于武汉 第1版前言 随着计算机技术的发展,各类嵌入式微处理器层出不穷,而且功能越来越强大,这动摇了以Intel x86微处理器为背景的“计算机组成原理与接口技术”作为信息学科基础课的根基。这是由于“计算机组成原理与接口技术”以Intel x86体系架构中8086为主要教学内容,已经滞后于时代需求。一方面,随着计算机技术的发展,仅介绍8086及基于扩展ISA总线的825x系列简单接口设计已经非常落后; 另一方面,以往教学内容注重介绍芯片使用,且内容的组织方式与课程体系中相关课程的联系不够紧密,不符合专业基础课教学要求。因此,课程改革势在必行,近年来国内很多高校都在对这门课程进行改革。 在调研国内外计算机组成原理和接口技术相关课程教学内容组织及教材建设的基础上,结合目前教育部计算机教学指导委员会提出的增强学生系统能力培养的目标,并根据目前国内大学计算机类课程教学改革需要,编写了此书。本书力求帮助读者建立从数字电路到计算机系统软、硬件协同工作的知识体系。本书以MIPS微处理器为背景,采用FPGA作为试验基础平台,一方面通过增加C语言典型数据类型以及常用语句在汇编语言级别的实现,增强计算机原理课程与高级程序设计语言课程之间的联系,更好地培养学生理解计算机软件工作原理的能力; 另一方面通过增加简单指令集微处理器设计的相关内容,增强计算机原理课程与数字逻辑电路设计课程之间的联系,以便学生更好地理解计算机硬件的基本工作原理,并在此基础上以Xilinx FPGA MicroBlaze软核微处理器为核心,辅以各类IP软核,帮助读者学会构建功能复杂的计算机系统。 本书共分为9章。 第1章介绍计算机原理基础知识,包括计算机系统的发展历史、计算机系统的基本结构、计算机系统的基本工作原理、不同计算机系统结构模型,以及计算机系统中数据、信息的表示、存储、运算基础等,帮助读者建立对计算机系统构成、工作原理的初步认识。 第2章以MIPS微处理器汇编指令为原型介绍汇编指令结构、常用MIPS汇编指令应用、寻址方式、汇编程序设计、子程序实现原理和程序的编译、链接、装载、运行的过程。汇编语言是与硬件连接最紧密的程序设计语言,能够帮助读者透彻理解软件控制硬件工作的原理。 第3章介绍微处理器的基本构成,并以MIPS微处理器为例,介绍一个基于给定指令集的简单的类MIPS微处理器数据通路以及控制器的设计,同时介绍