计算机组成原理

出版者:武汉理工大学出版社

作者:黄亚平 编

页数:257

出版时间:2004-9

价格:22.00元

isbn号码:9787562920663

具体描述

《计算机组成原理》是面向21世纪高职高专计算机类专业新编系列教材之一，《计算机组成原理》从高职高专学生的特点出发，简单明了地介绍了计算机各组成部件的基本概念、基本结构和工作原理。内容包括计算机系统概论、运算方法和运算器、存储系统、指令系统、中央处理器、总线系统、输入输出系统。

《计算机组成原理》内容新颖，重点突出，注重介绍与实际应用有关的知识，力图反映计算机硬件的一些新技术和新发展。《计算机组成原理》既可作为高职高专计算机及其他各类专业计算机组成原理课的教材，也可作为有关专业工程技术人员的参考书。

用户评价

这本书让我对计算机的“大脑”——CPU，有了一个非常深入的了解。它不是那种简单地告诉你CPU是什么，而是带你一步步去剖析它的内部构造和工作原理。我特别喜欢作者在讲解CPU的执行单元时，把它们比作不同的“工匠”，各司其职，协同工作。 让我印象深刻的是，作者在讲解内存管理单元（MMU）和虚拟内存时，用了很多非常形象的比喻，比如把物理内存比作“真实房间”，而虚拟地址则是“房间的编号”，MMU则是一个“翻译官”。这让我这个初学者能够很容易地理解那些复杂的地址转换过程，以及操作系统是如何管理内存的。读完这一章，我终于明白了为什么即使电脑内存不够，也能运行很多大型程序。

读完这本书，我感觉自己对计算机的“心脏”——CPU，有了全新的认识。它不再是一个神秘的黑色盒子，而是由无数精密的逻辑门和复杂的控制单元构成的微型王国。作者在讲解CPU内部结构时，用了大量的图示，每个部分的职责都解释得非常清楚。我特别喜欢关于ALU（算术逻辑单元）和控制单元的章节。ALU负责进行各种计算，就像一个超级计算器；而控制单元则像是一位总指挥，负责协调ALU、寄存器和其他部件的工作，决定下一步该做什么。 让我印象深刻的是，作者还详细介绍了CPU的时钟信号是如何工作的，以及指令周期、机器周期等概念。这让我明白了CPU的运行速度并不是凭空而来的，而是由这些底层的硬件机制决定的。读到这里，我才真正理解“主频”这个概念的意义，以及它和CPU性能之间的关系。这本书不仅讲解了“是什么”，更重要的是讲解了“为什么”，让我知其然，也知其所以然。

我一直对计算机如何“思考”感到好奇，而这本书无疑给了我一个非常清晰的答案。它不是关于算法或者编程语言的，而是关于计算机最底层的运行原理。我特别喜欢作者在讲解指令流水线和超标量体系结构时的耐心。他不是直接扔给我们一堆术语，而是从解决CPU性能瓶颈的角度出发，一步步引导我们理解这些技术。 我至今还记得，当读到关于分支预测的章节时，我豁然开朗。之前我一直觉得CPU执行指令就是按照顺序来的，但作者解释说，如果遇到分支指令（比如if-else语句），CPU并不知道应该跳到哪个分支，如果等知道了再去执行，就太慢了。于是就有了分支预测，CPU会“猜”一个方向先执行，如果猜对了就赚了，猜错了再回退。这种“博弈”式的设计，让我觉得计算机真的很有意思。

这本书给我的感觉就像是一次深入的“解剖课”，把一台冰冷的机器零件拆解开来，让我们看到了它们如何协同工作，构成了我们日常使用的计算机。我最震撼的是关于存储器层次结构那一章。以前我只知道有内存、硬盘，但这本书让我看到了一个更精密的金字塔式结构：寄存器、高速缓存（L1, L2, L3）、主内存、二级存储… 每一个层级都有其特定的速度和容量，以及它们之间的信息流动机制。作者详细解释了缓存是如何通过局部性原理来提升访问速度的，这让我对“快”和“慢”有了更直观的理解。 尤其让我印象深刻的是，书中对于内存管理单元（MMU）的讲解，简直就是一篇关于“地址转换”的教科书。虚拟地址、物理地址、页表… 这些概念听起来就很高深，但作者用了一系列图示和例子，将它们之间的关系梳理得一清二楚。我明白了为什么程序可以拥有比实际物理内存更大的地址空间，以及操作系统是如何通过MMU来实现内存保护和多任务的。读完这一章，我感觉自己对计算机的运行机制有了前所未有的深刻认识，不再仅仅是停留在“输入-处理-输出”的表面理解。

这本书的深度和广度都让我感到惊叹，仿佛是把我带进了一个微观的电子世界。我之前只知道计算机由硬件和软件组成，但这本书让我看到了它们之间是如何紧密联系、相互作用的。作者在讲解I/O（输入/输出）系统时，真的是把我“惊”到了。我之前只以为键盘、鼠标、显示器这些设备只是简单的连接，但实际上，它们和CPU、内存之间的通信，是一门非常复杂的学问。 书中详细介绍了各种I/O接口和总线，以及DMA（直接内存访问）技术，这让我明白了为什么I/O操作可以不完全依赖CPU，从而大大提高了效率。我甚至还了解到了中断机制，以及它是如何让CPU在处理I/O请求时，仍然能够执行其他任务的。读到这里，我才意识到，那些看似简单的输入和输出操作背后，隐藏着如此精妙的设计和复杂的逻辑。

