計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　本書(shū)揭示現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的內(nèi)部工作方式，采用大量真實(shí)的例子，引導(dǎo)讀者逐步由淺入深地學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。本書(shū)內(nèi)容經(jīng)過(guò)精心組織，層次分明，內(nèi)容翔實(shí)。對(duì)計(jì)算機(jī)硬件沒(méi)有預(yù)備知識(shí)的要求，非常適合于大學(xué)本科的教學(xué)。本書(shū)還設(shè)計(jì)大量難度不同的習(xí)題，幫助讀者更好地理解計(jì)算機(jī)工作原理?！　”緯?shū)系統(tǒng)介紹計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)，主要內(nèi)容包括：數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)、機(jī)器層次的數(shù)據(jù)表示方法、匯編層次的機(jī)器組織和結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)器的組成和結(jié)構(gòu)、接口和通信、功能組織、多處理器和可供選擇的其他結(jié)構(gòu)、性能增強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。本書(shū)把計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，用大量精致圖片展示計(jì)算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)清晰，內(nèi)容翔實(shí)，還包括大量補(bǔ)充材料和習(xí)題，方便教學(xué)?！　”緯?shū)可作為高等院校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生的教材或參考書(shū)，也可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

　　Linda Null　賓夕法尼亞州立大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)教授，美國(guó)愛(ài)荷華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)博士。她長(zhǎng)期教授操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、程序設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)組成和體系結(jié)構(gòu)課程，教齡近30年。目前，其研究領(lǐng)域包括面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)安全，操作系統(tǒng)安全和并發(fā)控制等。

