本书是基于作者积累多年讲授“计算机组成原理”和“计算机体系结构”两门课程及指导学生实验的教学实践经验编写而成。全书共分15章，前14章为理论知识与习题解答，其内容为计算机组成与体系结构各部分的重点难点指导、典型例题解析、练习题及参考答案，可以帮助学生提纲挈领地掌握知识重点、巩固所学内容；第15章为实验设计，根据计算机组成与体系结构课程实验的特点，给出参考实验题目，每个参考实验题目都有明确的实验目的和内容。 本书与主教材配合使用，可以起到衔接课堂教学与实验教学、课下辅导的作用，也可作为高等院校学生学习“计算机组成与体系结构”课程的参考书，以及研究生入学考试的辅导书，对于从事计算机应用及开发的技术人员和广大计算机爱好者也具有一定的参考价值。

党的二十大报告明确要求：“必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。”当今社会正沿着信息化、数字化、智能化的方向快速迈进，这是一场科技和智慧的飞跃。其中，计算机系统已经成为现代社会的基础设施，支撑着我们日常生活的方方面面。理解计算机系统的基本工作原理，并能够熟练运用它进行问题求解，已经成为当代工程技术人员的必备技能之一。





“计算机组成原理”（computer organization）是计算机专业的一门核心主干课程，主要讲授计算机硬件子系统主要功能部件的组成结构、工作原理、设计方法及其相互连接。“计算机体系结构”（computer architecture）重点论述计算机系统各种基本结构、设计技术和性能分析方法，使学生了解计算机系统的各种基本结构，掌握在计算机设计各个环节中影响性能的因素，以及提高性能的各种理论和方法。近年来，随着计算机技术的飞速发展，两门课程的内容有逐渐融合的趋势，界线变得模糊，“计算机体系结构”内容越来越多地被“下移”到“计算机组成原理”课程中，例如存储层次、流水线技术、多处理机等。此外，为保障自主学习能力及综合素质水平的提升，高校在教学改革举措中，将教学学时与学分逐年压缩，课程体系纵向整合，建立“学科基础课程群”成为当前倡导的新理念。为适应上述变化，“计算机组成与体系结构”将“计算机组成原理”和“计算机体系结构”两门课程的内容有机地结合起来。




“计算机组成与体系结构”作为计算机科学与技术专业的核心主干课程，具有理论性强、知识涵盖面广、更新快、与其他计算机课程联系紧密等特点。因此，对于初学者来说，往往找不到重点，把握不住课程的关键，对于习题求解更是无从下手。编者结合多年讲授该门课程的经验，将各章的知识要点进行归纳和总结，对难以理解的问题进行深入浅出的讲解和指导，对涉及重要知识点的典型题目进行分析解答，帮助读者理解课程的重点内容，尽快建立计算机的整机概念，明晰指令和数据在计算机中的执行过程。同时，提高求解计算机组成与体系结构习题的能力。

此外，“计算机组成与体系结构”也是一门实践性较强的课程，必须对实践和应用给予必要的重视。在教学中，除了课堂教学外，还必须开设计算机组成与体系结构实验。该门课程的实验往往要与具体的实验环境相结合，实验环境不同，开设的课程实验的内容也不相同。





本书与中国铁道出版社有限公司出版的《计算机组成与体系结构》（何欣枫、宋鑫、谢博鋆、李继民编著）教材相配套，共15章：前14章都由重点难点指导、典型例题解析、练习题、参考答案等部分组成；第15章为实验设计，根据计算机组成与体系结构课程实验的特点，给出参考实验题目，每个参考实验题目都有明确的实验目的和内容。





在本书的编写过程中，参考了一些国内外优秀教材及计算机组成与体系结构习题集和辅导书。中国铁道出版社有限公司的编辑对本书的编写提出了许多宝贵意见，并给予大力支持，在此表示诚挚谢意。




本书在编写过程中力求概念清晰、表述正确、深入浅出、便于自学。希望读者通过对本书的学习，能够更全面、更透彻地理解和掌握“计算机组成与体系结构”这门课程。但由于编者水平有限，书中难免出现疏漏或不妥之处，恳请读者批评指正，编者不胜感激。

第1章计算机概论11.1重点难点指导11.1.1计算机系统简介11.1.2现代计算机的体系结构21.1.3计算机的层次结构21.1.4计算机的性能指标31.2典型例题解析41.3练习题61.4参考答案7第2章系统总线92.1重点难点指导92.1.1计算机系统互连结构92.1.2总线的基本概念92.1.3总线连接方式102.1.4总线设计要素112.2典型例题解析122.3练习题142.4参考答案17第3章存储器223.1重点难点指导223.1.1存储器概述223.1.2半导体随机存储器233.1.3半导体只读存储器243.1.4存储器与CPU连接243.1.5高速缓冲存储器（Cache）253.1.6虚拟存储器263.2典型例题解析273.3练习题313.4参考答案35第4章外围设备414.1重点难点指导414.1.1概述414.1.2显示设备424.1.3外部存储器434.1.4其他外部存储器444.2典型例题解析454.3练习题464.4参考答案47第5章

宋鑫，任职于河北大学网络空间安全与计算机学院，主讲计算机组成原理和计算机体系结构十余年，承担相关省级、校级教改课题4项。参与国家基金、省基金、省科技计划项目6项。发表SCI、EI、核心期刊论文8篇。 张瑜，任职于河北大学数学与信息科学学院，主讲课程：程序设计基础、数据结构、计算机组成原理等。发表EI及核心期刊论文5篇，主持省科技计划项目一项，参与5项。 何欣枫，副教授，现任职于河北大学网络空间安全与计算机学院，信息安全系主任，主讲的课程包括：计算学科导论、计算机组成与体系结构、编译原理、安全协议理论等。目前的研究兴趣包括：云计算安全、可信计算、协议分析等。参编教材多部。 李继民，教授，中国计算机学会高级会员，数学与计算计学院计算机科学与技术系副主任。主讲的《计算机组成原理》为河北大学精品课程。主持或参加完成多项省自然基金、省攻关计划、教育厅科研计划和应用课题，取得多项科研成果。其中2001年获河北省科技进步三等奖二项、2002年获河北省科技进步三等奖一项，2004年获河北省科技进步三等奖一项。进来发表科研论文10余篇。

本书将各章的知识要点进行归纳和总结，对难以理解的问题进行深入浅出的讲解和指导，对涉及重要知识点的典型题目进行分析解答，帮助读者理解课程的重点内容，尽快建立计算机的整机概念，明晰指令和数据在计算机中的执行过程。同时，提高求解计算机组成与体系结构习题的能力。