标题：计算机组成原理教师用书（第2版）
图书信息
作者：蒋本珊 普通高等教育“十一五”国家级规划教材图书详细信息：ISBN：9787302208433定价：33元印次：2-1装帧：平装印刷日期：2009-9-11
图书简介
本书是与《计算机组成原理（第2版）》（蒋本珊编著，清华大学出版社出版）一书完全配套的教师用书。全书共8章，与主教材的章节完全相同，每一章都按基本内容要求、教师授课参考、误点疑点解惑、相关知识介绍和教材习题解答等5个板块进行组织。全书概念清楚，通俗易懂，由浅入深，其核心内容是每一章的误点疑点解惑和相关知识介绍两大板块。各章中都以专题的形式对有关问题进行了比较详细和深入的讨论，并且通过一些例题来帮助读者加深对“计算机组成原理”课程所学知识的理解。本书是教师讲授
图书前言
普通高等教育“十一五”国家级规划教材21世纪大学本科计算机专业系列教材
本书责任编委： 袁开榜序 言PREFACE21世纪是知识经济的时代，是人才竞争的时代。随着21世纪的到来，人类已步入信息社会，信息产业正成为全球经济的主导产业。计算机科学与技术在信息产业中占据了最重要的地位，这就对培养21世纪高素质创新型计算机专业人才提出了迫切的要求。为了培养高素质创新型人才,必须建立高水平的教学计划和课程体系。在20多年跟踪分析ACM和IEEE计算机课程体系的基础上，紧跟计算机科学与技术的发展潮流，及时制定并修正教学计划和课程体系是尤其重要的。计算机科学与技术的发展对高水平人才的要求，需要我们从总体上优化课程结构，精炼教学内容，拓宽专业基础，加强教学实践，特别注重综合素质的培养，形成“基础课程精深，专业课程宽新”的格局。为了适应计算机科学与技术学科发展和计算机教学计划的需要，要采取多种措施鼓励长期从事计算机教学和科技前沿研究的专家教授积极参与计算机专业教材的编著和更新，在教材中及时反映学科前沿的研究成果与发展趋势，以高水平的科研促进教材建设。同时适当引进国外先进的原版教材。为了提高教学质量，需要不断改革教学方法与手段，倡导因材施教，强调知识的总结、梳理、推演和挖掘，通过加快教案的不断更新，使学生掌握教材中未及时反映的学科发展新动向，进一步拓广视野。教学与科研相结合是培养学生实践能力的有效途径。高水平的科研可以为教学提供最先进的高新技术平台和创造性的工作环境，使学生得以接触最先进的计算机理论、技术和环境。高水平的科研还可以为高水平人才的素质教育提供良好的物质基础。学生在课题研究中不但能了解科学研究的艰辛和科研工作者的奉献精神，而且能熏陶和培养良好的科研作风，锻炼和培养攻关能力和协作精神。进入21世纪，我国高等教育进入了前所未有的大发展时期，时代的进步与发展对高等教育质量提出了更高、更新的要求。2001年8月，教育部颁发了《关于加强高等学校本科教学工作，提高教学质量的若干意见》。文件指出，本科教育是高等教育的主体和基础，抓好本科教学是提高整个高等教育质量的重点和关键。随着高等教育的普及和高等学校的扩招，在校大学本科计算机专业学生的人数将大量上升，对适合21世纪大学本科计算机科学与技术学科课程体系要求的，并且适合中国学生学习的计算机专业教材的需求量也将急剧增加。为此，中国计算机学会和清华大学出版社共同规划了面向全国高等院校计算机专业本科生的 "21世纪大学本科计算机专业系列教材”。本系列教材借鉴美国ACM 和IEEE最新制定的Computing Curricula 2005（简称CC2005）课程体系，反映当代计算机科学与技术学科水平和计算机科学技术的新发展、新技术，并且结合中国计算机教育改革成果和中国国情。计算机组成原理教师用书（第2版）中国计算机学会教育专业委员会和全国高等学校计算机教育研究会，在清华大学出版社的大力支持下，跟踪分析CC2001，并结合中国计算机科学与技术学科的发展现状和计算机教育的改革成果，研究出了《中国计算机科学与技术学科教程2002》 (China Computing Curricula 2002，简称CCC2002) ，该项研究成果对中国高等学校计算机科学与技术学科教育的改革和发展具有重要的参考价值和积极的推动作用。 "21世纪大学本科计算机专业系列教材”正是借鉴美国ACM 和IEEE CC2005课程体系，依据CCC2002基本要求组织编写的计算机专业教材。相信通过这套教材的编写和出版，能够在内容和形式上显著地提高我国计算机专业教材的整体水平，继而提高我国大学本科计算机专业的教学质量，培养出符合时代发展要求的具有较强国际竞争力的高素质创新型计算机人才。
