本書涵蓋計算機結構中所有核心主題，每一主題基礎理論與實際設計並重，且將計算機結構與其他計算機系統設計領域之聯繫，闡述得淋漓盡致！精選的章尾習題更有助於讀者深入瞭解所涵蓋的內容。本書內容包含七大部份：背景與緣起、指令集架構、算數∕邏輯單元、資料路徑與控制、記憶體系統設計、輸入/輸出與介面及進階架構，涵蓋了計算機結構中所有的核心主題，提供讀者對此領域一個平衡且完備的觀點。本書適用於大學、科大電子、資工系「計算機組織」、「計算機結構」之課程。本書特色 1 . 涵蓋計算機結構中所有核心主題，每一主題基礎理論與實際設計並重。2 . 將計算機結構與其他計算機系統設計領域之聯繫，闡述得淋漓盡致。3 . 每章的內容均設計為具有承先啟後功能的單元，便於教學。4 . 精選的章尾習題有助於深入瞭解所涵蓋的內容。5 . 全書中所用的符號表示與專業術語均保持一致。

PART 1 背景與緣起1. 組合數位電路 31.1　訊號、邏輯操作、邏輯閘 31.2　布林函數及運算式 61.3　設計邏輯閘電路系統 81.4　有用的組合部件 111.5　可程式化的組合部件 131.6　時間與電路考量 15習　題 17參考書目與進階讀物 202. 擁有記憶能力的數位電路 212.1　閂鎖、正反器、暫存器 212.2　有限狀態機 232.3　設計序向電路 252.4　有用的序向部件 272.5　可程式化的序向部件 302.6　事件的時脈與時間 31習　題 33參考書目與進階讀物 363. 計算機系統技術 373.1　從組件到應用 383.2　計算機系統與其部件 403.3　世代的進展 433.4　處理器與記憶體技術 473.5　周邊、I/O、通訊 493.6　軟體系統與應用程式 52習　題 53參考書目與進階讀物 554. 計算機效能 574.1　成本、效能、與成本∕效能 574.2　定義計算機效能 604.3　效能增益與Amdahl定律 634.4　效能度量vs效能模型 654.5　計算機效能報告 704.6　更高效能的探索 72習　題 74參考書目與進階讀物 77PART 2 指令集架構5. 指令與定址 815.1　硬體的抽象觀點 815.2　指令格式 845.3　簡單的算數與邏輯指令 875.4?載入與儲存指令 885.5　跳躍與分支指令 905.6　定址模式 94習　題 97參考書目與進階讀物 996. 程序與資料 1016.1　簡單的程序呼叫 1016.2　使用堆疊來儲存資料 1046.3　參數與運算結果 1066.4　資料型別 1086.5　陣列與指標 1116.6　其他的指令 115習　題 119參考書目與進階讀物 1217. 組合語言程式 1237.1　機器與組合語言 1237.2　組譯器命令 1257.3　假指令 1287.4　巨集指令 1307.5　連結與載入 1327.6　執行組譯器程式 133習　題 136參考書目與進階讀物 1388. 指令集的各種樣貌 1398.1　複雜指令 1408.2　其他的定址模式 1418.3　指令格式的各種型態 1458.4　指令集設計與演進 1468.5　RISC/CISC的分野 1488.6 界線要畫在哪 150習　題 153參考書目與進階讀物 155PART 3 算數∕邏輯單元9. 數字表示法 1599.1　進位系統 1599.2　數字集合與編碼 1629.3　數字進位轉換 1659.4　有號整數 1669.5　定點數 1699.6　浮點數 171習　題 173參考書目與進階讀物 17610. 加法器與簡單的ALU 17710.1　簡單的加法器 17710.2　進位傳遞網路 17910.3　計數與遞增 18210.4　設計快速的加法器 18310.5　邏輯與位移操作 18610.6　多功能的ALU 189習　題 191參考書目與進階讀物 19411. 乘法器與除法器 19511.1　位移-加法乘法 19611.2　硬體乘法器 19911.3　用程式撰寫乘法 20111.4　位移-減法除法 20411.5　硬體除法器 20711.6　用程式撰寫除法 210習　題 212參考書目與進階讀物 21512. 浮點數算數 21712.1　捨入模式 21712.2　特殊值與例外 22112.3　浮點數加法 22412.4　其他的浮點數操作 22612.5　浮點數指令 22712.6　運算結果的精確度與誤差 231習　題 234參考書目與進階讀物 237PART 4 資料路徑與控制13. 指令執行步驟 24113.1　一個小型的指令集合 24213.2　指令執行單元 24413.3　單週期的資料路徑 24513.4　分支與跳躍 24713.5　產生控制訊號 24713.6　單週期設計的效能 250習　題 252參考書目與進階讀物 25414. 