计算机组成原理习题解析与实验指导

计算机组成原理习题解析与实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:冶金工业出版社
作者:袁莉萍
出品人:
页数:290
译者:
出版时间:2005-2
价格:30.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787502436988
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机组成原理
  • 汇编语言
  • 数字逻辑
  • 计算机体系结构
  • 习题解析
  • 实验指导
  • 高等教育
  • 教材
  • 计算机科学
  • 电子工程
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具体描述

《计算机组成原理习题解析与实验指导》是冶金工业出版社2004年出版的《计算机组成原理》(作者为陈黎等人)的配套习题及实验教材。全书共分三大部分,第一部分为章节复习与习题,主要对主教材各章节的重要知识点进行回顾,指导学生掌握主教材的重要内容,且每章都列举了一些典型例题,并对典型例题进行了仔细分析,综合练习部分供学生复习巩固所学知识。第二部分为实验指导,其中介绍了几个重点实验及课程设计的内容,对每个实验给出了参考方案。第三部分为全真模拟试卷,给出了五套模拟试卷及其参考答案,供读者复习和考试用。

《计算机组成原理习题解析与实验指导》语言通俗易懂、内容丰富,既可作为学习《计算机组成原理》课程的配套辅导书,也可作为参加本课程考试考生的复习参考用书。

好的,以下是为您的图书《计算机组成原理习题解析与实验指导》撰写的图书简介,内容详实,侧重于实际应用和深入理解,并避免使用任何AI痕迹的措辞。 --- 图书简介:深入探索现代计算机系统的基石 书名:《计算机组成原理习题解析与实验指导》 在信息技术飞速发展的今天,对计算机底层工作原理的深刻理解已不再是少数专业人士的专属领域,而是每一位希望在软件开发、系统架构或硬件设计领域取得长足进步的技术工作者所必须掌握的核心技能。本书并非一本空泛的理论陈述,而是基于多年一线教学与工程实践经验,精心打磨而成的一部面向实践、注重理解深度的学习资源。它旨在架起理论知识与实际工程应用之间的桥梁,帮助读者真正掌握计算机系统的“骨架”与“脉络”。 聚焦核心:从抽象到具体的思维路径 本书的编写理念是“以问题驱动学习,以实践巩固认知”。我们深知,对于计算机组成原理这类既包含大量抽象概念(如指令集、数据通路、微操作序列)又紧密联系具体硬件实现的学科而言,单纯的阅读教材往往难以形成完整的知识体系。因此,本书的核心结构围绕“经典习题精讲”与“配套实验设计”两大板块展开。 第一部分:习题解析——剖析思维的深度 本部分精选了涵盖现代冯·诺依曼体系结构各个关键环节的经典与创新性习题。我们不仅仅提供答案,更重要的是提供解题的思维路径和背后的原理剖析。 1. 数据表示与运算的精确性: 从原码、反码、补码的转换与溢出判断,到浮点数(IEEE 754标准)的编码、加减运算及精度损失分析,我们详细展示了计算机如何进行看似复杂的数学运算。解析中会特别强调在不同数据宽度下,位操作的实际效果和潜在陷阱,这对于理解底层编译器和数值计算库的效率至关重要。 2. 指令系统与汇编语言的桥梁: 针对指令格式设计(定长、变长)、寻址方式的灵活运用(直接、间接、相对、变址),我们设计了大量的解析案例。读者将学习如何将高级语言中的结构(如循环、条件分支)准确地映射到机器指令序列,并理解不同指令集架构(如RISC与CISC思想的差异)对程序效率的影响。 3. 中央处理器(CPU)的精妙设计: 这是本书的重点之一。我们深入讲解了CPU的结构,包括运算器(ALU)的设计、控制器的逻辑控制单元(硬布线与微程序控制)的实现逻辑。