中国工程院院士国防科学技术大学教授21世纪大学本科计算机专业系列教材编委会名誉主任前言（第2版）FOREWORD2007年，本书与主教材《计算机组成原理》和辅助教材《计算机组成原理学习指导与习题解析》一起入选教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。计算机组成原理》的相关教材已经形成了一个比较完整的教材教学体系，可以适应大多数高校的计算机及相关专业“计算机组成原理”课程教学的需要，受到了广大老师和学生的欢迎。《计算机组成原理（第2版）》已于2008年9月正式出版，2009年4月该书获得兵工高校优秀教材一等奖。随后，《计算机组成原理学习指导与习题解析（第2版）》正式出版，对教师用书的修订需求也提上了议事日程。此次修订，保留了原书的框架和风格，但每一章都增加了“教师授课参考”版块，其目的之一是为本课程的主讲教师提供一些教学建议，目的之二是因为计算机学科研究生入学考试从2009年开始实行联合命题，统一考试，所以在此版块中对《全国硕士研究生入学统一考试计算机科学与技术学科联考计算机学科专业基础考试大纲》进行了介绍，并与主教材的章节进行了对照，以便教师在教学中注意相关的知识点。希望本书能成为主讲教师讲授“计算机组成原理”课程时的指南和助手。本书也可供学生学习“计算机组成原理”课程时参考。本书在编写过程中，欧阳凌帮助整理了“教材习题解答”版块，对全部习题及解答进行了审校，在此表示感谢。本书第1版自面市以来，收到了许多同行和读者发来的电子邮件，对于读者的来信本人均给予了一一回复和解答。希望修订之后的本书能对您有所帮助，欢迎来信提出意见和建议。2009年8月于北京理工大学前言（第1版）FOREWORD“计算机组成原理”是计算机各类专业学生的必修核心课程之一，主要讨论计算机各大部件的基本组成原理，以及各大部件互连构成整机系统的技术。本课程在计算机学科中处于承上启下的地位，具有内容多、难度大等特点。本书根据作者本人近二十年来从事“计算机组成原理”课程教学的经验和体会整理编写而成，以满足讲授“计算机组成原理”课程的教师的需要。本书的使用将有助于教师对主教材和相关背景知识的理解，对于改进教学方法，提高教学质量都有着积极的意义。本书是与已列入中国计算机学会和清华大学出版社共同规划的“21世纪大学本科计算机专业系列教材”之一的《计算机组成原理》一书完全配套的教师参考用书。全书共分为8章，与主教材的章节完全相同，每一章都按基本内容要求、误点疑点解惑、相关知识介绍和教材习题解答等四个版块进行组织。第一版块按照了解、理解、掌握3个不同的层次对各章节的教学内容提出了基本要求，既方便教师在教学过程中根据实际的教学课时数合理地安排教学内容，也方便学生在学习过程中把握住重点。第二版块结合作者的教学经验和体会，对本课程学习过程中容易出现的误点与疑点问题进行答疑解惑，指出了教学过程中需要特别注意的问题。第三版块对主教材中由于篇幅原因没有能够展开的内容以及与本课程密切相关的背景知识进行介绍和讨论，以丰富读者的视野。第四版块则给出了主教材中所附全部习题较为详细的解答过程与参考答案，这是应一些读者的要求而写的。本书是根据中国计算机学会教育委员会制定的“中国计算机科学与技术学科教程2002" (CCC2002）对课程教学内容的要求，结合作者讲授本课程近二十年的教学经验和体会“磨”出来的。全书概念清楚、由浅入深。全书的核心内容是每一章的误点疑点解惑和相关知识介绍两大板块，在每章中都以专题的形式对有关问题进行了比较详细和深入的讨论，并且还给出了一些例题以帮助读者加深对有关知识点的理解。