控制單元構成 25514.1　多週期的實作 25614.2　時脈週期與控制訊號 25814.3　控制狀態機 26014.4　多週期設計的效能 26214.5　微程式設計 26414.6　例外處理 267習　題 269參考書目與進階讀物 27115. 管線化的資料路徑 27315.1　管線化的概念 27415.2　管線推遲或氣泡 27615.3　管線時脈與效能 27915.4　管線化資料路徑設計 28215.5　管線化控制 28415.6　最佳化管線 285習　題 288參考書目與進階讀物 29016. 管線效能的限制 29116.1　資料相依與危障 29116.2　資料轉送 29416.3　管線分支危障 29616.4　分支預測 29716.5　進階管線化 29916.6　管線中的例外 302習　題 303參考書目與進階讀物 306PART 5 記憶體系統設計17 主記憶體的概念 30917.1　記憶體結構與SRAM 30917.2　DRAM與更新週期 31217.3　記憶體屏障 31517.4　管線化與交錯式記憶體 31717.5　非揮發性記憶體 31917.6　記憶體階層的需求 320習　題 323參考書目與進階讀物 32518. 快取記憶體的組織 32718.1　快取的需求 32718.2　是什麼讓快取運作？ 33018.3　直接映射的快取 33218.4　集合關連式快取 33418.5　快取與主記憶體 33618.6　改善快取效能 338習　題 340參考書目與進階讀物 34319. 巨量記憶體的概念 34519.1?磁碟記憶體的基礎概念 34619.2　磁碟上的資料組織 34819.3　磁碟效能 35119.4　磁碟快取 35219.5　磁碟陣列與RAID 35319.6　其他種類的巨量記憶體 357習　題 359參考書目與進階讀物 36220. 虛擬記憶體與分頁 36320.1　虛擬記憶體的需求 36420.2　虛擬記憶體中的位址轉譯 36520.3　轉譯備用緩衝區 36820.4　分頁置換策略 37120.5　主記憶體與巨量記憶體 37420.6　改善虛擬記憶體效能 375習　題 378參考書目與進階讀物 380PART 6 輸入/輸出與介面21. 輸入/輸出裝置 38321.1　輸入/輸出裝置及其控制器 38321.2　鍵盤與滑鼠 38521.3　視覺顯示單元 38721.4　硬複製輸入/輸出裝置 39021.5　其他輸入/輸出裝置 39421.6　輸入/輸出裝置的網路 396習　題 398參考書目與進階讀物 40122. 輸入/輸出規劃 40322.1　I/O效能與評估標準 40322.2　輸入/輸出的定址 40522.3　排程式的I/O：輪詢機制 40822.4　需求導向式的I/O：中斷機制 40922.5　I/O資料傳輸與DMA 41022.6　提升I/O的效能 413習　題 417參考書目與進階讀物 42023. 匯流排、連結、介面 42323.1　系統內與系統間連結 42323.2　匯流排與其吸引力 42723.3　匯流排通訊協定 42923.4　匯流排仲裁與效能 43123.5　介面連接的基礎概念 43423.6　介面連接標準 435習　題 438參考書目與進階讀物 44124. 工作區切換與中斷 44324.1　進行I/O的系統呼叫 44324.2　中斷、例外、與陷阱 44524.3　簡單的中斷處理 44724.4　巢狀中斷 45024.5　工作區切換的種類 45124.6　執行緒與多緒執行 454習　題 455參考書目與進階讀物 457PART 7 進階架構25. 邁向高效能之路 46125.1　過往與現今的效能趨勢 46125.2　效能導向的ISA擴充 46425.3　指令層級的平行化 46725.4　測度與數值預測 47025.5　特殊用途硬體加速器 47325.6　向量、陣列與平行處理 475習　題 478參考書目與進階讀物 48126. 向量與陣列處理 48326.1　向量上的操作 48426.2　向量處理器實作 48626.3　向量處理器的效能 49026.4　共用控制系統 49226.5　陣列處理器實作 49326.6　陣列處理器效能 495習　題 496參考書目與進階讀物 49927. 共用記憶體多重處理 50127.1　集中式共用記憶體 50127.2　多重快取與快取統一性 50527.3　實作對稱式多處理器 50727.4　分散式共用記憶體 51027.5　指引資料存取的目錄 51227.6　實作非對稱式多處理器 514習　題 516參考書目與進階讀物 51928. 分散式多重運算 52128.1　透過訊息傳遞的通訊 52128.2　互連網路 52528.3　訊息構成與繞送 52728.4　建造並使用多重計算機 53028.5　以網路為基礎的分散式運算 53228.6　網格運算與前景 534習　題 536參考書目與進階讀物 539