习题解析将引导读者理解指令周期、CPU时序控制信号的生成过程,以及流水线技术如何通过指令级并行提高吞吐量。我们会使用具体的时序图和状态转移图来阐明微操作的先后顺序,确保读者能够“看清”一条指令的完整执行过程。 4. 存储系统——速度与容量的平衡艺术: 存储系统是决定计算机性能的瓶颈所在。解析部分将详尽阐述Cache的工作原理,包括映射方式(直接映射、全关联、组相联)的选择、写策略(直写/回写)、命中/未命中率的计算。对于主存,则聚焦于动态随机存取存储器(DRAM)的刷新机制和半导体存储器的组织方式。这些解析将帮助读者理解为何程序中的数据访问模式对性能有巨大影响。 5. I/O系统与中断机制: 如何高效地在CPU与外部设备间传输数据?本书通过解析程序控制、中断驱动和直接内存访问(DMA)三种方式的控制流程和时序关系,揭示了现代操作系统I/O子系统的工作基础。 第二部分:实验指导——动手验证真理 理论知识只有通过实践才能真正内化。本部分的实验指导紧密围绕前述的理论知识点设计,侧重于使用软硬件结合的方式,让读者从“构建者”的角度去审视计算机。 1. 逻辑门电路的仿真与验证: 使用主流的EDA工具(如Logisim或类似平台),指导读者从最基础的门电路出发,逐步构建加法器、多路复用器,并最终搭建一个简易的ALU模型。实验强调对组合逻辑与时序逻辑的直观感受。 2. 简易CPU数据通路模拟: 这是一个核心实验。读者将被引导设计一个包含寄存器组、ALU和控制单元的简化CPU模型。实验目标是实现一套指令子集(如ADD, LOAD, JUMP),并跟踪数据在数据通路中的流动路径,通过单步执行观察寄存器内容的变化,从而深刻理解指令周期的各个阶段。 3. Cache模拟器开发: 读者将使用高级语言(如Python或C++)编写一个模拟程序,输入预设的内存访问序列,计算不同Cache组织方式(直接映射、组相联)下的命中率、未命中开销等性能指标。实验将使读者直观感受到局部性原理对系统性能的决定性影响。 4. 基于Verilog/VHDL的控制器设计(进阶选做): 对于有数字电路基础的读者,我们提供了使用硬件描述语言(HDL)设计微处理器控制器(如有限状态机FSM)的指引。此实验要求将抽象的时序控制逻辑转化为具体的硬件描述代码,是理论与工程实践的完美结合点。 本书的独特价值 本书的编写严格遵循从硬件底层实现逻辑到系统层面性能优化的递进逻辑。我们避免了对特定商业体系结构的过度依赖,而是专注于揭示计算机组成原理的普适性规律。对于每一个知识点,我们都力求提供至少两种不同的理解角度(理论推导与实验验证),确保读者不仅“知道是什么”,更能“理解为什么”,并最终能够“设计和分析”。 本书适合高等院校计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程等相关专业的本科生和研究生作为教材或参考用书。同时,对于希望系统梳理知识,或准备从事底层系统软件开发、嵌入式系统设计、或准备相关领域技术面试的工程师而言,本书提供的深入解析和动手实践机会,是快速提升专业素养的宝贵资源。 通过《计算机组成原理习题解析与实验指导》的学习,读者将建立起对现代计算机系统坚实而深刻的底层认知框架,为未来进行更高级的软硬件协同设计打下不可动摇的基础。

作者简介

目录信息

第一部分 章节复习与习题第1章 计算机系统概述 21.1 学习要点 21.1.1 电子计算机的定义及其分类 21.1.2 计算机的发展与应用 31.1.3 计算机的硬件组成 41.1.4 计算机软件及其发展 51.1.5 性能指标 51.1.6 计算机系统的层次结构及逻辑等价性 51.2 典型例题 6小结
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读后感

