《計算機組成原理（第5版）》為“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。
《計算機組成原理（第5版）》以當前主流微型計算機技術為背景，以建立繫統級的整機概念為目的，深入介紹計算機各功能子繫統的邏輯組成和工作機制。全書共6章，第1章概述計算機的基本概念、發展歷程和繫統的硬件、軟件組織及計算機相關的性能指標；第2章介紹數據信息的表示、運算和校驗方法；第3章介紹CPU的一般模型、指令繫統和x86架構、MIPS32架構簡易CPU的設計；第4章介紹存儲子繫統的存儲原理、主存設計和計算機三級存儲體繫等；第5章介紹總線與I／O子繫統，包括接口、總線以及中斷、DMA和IOP、PPU等I／O傳輸控制模式；第6章介紹鍵盤原理、顯示器件和打印機等外圍設備。
《計算機組成原理（第5版）》可作為高等院校計算機及相關專業“計算機組成原理”及相關課程的配套教材，也可作為從事計算機專業考研和工程技術人員的參考書。

紀祿平，男，博士、副教授/博導 1999年6月畢業於北京理工大學，獲機械電子工程學士學位。2005年6月和2008年6月畢業於電子科技大學，分獲計算機應用技術碩士學位和計算機軟件與理論博士學位。2008年博士畢業後留校，一直在計算機科學與工程學院專職從事教學和科研工作，期間於2016年9月至2017年9月在休斯敦大學（美國）訪問學習。 主要科研方向為神經網絡、深度學習和模式識別，主持完成國家自然科學基金面上項目、中央高校科研基金和教育部博士點基金等項目，在IEEE Transactions on Cybernetics、Pattern Recognition、IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics以及Neurocomputing等計算機領域主流期刊和國際會議上累積發表論文20餘篇，獲得發明專利（中國）授權4件。

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目 錄
第1章 概論\t1
1．1 計算機的基本概念\t1
1．1．1 信息的數字化表示\t2
1．1．2 存儲程序工作方式\t5
1．1．3 計算機的分類\t6
1．2 計算機的誕生與發展\t8
1．2．1 馮?諾依曼體繫\t8
1．2．2 計算機發展歷程\t9
1．2．3 未來的發展趨勢\t11
1．3 計算機繫統的組織\t13
1．3．1 硬件繫統\t13
1．3．2 軟件繫統\t18
1．3．3 計算機繫統層次結構\t20
1．4 計算機性能的主要評價指標\t23
習題1\t27
第2章 數據的表示、運算和校驗\t28
2．1 數值型數據\t28
2．1．1 進位計數制\t28
2．1．2 帶符號數的表示\t34
2．1．3 定點數與浮點數\t39
2．2 字符型數據\t45
2．3 數據代碼的處理與存儲\t47
2．4 基本運算方法\t50
2．4．1 定點加減運算\t50
2．4．2 定點乘法運算\t55
2．4．3 定點除法運算\t62
2．4．4 IEEE 754浮點數四則運算\t67
2．5 常用的數據校驗方法\t69
2．5．1 奇偶校驗\t70
2．5．2 海明校驗\t71
2．5．3 循環冗餘校驗\t73
習題2\t75
第3章 CPU子繫統\t78
3．1 CPU概述\t79
3．1．1 硬件結構模型\t79
3．1．2 基本功能與控制\t85
3．1．3 CPU的發展歷程\t91
3．2 指令繫統\t93
3．2．1 CISC與RISC\t93
3．2．2 指令的一般格式\t94
3．2．3 常見尋址方式\t100
3．2．4 指令功能和類型\t112
3．3 加法器與運算部件\t119
3．3．1 加法器及其進位邏輯\t119
3．3．2 算術邏輯\t123
3．3．3 運算器的組織\t127
3．4 x86架構模型機CPU設計\t129
3．4．1 模型機指令繫統\t129
3．4．2 基本部件與數據通路\t133
3．4．3 指令流程與微命令\t137
3．4．4 組合邏輯控制\t151
3．4．5 微程序控制\t161
3．5 MIPS32架構CPU設計實例\t180
3．5．1 MIPS32指令架構\t181
3．5．2 基本的組成部件\t186
3．5．3 單周期模式\t189
3．5．4 多周期模式\t201
3．5．5 指令的時間特性\t219
3．6 CPU高級技術介紹\t224
3．6．1 流水技術\t224
3．6．2 SMT與超線程\t228
3．6．3 多核技術介紹\t229
習題3\t232
第4章 存儲子繫統\t235
4．1 存儲子繫統概述\t235
4．1．1 存儲繫統的層次結構\t235
4．1．2 存儲器的分類\t239
4．1．3 存儲器的技術指標\t242
4．2 半導體存儲原理及芯片\t243
4．2．1 靜態MOS芯片\t243
4．2．2 動態MOS芯片\t247
4．2．3 RAM型存儲器\t254
4．2．4 ROM型存儲器\t257
4．3 主存儲器的組織\t261
4．3．1 主存的設計原則\t261
4．3．2 主存的邏輯設計\t263
4．3．3 主存與CPU的連接與控制\t267
4．4 磁表面存儲原理\t269
4．4．1 存儲介質與磁頭\t270
4．4．2 磁記錄編碼方式\t273
4．5 磁盤存儲器及其接口\t277
4．5．1 硬盤存儲器\t277
4．5．2 磁盤技術指標與校驗\t285
4．5．3 磁盤適配器\t287
4．6 光存儲原理及器件\t290
4．6．1 光存儲原理\t290
4．6．2 光盤存儲器與光驅\t293
4．7 計算機的三級存儲體繫\t296
4．7．1 基本概念\t297
4．7．2 Cache與內存的數據交互\t298
4．7．3 內存與外存的數據交互\t305
4．8 高性能存儲繫統介紹\t310
4．8．1 多端口存儲器\t310
4．8．2 獨立磁盤冗餘陣列\t311
4．8．3 並行存儲繫統\t312
4．8．4 聯想存儲繫統\t317
習題4\t318
第5章 總線與輸入/輸出子繫統\t321
5．1 輸入/輸出子繫統概述\t321
5．1．1 總線與接口簡介\t322
5．1．2 輸入/輸出與控制\t325
5．2 計算機繫統中的總線\t328
5．2．1 總線的特性與分類\t329
5．2．2 總線的技術規範\t331
5．2．3 總線的設計要素\t332
5．2．4 PCI-E總線介紹\t338
5．3 直接程序傳送模式\t343
5．4 中斷處理模式\t344
5．4．1 中斷的基本概念\t344
5．4．2 中斷請求與優先級裁決\t349
5．4．3 中斷響應與中斷服務程序\t354
5．4．4 中斷接口的邏輯模型\t360
5．5 DMA模式與接口\t363
5．5．1 DMA基本概念\t364
5．5．2 DMA控制器與接口的連接\t367
5．5．3 DMA控制器的組成\t370
5．5．4 DMA傳輸操作過程\t374
5．5．5 典型的DMA接口舉例\t375
5．6 IOP和PPU模式\t380
5．6．1 通道的繫統結構\t380
5．6．2 通道的類型\t381
5．6．3 通道的工作原理\t382
習題5\t384
第6章 輸入/輸出設備\t386
6．1 輸入/輸出設備概述\t386
6．1．1 設備的基本功能\t386
6．1．2 設備的種類\t387
6．1．3 主機與設備的信息交互\t389
6．2 鍵盤的工作原理\t390
6．2．1 鍵盤的類型\t391
6．2．2 硬件掃描鍵盤\t393
6．2．3 軟件掃描鍵盤\t394
6．3 顯示設備及適配器\t397
6．3．1 常見的顯示器\t397
6．3．2 顯示成像原理\t399
6．3．3 LCD顯示器\t405
6．3．4 適配器及其接口\t412
6．4 打印設備及其接口\t414
6．4．1 打印設備概述\t414
6．4．2 點陣針式打印機\t416
6．4．3 噴墨打印機\t419
6．4．4 激光打印機\t420
6．4．5 3D打印技術簡介\t423
習題6\t424
參考文獻\t426

