我国的计算机科学与技术专业，尤其是计算机工程专业，往往开设多门与计算机组成与结构相关的课程，一般包括“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“汇编语言程序设计”、“微机原理与接口” 《技术》、《计算机系统结构》等。但其他计算机相关专业不需要全面深入的硬件技术知识，也没有足够的学时来开发如此大量的教学内容。本书以软件工程专业的教学实践为基础，融合了上述硬件技术相关课程的基本内容，通过软件编程从技术应用的角度介绍了计算机硬件组成和计算机工作原理。

在融合多门课程内容和具体教学实践的过程中，需要解决很多教学问题，这也形成了本书内容的特点。

1.结合计算机组成原理及微机技术实例

传统上，计算机组织原理是面向计算机科学的，主要介绍计算机硬件的结构和工作原理。微机原理主要针对电子、通信等机电类专业，从应用的角度介绍通用微机（简称微机）的应用技术。本书采用通过实例了解原理的基本思想，即以计算机组成原理为主体，结合微机（IA-32处理器和PC机）原理与实例相结合。这样，一方面有利于学生掌握原理，避免重复学习；另一方面，使学生熟悉广泛使用的通用微机系统，为应用打下基础。

2.用C和汇编语言实践贯穿逻辑的主要逻辑

本书虽然侧重于计算机工作原理和硬件技术，但教学内容采用C（或C++）高级语言和低级汇编语言程序设计作为实践环节。 C语言编程环境（DEVC）从第一章开始介绍，第二章主要使用C语言编程来理解数据表示的原理，5、6章结合了C语言编译器生成的汇编语言代码和MASM汇编语言程序，相互比较，最终目的是让学生掌握汇编语言程序设计。这允许本书的内容从高级语言到低级语言，然后到计算机硬件，贯穿整个计算机层次结构；它还使学生能够自然地从软件编程过渡到计算机硬件原理，为进一步学习计算机组成、微机接口技术，以及嵌入式系统应用奠定基础。

3. 软件开发与系统应用选型课程内容

整合多门课程需要合理选择内容。本书的主要原则是：面向软件开发和系统应用计算机编程基础，不以设计处理器和硬件电路为目标，重点介绍硬件电路的工作原理和外部特性。例如计算机编程基础，简要描述工作原理、微程序和硬连线特性，放弃算术单元、微程序和硬连线控制器的设计和实现；注重基础指令，突出汇编语言程序结构；只靠计数器体验接口技术，引入其他接口，引入指令流水线、指令级并行、数据级并行、线程级并行等先进的体系结构技术。具体教学内容的选取采取去繁就简的基本思路。例如，数据编码主要介绍定点整数格式、IEEE 754标准浮点格式，并没有扩展定点十进制格式和非标准浮点格式的相关内容。再比如，对于内存芯片，解释各种内存芯片的特性，而不是内部工作原理；阐明地址解码的原理，而不是连接细节。

4. 补充数字逻辑基础知识

对于硬件电路知识不足的同学，本书是对数字逻辑基础知识的补充。这使得没有必要设置单独的“数字逻辑”先决课程，数字逻辑只是本书的一章。教学内容涉及基本概念和核心原理，包括：逻辑代数、门电路（包括三态门）、组合逻辑电路的编码器、解码器和加法器、时序逻辑电路的触发器、寄存器、计数器、PLD和电子设计自动化 (EDA)。教学要求以理解为基础，可满足后续内容需求。

5. 简单易懂的文风，配以精美的插图和文字

为了使抽象的计算机工作原理易于理解，本书力求使描述清晰准确、通俗易懂，并尽量用图表来提供直观的解释。重点内容往往结合程序实例，让学生在计算机上实际体验问题，激发探究兴趣，然后回答问题并详细讲解。每章后有大量习题，分为简答题、真假题、填空题两种，使学生掌握基本概念和要点。他们通过课堂提问和互动的方式进行，以促进学生自学的理解；另一类包括问答、计算、编程等应用题，重点培养学生对计算机工作原理的理解和应用能力。学生提交作业后，将在课堂上进行解答。有些题目有一定难度，适合学生深入讨论。

本书由钱小杰主编。感谢程南、石磊、关国立、张青、穆玲玲、姚俊亭等同事的帮助和华章公司的支持。限于水平，书中难免有不妥之处。欢迎各位师生交流指正（作者邮箱：）。

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2018 年 5 月