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用户评价

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作为一个已经从业多年的软件工程师,虽然我的工作主要是围绕着上层应用开发,但我一直认为,对计算机底层原理的理解,是提升技术深度和解决复杂问题的关键。《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书,恰好满足了我“温故而知新”的需求。我尤其欣赏它在题目解析中,不仅仅停留在“为什么答案是这样”,而是深入探讨了“为什么其他方法不行”或者“为什么这个设计是优于另一种设计”的深层原因。比如,在讨论指令集架构时,书中会对比RISC和CISC指令集的优劣,并且通过具体的习题来让你体会不同指令集带来的性能差异和设计考量。这种分析方式,对于我这样的开发者来说,非常有启发性。它能帮助我更好地理解各种编程语言和框架在底层是如何与硬件交互的,从而写出更高效、更优化的代码。而实验指导部分,则提供了一个绝佳的实践平台。虽然我可能不会直接去设计CPU,但通过这些实验,我能够更直观地理解内存管理、缓存机制、I/O接口等概念是如何工作的。这对于我理解一些性能瓶颈问题、进行底层优化,甚至参与系统架构设计,都提供了宝贵的知识储备。这本书让我感觉,学习计算机组成原理,不再是枯燥的理论堆砌,而是一场与计算机“对话”的精彩旅程。

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作为一名希望在计算机领域有所建树的学生,我深知扎实的底层知识是多么重要。《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书,在我学习计算机组成原理的过程中,起到了至关重要的作用。我最欣赏它的习题解析部分,它不仅仅是给出了题目的答案,更是深入浅出地讲解了题目的解题思路和方法。对于那些我之前感到困惑的题目,比如关于指令译码、中断处理、DMA传输等,通过书中的详细解析,我都能迎刃而解。它会一步步引导我分析题目中的关键信息,找出隐含的条件,然后运用相应的理论知识来解答。我记得有一道关于中断向量表的题目,我之前一直不太理解它的作用和工作原理。但通过书中的解析,我才明白,中断向量表是CPU用来快速定位中断服务程序的入口地址的重要数据结构,而书中的一道习题,则通过模拟中断发生和处理的过程,让我更加深刻地理解了它的工作机制。这种“知其然,更知其所以然”的学习方式,极大地提升了我对计算机组成原理的理解深度。

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我想说,《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书,真的能让你“看得懂,做得来”。我是一个动手能力相对较弱的人,平时学习编程,更倾向于理解概念和逻辑,对于那些需要大量代码编写和硬件操作的实验,总是有点怵头。但是,这本书的实验指导部分,却让我感到异常的亲切和易于上手。它用非常直观的方式,将复杂的实验过程分解成一个个小步骤,并且每个步骤都有清晰的图文说明。我尤其喜欢它在讲解连接电路、搭建实验平台的部分,会详细地介绍每一个元器件的用途,以及它们之间的连接关系。我记得有一次,我尝试着按照书中的指导,用一些基本的逻辑门芯片搭建一个简单的加法器电路。刚开始,我总觉得有点无从下手,但当我仔细阅读了书中的讲解,特别是关于二极管、三极管、集成电路等基础知识的介绍后,我才恍然大悟。通过书中的详细指导,我最终成功地搭建了电路,并且通过万用表测量,验证了电路的功能。这种亲手实践的过程,让我对计算机组成原理的认识,从“抽象”变成了“具体”,从“概念”变成了“现实”。