这本书我从头到尾仔仔细细地啃了好几遍，感觉自己真的像是跟着一位经验丰富的老教授在课堂上一样。一开始拿到手，就被它厚实的体量给震住了，心想这得讲多少东西啊。翻开第一页，就被作者严谨的逻辑和清晰的条理深深吸引。他不是那种一股脑把所有概念堆砌给你，而是层层递进，从最基础的二进制、逻辑门开始，慢慢构建起整个计算机的骨架。我尤其喜欢他举的那些生动形象的比喻，比如把CPU比作大脑，内存比作工作台，这些都让我这种初学者更容易理解那些抽象的概念。 特别是讲到指令集架构（ISA）那一章，真的让我茅塞顿开。之前我一直以为指令集就是一堆代码，但通过这本书，我才明白它原来是CPU和软件之间的“通用语言”，是硬件设计者和软件开发者沟通的桥梁。作者花了很大篇幅讲解了RISC和CISC的优缺点，以及它们是如何影响到CPU的设计和性能的。读到这里，我才理解为什么有些指令看起来很简单，但却能完成很复杂的操作，或者反过来，一些指令虽然复杂，但执行起来却更有效率。这本书没有回避复杂的细节，而是用一种循序渐进的方式，将这些复杂的知识点一一剖析，让我能逐渐消化吸收，而不是被海量的信息淹没。

这本书让我对计算机的“神经网络”——总线和I/O系统，有了全新的认识。它不是那种枯燥的技术手册，而是充满启发性的讲解。我特别喜欢作者在讲解总线仲裁和中断机制时，用了很多生活化的例子。比如总线仲裁就像是交通信号灯，决定谁先通过；而中断则像是一个紧急呼叫，让CPU能及时处理重要的外部事件。 让我印象深刻的是，作者在讲解DMA（直接内存访问）技术时，它极大地减轻了CPU的负担。就像是货物运输公司，不再需要CPU亲自去搬运数据，而是直接把数据从外设送到内存，CPU只需要知道数据到了哪里就行。读完这一章，我才明白为什么现代计算机在进行大量数据传输时，CPU的占用率并不会飙升得那么离谱。

这本书让我对计算机这个“庞然大物”的内部运作有了前所未有的清晰认识。它就像是给我打开了一扇通往机器内心世界的窗户。我尤其佩服作者在讲解存储系统层次结构时的条理清晰。从最快的寄存器，到高速缓存，再到主内存，最后到辅助存储，他把每一层级的速度、容量和作用都解释得淋漓尽致。 让我印象深刻的是，作者花了很大篇幅讲解缓存一致性问题，以及MESI协议等内容。这些都是我之前完全没有接触过的概念，但作者通过大量的图示和详细的阐述，让我明白了为什么在多处理器系统中，保证所有处理器都能访问到最新的数据是如此重要，以及MESI协议是如何解决这个问题的。读完这一章，我感觉自己对多核CPU的性能瓶颈有了更深的理解。

读完这本书，我感觉自己像是完成了一次对计算机“骨骼”和“神经系统”的彻底摸查。它没有涉及高层的软件应用，而是聚焦于计算机最基础的构成和运作原理。我特别喜欢作者在讲解指令集体系结构（ISA）时，从历史演变的角度来阐述。他介绍了不同指令集的发展脉络，以及它们在设计理念上的差异，这让我对RISC和CISC的优劣有了更深刻的理解。 让我记忆犹新的是，作者在讲解RISC指令集的精简性，以及它如何通过增加指令数量和复杂的编译技术来弥补时，我真的感到非常佩服。这种“牺牲”硬件复杂性来换取软件灵活性和效率的设计思路，让我看到了计算机科学中博大精深的哲学。而且，作者还举了很多实际的例子，比如MIPS、ARM等指令集，让我对这些耳熟能详的名字有了更深一层的认识。

对于我这种之前对计算机硬件了解不深的人来说，这本书简直就是一盏指路明灯。一开始拿到书，看到那么多专业术语，其实心里还是有点打鼓的。但是，作者的写作风格非常注重启发性，他不是直接给出结论，而是通过引导性的问题，带着读者一步步去思考。我特别喜欢他在介绍流水线技术那一章时的处理方式。他没有上来就讲复杂的流水线冲突和解决方法，而是先从一个简单的顺序执行的CPU模型讲起，然后引出“如果能同时处理多个指令的一部分就好了”的想法，这样逻辑就非常顺畅了。 而且，这本书在讲解各种并行处理技术时，也做得非常出色。什么指令级并行、数据级并行、线程级并行，听起来都很复杂，但在作者的笔下，都变得相对易懂。他用很多实际的例子来解释这些概念，比如向量指令集是如何加速图形处理的，多核处理器是如何通过并发执行来提升整体性能的。我甚至还了解到了超线程技术，以及它在提高CPU利用率方面的作用。读到这里，我终于明白了为什么现在的电脑处理速度越来越快，不仅仅是单个核心性能的提升，更是各种并行技术协同作用的结果。