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本书的目的是让学生在进入大学校门的时候，就对计算机有一个深入理解，为以后的课程打下坚实的基础。

本书包括两方面的内容：计算机底层结构；高级语言编程及编程方法学。书中阐述了LC-3 体系结构的设计，并配套开发了LC-3模拟器供学生使用。为加深学生对编程及其方法学的理解，本书选用了C语言来进行讲解。本书采用了“驱动式”的自底向上方法，即先给学生一个整体结构，然后自底向上地建立起相关的知识。同样，在每个单元中，也采用相同的驱动式教学方法。在每个学习阶段，都基于之前已学的知识介绍新的概念。经验告诉我们，这种学习方法更多地强调理解而不是记忆。通过本书的学习，学生的理解能力将获得很大的提高，因为他们循序渐进地了解了构建计算机的全部过程。

本书特色：

自底向上的组织：从底层的MOS晶体管开关器件开始，然后是逻辑门、锁存器、逻辑结构（开关MUX、译码器、全加器、门锁存器等），后使用这些单元来实现内存。之后，转至有限状态机控制、顺序电路的实现、冯·诺伊曼体系结构、一个简单的计算机（LC-3），以及LC-3的机器和汇编语言、C高级语言、递归等，后是基本数据结构。

调试技术：从写个程序开始，学生就被要求采用LC-3的调试工具和相关的调试技术。正因为如此，他们对编程艺术的体会更加深刻。

LC-3模拟器：本书学习中的一个重要过程是亲自操作LC-3模拟器，这是一个专门为学生掌握主要计算机概念而设计的工具。学生可以从本书网站免费下载LC-3模拟器。

编程方法学：本书给出了很多例程，其意义在于教会学生怎样分析问题，并通过系统的问题分解转换为计算机可编程的子问题。不论是LC-3汇编或C高级语言，编程思路上都存在相似性。这方面的理解和方法对快速掌握其他语言都有帮助。

Preface

Preface to the First Edition

1 Eelcom Aborad

1.1 What We Will Try to Do

1.2 How We Will get There

1.3 Two Recurring Themes

1.4 A Computer System

1.5 Two Very Important Ideas

1.6 Computers as Universal Computational Devices

1.7 How Do We Get the Electrons to Do the Work?

Exercises

2 Bits, Data Types, and Operations

2.1 Bits and Data Types

2.2 Integer Data Types

2.3 2's Complement Integers

2.4 Binary-Decimal Conversion

2.5 Operations on Bit-PartⅠ： Arithmetic

2.6 Operations on Bit-PartⅡ: Logical Operations

2.7 Other Representations

Exerises

3 Digital Logic Structures

3.1 The Transistor

3.2 Logic Gates

3.3 Combinational Logic Circuits

3.4 Basic Storage Elements

……

4 The von Neumann Model

5 The LC-3

6 Programming

7 Assembly Laguage

8 I/O

9 TRAP Routines and Subroutines

10 And, Finally...The Stack

11 Introducion to Programming in C

12 Variables and Operators

13 Control Structures

14 Functions

15 Testing and Debugging

16 Pointers and Arrays

17 Recursion

18 I/O in C

19 Data Structures

A The LC-3 ISA

B From LC-3 to x86

C The Microarchitecture of the LC-3

D The C Programming Language

E Useful Tables

F Solutions to Selected

Exercises

Yale N. Patt拥有斯坦福大学电子工程博士学位，是得克萨斯大学奥斯汀分校电子与计算机工程系教授。他是IEE和ACM会士，因其在高性能微处理器方面的成就而获得IEEE Emannuel R. Piore奖、IEEE/ACM Eckert-Mauchly奖和IEEE Wallace W. McDowell奖，因其在教学方面的贡献而攻得AC

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书籍介绍

与Donald E. Knuth齐名的美国计算机界泰斗级作者Yale N. Patt。

　　伊利诺伊大学（UIUC）等众多名校计算机的经典基础教材。

　　本书的目的是让学生在一进入大学校门的时候，就对计算机科学有一个深入理解，为以后的课程打下坚实的基础。

　　本书包括两方面的内容：计算机底层结构；高级语言编程及编程方法学。书中阐述了LC-3体系结构的设计，并配套开发了LC-3模拟器供学生使用。为加深学生对编程及其方法学的理解，本书选用了C语言来进行讲解。本书采用了"驱动式"的自底向上方法，即先给学生一个整体结构，然后自底向上地建立起相关的知识。同样，在每个子单元中，也采用相同的驱动式教学方法。在每个学习阶段，都基于之前已学的知识介绍新的概念。经验告诉我们，这种学习方法更多地强调理解而不是记忆。通过本书的学习，学生的理解能力将获得很大的提高，因为他们循序渐进地了解了构建计算机的全部过程。

本书特色

　　●自底向上的组织：从最底层的MOS晶体管开关器件开始，然后是逻辑门、锁存器、逻辑结构 （开关MUX、译码器、全加器、门锁存器等） ，最后使用这些单元来实现内存。之后，转至有限状态机控制、顺序电路的实现、冯·诺伊曼体系结构、一个简单的计算机 （LC-3），以及LC-3的机器和汇编语言、C高级语言、递归等，最后是基本数据结构。

　　●调试技术：从写第一个程序开始，学生就被要求采用LC-3的调试工具和相关的调试技术。正因为如此，他们对编程艺术的体会更加深刻。

　　●LC-3模拟器：本书学习中的一个重要过程是亲自操作LC-3模拟器，这是一个专门为学生掌握主要计算机概念而设计的工具。学生可以从本书网站免费下载LC-3模拟器。

　　●编程方法学：本书给出了很多例程，其意义在于教会学生怎样分析问题，并通过系统的问题分解转换为计算机可编程的子问题。不论是使用LC-3汇编或C高级语言，编程思路上都存在相似性。这方面的理解和方法对快速掌握其他语言都有帮助。