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坦白说,我购买《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书,最初的动机相当单纯:就是想找一本能帮助我顺利通过课程考试的“救命稻草”。我一直对计算机底层的工作原理充满好奇,但实话讲,在课堂上学习时,总感觉有些抽象,特别是那些关于CPU设计、指令流水线、存储器管理之类的概念,光听老师讲,脑子里总是“一团浆糊”。这本书的实验指导部分,正是点亮了我学习道路上的一盏明灯。它不像其他教材那样,只是简单地列出一些实验要求,而是非常细致地指导了实验的每一个环节。从实验前的准备工作,比如需要安装哪些软件、理解哪些基本概念,到实验过程中的具体操作步骤,甚至是如何调试代码、分析结果,都有详尽的说明。我印象最深的是关于CPU设计的一个实验,书里提供了非常清晰的Verilog代码示例,并一步步讲解了每一段代码的功能,以及如何将其烧录到FPGA开发板上运行。当我亲手看到自己设计的CPU能够执行指令、输出正确结果时,那种成就感是无可比拟的。实验的循序渐进性也做得非常好,从简单的逻辑单元到复杂的CPU模块,难度逐渐递增,让我能够一步步建立起对整个计算机体系结构的认识。通过这些实验,我感觉那些曾经抽象的理论知识,瞬间变得鲜活起来,仿佛真的在“建造”一台计算机。

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我想给《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书打个高分,因为它真的是一本非常实用且富有启发性的教材。我一直认为,学习计算机组成原理,不能只停留在理论层面,更重要的是要能将其应用到实际问题中去。《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书,恰恰在这一点上做得非常到位。我尤其喜欢它在实验指导部分,设计了许多贴合实际应用的实验项目。比如,有一个关于“性能优化”的实验,要求我们通过调整程序中的某些参数,比如循环的展开、函数调用的优化等,来提升程序的运行效率。这个实验让我深刻体会到,即使是很小的代码改动,也可能对程序的性能产生巨大的影响。书中提供的详细指导和分析,让我能够理解这些优化技巧背后的原理,以及如何在实际开发中运用它们。此外,这本书的习题解析部分,也经常会引用一些实际的应用场景,来帮助我们理解理论知识的意义。比如,在讲解虚拟内存时,它会结合操作系统中的内存管理机制,让我们明白虚拟内存是如何提高内存利用率,以及如何实现进程隔离的。这种“理论联系实际”的学习方式,让我觉得学习过程更加有趣和有意义。

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我一直坚信,学习一门技术,尤其是像计算机组成原理这样核心的学科,理论与实践的结合是至关重要的。《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书,在这方面做得非常出色。我最欣赏它的实验指导部分,它不是那种让你只是“照猫画虎”地完成任务的指导手册,而是鼓励你去探索和理解实验背后的原理。例如,在关于指令流水线设计的实验中,它不仅提供了基本的实现框架,还引导你去思考如何优化流水线,如何处理数据冒险和控制冒险,以及如何通过仿真来评估流水线的性能。我记得有一次,我按照书中的指导,实现了一个简单的流水线CPU,但仿真结果并不理想。在参考了书中的分析和建议后,我才意识到自己在分支预测方面做得不够好。通过对书中的详细解释进行调整,并反复进行仿真测试,我最终成功地提升了流水线的效率。这个过程,让我深刻体会到了理论知识在实际应用中的价值。这本书的实验设计,从易到难,环环相扣,不仅巩固了课堂上学到的知识,还让我对计算机的运行机制有了更深层次的理解。通过这些实践,我感觉自己不再是一个被动的知识接受者,而是一个积极的探索者。

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说实话,一开始我抱着“试试看”的心态买下了《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书。我一直觉得,计算机组成原理这门课,学起来有点“吃力不讨好”。理论知识点多且杂,很多概念听似懂非懂,尤其是涉及到数电、逻辑设计的部分,对我这个文科背景的人来说,简直是天书。但是,这本书的习题解析部分,完全颠覆了我的看法。它用一种非常“接地气”的方式,把那些晦涩难懂的理论,通过一道道精心设计的题目,变得清晰可见。我最喜欢的地方是,它会详细地解释每一个计算过程,每一个逻辑判断的依据。比如,在讲解CPU时序逻辑时,书中会用图示和文字结合的方式,一步步剖析时钟信号、触发器、寄存器之间的关系,然后通过一道关于时序分析的题目,让你亲手去计算关键路径和时钟周期。这个过程,比单纯看书本上的文字讲解,要直观和深刻得多。而且,它还会引导你反思,在解题过程中可能遇到的常见误区,以及如何避免这些错误。这种“解惑”的方式,对于我这种容易钻牛角尖的学生来说,简直是福音。我感觉,这本书不仅仅是提供习题答案,更是在教我如何“思考”计算机组成原理。