考虑到本书的主要读者对象应该是讲授本课程的教师，所以在本书每一章的最后一个板块给出了主教材中全部习题的详解，以供讲授和辅导时参考。要注意的是，有些习题的答案并不唯一，设计也不一定最优，读者可以根据解题思路自己解答，不要受到参考答案的限制和束缚。还需要特别指出的是，建议学生读者在学习过程中最好不要先看这一部分内容，一定要给自己留下一个独立思考的空间。“主教材《计算机组成原理》一书自2004年3月出版以来，受到读者的欢迎和专家的认可，并已于2004年底被评为北京市精品教材，与主教材配套的《计算机组成原理学习指导与习题解析》一书也于不久前面世，此次本书的问世将会使这套书锦上添花，它们将与《计算机组成原理电子教案》一起，构成一个本课程的立体教材体系。计算机组成原理教师用书（第2版）本书既与主教材有紧密的关系，又独立成书，可以单独使用；既可作为教师讲授“计算机组成原理”课程时的参考书，也可作为学生学习“计算机组成原理”课程时的参考书。在本书编写过程中得到了“21世纪大学本科计算机专业系列教材”编委会的多次指导和建议，清华大学出版社的编辑们也为本书的出版做了许多工作。在此对他们辛勤的工作和热情的支持表示诚挚的感谢！由于时间的原因以及个人的水平限制，书中难免出现错误和不妥之处，欢迎同行和广大读者批评指正。
作 者2005年4月于北京理工大学
图书目录
第1章 概论1 1.1 基本内容要求1 1.2 教师授课参考2 1.3 误点疑点解惑2 1.4 相关知识介绍5 1.5 教材习题解答11第2章 数据的机器层次表示13 2.1 基本内容要求13 2.2 教师授课参考14 2.3 误点疑点解惑15 2.4 相关知识介绍28 2.5 教材习题解答41第3章 指令系统51 3.1 基本内容要求51 3.2 教师授课参考52 3.3 误点疑点解惑53 3.4 相关知识介绍68 3.5 教材习题解答80第4章 数值的机器运算89 4.1 基本内容要求89 4.2 教师授课参考90 4.3 误点疑点解惑91 4.4 相关知识介绍98 4.5 教材习题解答116第5章 存储系统和结构130 5.1 基本内容要求130 5.2 教师授课参考131 5.3 误点疑点解惑132 5.4 相关知识介绍145 5.5 教材习题解答158第6章 中央处理器171 6.1 基本内容要求171 6.2 教师授课参考172 6.3 误点疑点解惑173 6.4 相关知识介绍189 6.5 教材习题解答205第7章 外部设备218 7.1 基本内容要求218 7.2 教师授课参考219 7.3 误点疑点解惑220 7.4 相关知识介绍233 7.5 教材习题解答244第8章 输入输出系统252 8.1 基本内容要求252 8.2 教师授课参考253 8.3 误点疑点解惑254 8.4 相关知识介绍266 8.5 教材习题解答280主要参考文献292目 录计算机组成原理教师用书（第2版）第1章 编译程序理论概述11.1 导言11.2 语言及其翻译11.3 语法的功能31.4 程序设计语言的发展41.5 编译程序的结构61.5.1 词法分析71.5.2 字符串表91.5.3 语法分析91.5.4 语义分析101.5.5 符号表101.5.6 代码优化程序101.5.7 代码生成程序111.6 特殊约定12缩写词与关键字12习题12第2章 语法及其分类142.1 概述142.2 文法142.2.1 字母表与字符串142.2.2 非终结符与产生式152.2.3 文法的例子152.3 文法及语言的Chomskey分类172.4 规范推导182.5 文法的二义性19习题20编译原理计算机组成原理教师用书（第2版）第3章 扫描器与正规语言223.1 词法分析程序简介223.2 正规表达式223.2.1 正规表达式代数233.2.2 正规表达式的性质243. 3 有限状态自动机273. 4 非确定的有限状态自动机293. 5 将正规文法转换为自动机303. 6 NDFA的确定化及化简333. 7 从有限状态自动机转换到正规文法403. 