本書源自電子科技大學《計算機組成原理》教材40餘年的傳承。
本書的第1版（2004年）和第2版（2010年）均由羅克露教授主編，電子工業出版社出版發行，2014年入選“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材。在這兩個版次基礎之上，紀祿平繼續進行了修訂和改編，並由電子工業出版社分別出版了第3版（2014年）和第4版（2017年）。遵照電子科技大學的本科教學改革精神，紀祿平於2019年再次主持了針對本書的修訂工作，刪減了一部分陳舊的教學內容，增補了若干前沿知識點，同時對組織結構進行了進一步優化。
全書共6章，主要按計算機硬件功能子繫統來安排章節內容。第1章概述計算機的概念、發展歷程、硬軟件組織，以及性能評價指標。第2章介紹數據信息的表示、運算和校驗方法。第3章先介紹CP[J模型和指令繫統，然後展示了x86架構CISC型處理器和MIPS32架構RISC型處理器的典型設計實例。第4章介紹存儲子繫統，主要討論存儲的基本原理、主存儲器設計和三級存儲體繫架構，以及高性能存儲繫統的介紹。第5章介紹總線與輸入／輸出子繫統，包括設備接口、總線以及程序中斷方式、DMA和IOP等經典的I／O控制模式。第6章對典型輸入／輸出設備，如鍵盤、顯示器和打印機進行了介紹。
全書由紀祿平博士主持編寫和統稿。第1章和第3章由紀祿平編寫，第2章和第4章由羅克露編寫，第5章由劉輝編寫，第6章由張建編寫。作為計算機組成原理教學和教材編寫的資深前輩，羅克露教授對本書的編寫給予了悉心指導，提出了許多寶貴建議，為本書審閱付出大量心血，謹此向羅克露教授致以崇高敬意！
本書的修訂編寫工作還得到了電子科技大學的專門立項支持，電子工業出版社也提供了積極的協助，一並向他們致以誠摯謝意！
本書還有配套的輔導書——《計算機組成原理（第5版）學習指導與實驗》，其中包含與本書相關的實驗等內容。