數據類型
2.2 整數數據類型
2.2.1 無符號整數
2.2.2 有符號整數
2.3 補碼
2.4 二進制數與十進制數之間的轉換
2.4.1 二進制數轉換為十進制數
2.4.2 十進制數轉換為二進制數
2.5 bit運算之一：算術運算
2.5.1 加法和減法
2.5.2 符號擴展
2.5.3 溢出
2.6 bit運算之二：邏輯運算
2.6.1 “與”運算
2.6.2 “或”運算
2.6.3 “非”運算
2.6.4 “異或”運算
2.7 其他類型
2.7.1 位矢量
2.7.2 浮點數
2.7.3 ASCⅡ碼
2.7.4 十六進制計數法
2.8 習題
第3章 數字邏輯
3.1 MOS晶體管
3.2 邏輯門
3.2.1 非門
3.2.2 或門、或非門
3.2.3 與門、與非門
3.2.4 摩根定律
3.2.5 多輸入門
3.3 組合邏輯
3.3.1 譯碼器
3.3.2 多路復用器
3.3.3 全加器
3.3.4 可編程邏輯陣列
3.3.5 邏輯完備性
3.4 存儲單元
3.4.1 R-S鎖存器
3.4.2 門控D鎖存器
3.4.3 寄存器
3.5 內存的概念
3.5.1 尋址空間
3.5.2 尋址能力
3.5.3 例子：22x3內存
3.6 時序電路
3.6.1 組合密碼鎖
3.6.2 狀態的概念
3.6.3 有限狀態機
3.6.4 有限狀態機的實現
3.7 LC-3計算機的數據通路
3.8 習題
第4章 馮·諾伊曼模型
4.1 基本部件
4.1.1 內存
4.1.2 處理單元
4.1.3 輸入和輸出單元
4.1.4 控制單元
4.2 LC-3：一臺馮·諾伊曼機器
4.3 指令處理
4.3.1 指令
4.3.2 指令周期
4.4 改變執行順序
4.5 停機操作
4.6 習題
第5章 LC-3結構
5.1 ISA概述
5.1.1 內存組織
5.1.2 寄存器
5.1.3 指令集
5.1.4 操作碼
5.1.5 數據類型
5.1.6 尋址模式
5.1.7 條件碼
5.2 操作指令
5.3 數據搬移指令
5.3.1 PC相對尋址
5.3.2 間接尋址
5.3.3 基址偏移尋址
5.3.4 立即數尋址
5.3.5 一個例子
5.4 控制指令
5.4.1 條件跳轉指令
5.4.2 一個例子
5.4.3 循環控制的兩種方法
5.4.4 例子：哨兵法數組求和
5.4.5 JMP指令
5.4.6 TRAP指令
5.5 例子：字符數統計
5.6 總結：數據通路(LC-3)
5.6.1 數據通路的基本部件
5.6.2 指令周期
5.7 習題
第6章 編程
6.1 問題求解
6.1.1 繫統分解
6.1.2 三種結構：順序、條件、循環
6.1.3 實現三種結構的LC-3指令
6.1.4 回顧字符數統計例子
6.2 調試
6.2.1 調試的基本操作
6.2.2 交互式調試器的使用
6.3 習題
第7章 彙編語言
7.1 彙編語言編程——*上一層
7.2 一個彙編程序
7.2.1 指令
7.2.2 偽操作
7.2.3 例子：字符數統計程序
7.3 彙編過程
7.3.1 概述
7.3.2 兩遍掃描
7.3.3 **遍：創建符號表
7.3.4 第2遍：生成機器語言程序
7.4 相關知識
7.4.1 可執行映像
7.4.2 多目標文件
7.5 習題
第8章 輸入/輸出
8.1 輸入/輸出的基本概念
8.1.1 設備寄存器
8.1.2 內存映射I/O與專用I/O指令
8.1.3 異步I/O與同步I/O
8.1.4 中斷驅動與輪詢
8.2 鍵盤輸入
8.2.1 基本輸入寄存器
8.2.2 基本輸入服務程序
8.2.3 內存映射輸入的實現
8.3 顯示器輸出
8.3.1 基本輸出寄存器(DDR和DSR)
8.3.2 基本輸出服務程序
8.3.3 內存映射輸出的實現
8.3.4 例子：鍵盤回顯
8.4 一個*復雜的輸入程序