8 有限自动机在计算机中的实现403. 9 扫描器实现中的特殊问题423. 9. 1 输入符号表423. 9. 2 扫描器自动机中的终止状态423. 9. 3 删除空白符号与注释433. 9. 4 输出单词433. 10 字符串表的实现463.11 保留字473.12 使用扫描器自动生成工具48缩写词与关键字48习题48第4章 语法分析与前后文无关文法514. 1 导论514. 2 下推自动机514. 2. 1 停机条件的等价性534. 2. 2 从前后文无关文法CFG构造PDA544. 3 LL(?k?)规范文法554. 3. 1 FIRST集与FOLLOW集564. 3. 2 选择集合584. 4 文法的左递归性594. 5 公共左因子604. 6 用正规表达式运算符拓广CFG614. 7 递归下降分析程序624. 8 作为下推自动机的递归下降分析程序644.9 自底向上的语法分析器的构造664. 9. 1 自底向上的语法分析664. 9. 2 LR (?k?）分析法694. 10 错误的发现844.11 使用语法分析器生成工具85关键字86习题86第5章 语义分析与属性文法885.1 引言885.2 属性文法AG885.2.1 继承属性和综合属性905.2.2 属性值流935.3 非终结符号作为属性计值函数945.4 符号表作为属性955.5 一个微Pascal语言的属性文法AG965.6 域和标识符种类985.6.1 标识符作用域文法995.6.2 标识符作用域例子的分析1005.6.3 符号表的其他事项1045.7 在递归下降分析中实现属性1055.8 LR分析器的属性赋值1065.9 实现一个符号表107符号109关键字109习题109第6章 语法制导的代码生成1116.1 引言1116.2 常见的中间语言简介1116.2.1 逆波兰表示1126.2.2 四元式1136.2.3 其他表示法1146.3 赋值语句的翻译1146.4 布尔表达式的翻译1166.5 程序流程控制语句的翻译1226.5.1 常见控制结构的翻译1226.5.2 语句标号及GOTO语句的翻译1266.5.3 多分支语句的翻译1306.6 含数组元素的算术表达式及赋值语句的翻译1326.6.1 下标变量地址的计算1336.6.2 含有下标变量的赋值语句的翻译1366.7 过程说明和过程调用的翻译1396.7.1 过程说明的翻译1396.7.2 实参和形参间的信息传递1406.7.3 过程语句的翻译1416.7.4 关于形实结合的进一步讨论1426.8 说明语句的翻译1446.8.1 类型说明（变量及数组定义）语句的翻译1446.8.2 数据类型定义语句的翻译147习题150第7章 符号表1527.1 引言1527.2 符号表的组织1527.3 符号表结构1537.3.1 线性符号表1537.3.2 有序符号表1547.3.3 散列表1557.4 符号表的管理1577.4.1 符号表的初始化1577.4.2 符号表的查填1577.4.3 符号表的删除158关键字158习题158第8章 运行时存储空间的组织与管理1618.1 引言1618.2 语言相关概述1618.2.1 过程1618.2.2 名字的作用域和绑定1628.3 存储分配的策略1638.3.1 静态存储分配策略1648.3.2 栈式存储分配策略1668.3.3 堆式存储分配策略1708.4 FORTRAN语言的存储分配173关键字174习题174第9章 代码优化1809.1 概述1809.2 局部优化1819.2.1 基本块的划分1819.2.2 基本块的优化1829.2.3 基本块的DAG图表示1839.3 循环优化1899.3.1 程序流图的概念1909.3.2 循环优化方法190第10章 目标代码生成19410.1 概述19410.2 一个简单的计算机模型19610.3 一个简单的代码生成器19710.3.1 变量的待用信息及其算法19810.3.2 代码生成算法20010.4 寄存器分配20410.5 窥孔优化205参考文献208[1]