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这本《计算机组成原理习题解析与实验指导》真是我近期读到的一本非常有分量的书。起初拿到它,主要是被“习题解析”这几个字吸引。我一直觉得,学计算机组成原理这门课,光看理论讲解是不够的,关键在于能否真正理解并应用。很多时候,书本上的例题虽然清晰,但一旦遇到稍微变化或者综合性的题目,就容易卡住。这本书恰恰解决了我的这个痛点。它不仅仅是简单地给出一道题和答案,而是深入剖析了题目的考点、解题思路,甚至是出题人的意图。对于一道题,它会先引导你回忆相关的理论知识,然后一步步拆解,告诉你应该从哪个角度去思考,有哪些关键的步骤需要注意。我尤其喜欢它在讲解一些复杂的题目时,会引入不同的解题方法,并对比它们的优劣,这极大地拓宽了我的解题思路。有时候,一道题看似简单,但其背后可能蕴含着对某个概念的深刻理解,这本书就能将这些深层次的东西挖掘出来。而且,它的习题覆盖面非常广,从基础的二进制运算、逻辑门电路,到复杂的指令集设计、存储器层次结构,几乎涵盖了计算机组成原理的各个重要章节。对于那些我感觉掌握得不够牢固的部分,我会专门去翻阅对应的习题解析,每次都能受益匪浅。这本书让我不再害怕遇到难题,而是将其视为一个学习和提升的机会。

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对于我这种喜欢刨根问底的学习者来说,《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书简直就是为我量身定做的。我一直对计算机硬件是如何工作的感到非常好奇,但很多教材上的讲解总是流于表面,缺乏深入的剖析。这本书的习题解析部分,则满足了我对细节的追求。它在解答一道题目时,往往会给出多种解题思路,并且详细分析每种方法的优缺点,让你不仅知道“怎么做”,更知道“为什么这么做”。我尤其喜欢它在讲解存储器层次结构时,通过一道关于Cache命中率计算的题目,深入剖析了直接映射、全相联、组相联等不同映射方式的原理,以及它们对命中率的影响。书里不仅给出了计算公式,还解释了这些公式是如何推导出来的,以及在实际应用中需要考虑哪些因素。这种“追根溯源”式的讲解,让我对Cache的工作机制有了前所未有的清晰认识。而且,它还会引导你去思考,如果改变某些参数(比如Cache的大小、块的大小、相联度),会对性能产生怎样的影响。通过这样的引导,我感觉自己不仅仅是在做题,更是在进行一场深入的“思维实验”。

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我是一名在校大学生,主修计算机科学与技术。计算机组成原理这门课,对我来说是学习生涯中的一个重要转折点,它是我理解更高层次计算机科学概念的基础。在学习过程中,我曾经因为对某些概念理解不清而感到困惑,也曾经因为面对繁杂的习题而倍感压力。《计算机组成原理习题解析与实验指导》这本书,恰恰为我提供了解决这些困难的有力工具。它的实验指导部分,是我最喜爱的内容之一。我印象特别深刻的是,书中有一个关于“指令流水线”的实验,需要我们用Verilog语言实现一个简单的五级流水线CPU。在实验过程中,我遇到了很多问题,比如如何正确处理数据冒险和控制冒险,如何设计合适的转发通路等等。幸好,这本书不仅提供了详细的实验步骤和代码示例,还对每一个关键的设计点进行了深入的解释,并给出了调试的技巧。通过一步步跟着书中的指导操作,并结合我对理论知识的理解,我最终成功地完成了实验,并且对流水线的工作原理有了更加直观的认识。这个实验让我明白了,理论知识需要通过实践来巩固和深化,而这本书正好提供了一个绝佳的实践平台。

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