8.5 中斷驅動I/O
8.5.1 什麼是中斷驅動I/O
8.5.2 為什麼要引入中斷驅動I/O
8.5.3 中斷信號的產生
8.6 內存映射I/O的回顧
8.7 習題
第9章 TRAP程序和子程序
9.1 LC-3 TRAP程序
9.1.1 概述
9.1.2 TRAP機制
9.1.3 TRAP指令
9.1.4 完整機制
9.1.5 I/O中斷處理程序
9.1.6 HALT中斷程序
9.1.7 寄存器內容的保存和恢復
9.2 子程序
9.2.1 調用/返回機制
9.2.2 JSR(R)指令
9.2.3 字符輸入的TRAP程序
9.2.4 PUTS：寫字符串
9.2.5 庫程序
9.3 習題
**0章 棧
10.1 棧的基本結構
10.1.1 抽像數據類型：棧
10.1.2 兩個實現例子
10.1.3 內存中的實現
10.1.4 小結
10.2 中斷驅動I/O(第二部分)
10.2.1 啟動和執行
10.2.2 中斷返回
10.2.3 例子：嵌套中斷
10.3 基於棧的算術運算
10.3.1 棧的臨時存儲作用
10.3.2 例子：算術表達式
10.3.3 加、乘和取反
10.4 數據類型轉換
10.4.1 一個錯誤結果的例子：2+3=e
10.4.2 ASCⅡ/二進制轉換
10.4.3 二進制/ASCⅡ轉換
10.5 模擬計算器
10.6 習題
**1章 C語言編程概述
11.1 我們的目標
11.2 軟硬件結合
11.3 **語言翻譯
11.3.1 解釋執行
11.3.2 編譯執行
11.3.3 兩種方法的優缺點
11.4 C編程語言
11.5 一個簡單的C程序
11.5.1 main函數
11.5.2 編程風格
11.5.3 C預處理器
11.5.4 輸入和輸出
11.6 小結
11.7 習題
**2章 變量和運算符
12.1 概述
12.2 變量
12.2.1 三種基本數據類型：int、char、double
12.2.2 標識符的選擇
12.2.3 局部變量和全局變量
12.2.4 *多的例子
12.3 運算符
12.3.1 表達式和語句
12.3.2 賦值運算符
12.3.3 算術運算符
12.3.4 算術優先級
12.3.5 位運算符
12.3.6 關繫運算符
12.3.7 邏輯運算符
12.3.8 遞增/遞減運算符
12.3.9 運算符混合表達式
12.4 基於運算符的問題求解
12.5 編譯器處理
12.5.1 符號表
12.5.2 變量的空間分配
12.5.3 完整的例子
12.6 補充話題
12.6.1 三種基本類型的變種
12.6.2 文字常量、常量和符號值
12.6.3 存儲類型
12.6.4 *多的C運算符
12.7 小結
12.8 習題
**3章 控制結構
13.1 概述
13.2 條件結構
13.2.1 if語句
13.2.2 ifelse語句
13.3 循環結構
13.3.1 while語句
13.3.2 for語句
13.3.3 do-while循環
13.4 1基於控制結構的問題求解
13.4.1 問題1：冗的近似值求解
13.4.2 問題2：找出100以內的質數
13.4.3 問題3：分析一個E-mail地址
13.5 其他C語言控制結構
13.5.1 switch語句
13.5.2 break和continue語句
13.5.3 簡單計算器的例子
13.6 小結
13.7 習題
**4章 函數
14.1 概述
14.2 C語言中的函數
14.2.1 帶參數的函數
14.2.2 求解圓面積
14.3 C語言中函數的實現
14.3.1 運行時棧
14.3.2 實現機制
14.3.3 彙總
14.4 問題求解
14.4.1 例1：大小寫轉換
14.4.2 例2：畢達哥拉斯三角形
14.5 小結
14.6 習題
**5章 測試與調試技術
15.1 概述
15.2 錯誤類型
15.2.1 語法錯誤
15.2.2 語義錯誤
15.2.3 算法錯誤
15.3 測試
15.3.1 黑盒測試
15.3.2 白盒測試
15.4 調試
15.4.1 特定方法
15.4.2 源碼級調試工具
15.4.3 斷點
15.5 正確的編程方法
15.5.1 明確規格說明
15.5.2 模塊化設計
15.5.3 預防錯誤式編程
15.6 小結
15.7 習題
**6章 指針和數組
16.1 概述
16.2 指針
16.2.1 聲明指針變量
16.2.2 指針運算符
16.2.3 指針傳遞一個引用
16.2.4 空指針
16.2.5 語法
16.2.6 指針例程
16.3 數組
16.3.1 數組聲明
16.3.2 數組應用
16.3.3 數組參數
16.3.4 C語言的字符串
16.3.5 數組與指針的關繫
16.3.6 實例：插入排序
16.3.7 C語言數組的不足
16.4 小結
16.5 習題
**7章 遞歸
17.1 概述
17.2 什麼是遞歸
17.3 遞歸與循環
17.4 漢諾塔
17.5 斐波納契數列
17.6 二分查找
17.7 整數轉換為ASCⅡ字符串
17.8 小結
17.9 習題
笫18章 C語言中的I/O
18.1 概述
18.2 C標準庫函數
18.3 字符I/O操作
18.3.1 I/O流
18.3.2 putchar函數
18.3.3 getchai函數
18.3.4 緩衝I/O
18.4 格式化I/O
18.4.1 printf
18.4.2 scanf
18.4.3 可變長參數
18.5 文件I/O
18.6 小結
18.7 習題
**9章 數據結構
19.1 概述
19.2 結構體
19.2.1 typedef
19.2.2 結構體在C中的實現
19.3 結構體數組
19.4 動態內存分配
19.5 鏈表
19.6 小結
19.7 習題
附錄A LC-3指令集結構
附錄B 從LC-3到x86
附錄C LC-3的微結構
附錄D C編程語言
附錄E 常用表
附錄F 部分習題答案

出版者的話
專家指導委員會
譯者序
代序
第2版前言
**版前言
第1章 歡迎閱讀本書
1.1 我們的目標
1.2 怎麼纔能做到
1.3 兩個反復出現的理念
1.4 計算機繫統簡述
1.5 兩個**重要的思想
1.6 計算機：通用計算設備
1.7 從問題描述到電子運轉
1.8 習題
第2章 bit、數據類型及其運算
2.1 bit和數據類型
2.2 整數數據類型
2.3 補碼
2.4 二進制數與十進制數之間的轉換
2.5 bit運算之一：算術運算
2.6 bit運算之二：邏輯運算
2.7 其他類型
2.8 習題
第3章 數字邏輯
3.1 MOS晶體管
3.2 邏輯門
3.3 組合邏輯
3.4 存儲單元
3.5 內存的概念
3.6 時序電路
3.7 LC-3計算機的數據通路
3.8 習題
第4章 馮·諾伊曼模型
4.1 基本部件
4.2 LC-3：一臺馮·諾伊曼機器
4.3 指令處理
4.4 改變執行順序
4.5 停機操作
4.6 習題
第5章 LC-3結構
5.1 ISA概述
5.2 操作指令
5.3 數據搬移指令
5.4 控制指令
5.5 例子：字符數統計
5.6 總結：數據通路(LC-3)
5.7 習題
第6章 編程
第7章 彙編語言
第8章 輸入/輸出
第9章 TRAP程序和子程序
**0章 棧
**1章 C語言編程概述
**2章 變量和運算符
**3章 控制結構
**4章 函數
**5章 測試與調試技術
**6章 指針和數組
**7章 遞歸
笫18章 C語言中的I/O
**9章 數據結構
附錄A LC-3指令集結構
附錄B 從LC-3到x86
附錄C LC-3的微結構
附錄D C編程語言
附錄E 常用表
附錄F 部分習題答案