書(shū)籍目錄

出版者的話(huà)專(zhuān)家指導(dǎo)委員會(huì)譯者序前言第1章　引言1.1概述1.2計(jì)算機(jī)的主要組成部分1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)示例1.4國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織1.5計(jì)算機(jī)的發(fā)展史1.5.1第零代：機(jī)械計(jì)算器1.5.2第一代：真空管計(jì)算機(jī)1.5.3第二代：晶體管計(jì)算機(jī)1.5.4第三代：集成電路計(jì)算機(jī)1.5.5第四代：超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)1.5.6摩爾定律1.6計(jì)算機(jī)的分層組織結(jié)構(gòu)1.7馮諾伊曼模型1.8非馮諾伊曼模型本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第2章　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表示方法2.1概述2.2位置編碼系統(tǒng)2.3十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.3.1無(wú)符號(hào)整數(shù)的轉(zhuǎn)換2.3.2分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換2.3.3以2的指數(shù)冪為基數(shù)的數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換2.4帶符號(hào)整數(shù)的表示方法2.4.1符號(hào)幅值表示法2.4.2補(bǔ)碼體系2.5浮點(diǎn)表示法2.5.1一個(gè)簡(jiǎn)單的模型2.5.2浮點(diǎn)算法2.5.3浮點(diǎn)誤差2.5.4 IEEE一745浮點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)2.6字符編碼2.6.1二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制數(shù)2.6.2EBCDIC2.6.3ASCII2.6.4統(tǒng)一字符編碼標(biāo)準(zhǔn)2.7用于數(shù)據(jù)記錄和傳遞的編碼方式2.7.1不歸零編碼2.7.2反轉(zhuǎn)不歸零編碼2.7.3相位調(diào)制編碼2.7.4頻率調(diào)制編碼2.7.5運(yùn)行長(zhǎng)度限制編碼2.8錯(cuò)誤檢測(cè)與校正2.8.1循環(huán)冗余碼校驗(yàn)2.8.2海明編碼2.8.3里德一所羅門(mén)編碼本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第3章　布爾代數(shù)和數(shù)字邏輯3.1概述3.2布爾代數(shù)3.2.1布爾表達(dá)式3.2.2布爾恒等式3.2.3布爾表達(dá)式的化簡(jiǎn)3.2.4反碼3.2.5布爾函數(shù)的表示方法3.3邏輯門(mén)3.3.1邏輯門(mén)的表示符號(hào)3.3.2通用門(mén)電路3.3.3多輸入的門(mén)電路3.4數(shù)字電路元件3.4.1數(shù)字電路及其與布爾代數(shù)的相互關(guān)系3.4.2集成電路3.5組合邏輯電路3.5.1基本概念3.5.2典型的組合邏輯電路3.6時(shí)序電路3.6.1基本概念3.6.2時(shí)鐘信號(hào)3.6.3觸發(fā)器3.6.4典型的時(shí)序邏輯電路3.7電路設(shè)計(jì)本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題卡諾圖專(zhuān)題3A.1概述3A.2卡諾圖的描述和基本術(shù)語(yǔ)3A.3利用卡諾圖化簡(jiǎn)二變量函數(shù)3A.4利用卡諾圖化簡(jiǎn)三變量函數(shù)3A.5利用卡諾圖化簡(jiǎn)四變量函數(shù)3A.6無(wú)關(guān)條件3A.7小結(jié)練習(xí)題第4章　MARIE：簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)模型4.1概述4.1.1CPU的基本知識(shí)和組成原理4.1.2總線(xiàn)4.1.3時(shí)鐘4.1.4輸入／輸出子系統(tǒng)4.1.5存儲(chǔ)器組成和尋址方式4.1.6中斷4.2MARIE4.2.1體系結(jié)構(gòu)4.2.2寄存器和總線(xiàn)4.2.3指令系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)4.2.4寄存器傳輸表示法4.3指令的執(zhí)行過(guò)程4.3.1取指一譯碼一執(zhí)行周期4.3.2中斷和輸入／輸出4.4一個(gè)簡(jiǎn)單的程序4.5有關(guān)編譯程序的討論4.5.1編譯程序的功能4.5.2為什么使用匯編語(yǔ)言4.6MARIE指令集的擴(kuò)充4.7有關(guān)譯碼的討論：硬件譯碼和微程序控制譯碼4.8實(shí)際的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)4.8.1 Intel體系結(jié)構(gòu)4.8.2 MIPS體系結(jié)構(gòu)本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第5章　指令系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)概覽5.1概述5.2指令格式5.2.1指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.2.2小端和大端的位序問(wèn)題5.2.3CPU的內(nèi)部存儲(chǔ)機(jī)制：堆棧和寄存器5.2.4操作數(shù)的數(shù)目和指令的長(zhǎng)度5.2.5擴(kuò)展操作碼5.3指令類(lèi)型5.4尋址5.4.1數(shù)據(jù)類(lèi)型5.4.2尋址方式5.5指令流水線(xiàn)5.6 ISA體系結(jié)構(gòu)的真實(shí)案例5.6.1 Intel體系結(jié)構(gòu)5.6.2 MIPS體系結(jié)構(gòu)5.6.3 Java虛擬機(jī)本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第6章　存儲(chǔ)器6.1概述6.2存儲(chǔ)器的類(lèi)型6.3存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)6.4高速緩存存儲(chǔ)器6.4.1高速緩存的映射模式6.4.2置換策略6.4.3有效存取時(shí)間和命中幾率6.4.4何時(shí)高速緩存的方法會(huì)失效6.4.5高速緩存的寫(xiě)策略6.5虛擬存儲(chǔ)器6.5.1分頁(yè)6.5.2使用分頁(yè)的有效存取時(shí)間6.5.3綜合舉例：同時(shí)使用高速緩存、TLB和分頁(yè)6.5.4分頁(yè)和虛擬存儲(chǔ)器的優(yōu)缺點(diǎn)6.5.5分段6.5.6分頁(yè)和分段的組合方式6.6存儲(chǔ)器管理實(shí)例本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第7章　輸入／輸出和存儲(chǔ)系統(tǒng)7.1概述7.2AMDAHL定律7.3輸入／輸出體系結(jié)構(gòu)7.3.1 I／0的控制方法7.3.2 I／O總線(xiàn)操作7.3.3深入討論中斷控制的I／O7.4磁盤(pán)技術(shù)7.4.1硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器7.4.2軟盤(pán)7.5光盤(pán)7.5.1 CD-ROM7.5.2DVD7.5.3光盤(pán)記錄方法7.6磁帶7.7獨(dú)立磁盤(pán)冗余陣列7.7.1RAID Level O7.7.2RAID Level 17.7.3RAID Level 27.7.4RAID Level 37.7.5RAID Level 47.7.6RAID Level 57.7.7RAID Level 6‘7.7.8混合RAID系統(tǒng)7.8數(shù)據(jù)壓縮7.8.1統(tǒng)計(jì)編碼7.8.2Ziv—Lempet(LZ)字典系統(tǒng)7.8.3GIF和PNG壓縮7.8.4 JPEG壓縮本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題選擇磁盤(pán)存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)專(zhuān)題7A.1概述7A.2數(shù)據(jù)傳輸模式7A.3SCSI7A.4存儲(chǔ)器的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)7A.5其他的I／0連接7A.6小結(jié)練習(xí)題第8章　系統(tǒng)軟件8.1概述8.2操作系統(tǒng)8.2.1操作系統(tǒng)的發(fā)展史8.2.2操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)8.2.3操作系統(tǒng)服務(wù)8.3保護(hù)環(huán)境8.3.1虛擬機(jī)8.3.2子系統(tǒng)和分區(qū)8.3.3保護(hù)環(huán)境和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)程8.4編程工具8.4.1匯編程序和匯編8.4.2鏈接編輯器8.4.3動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)8.4.4編譯器8.4.5解釋器8.5 Java：一種綜合語(yǔ)言8.6數(shù)據(jù)庫(kù)軟件8.7事務(wù)管理器本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第9章　可選擇的體系結(jié)構(gòu)9.1概述9.2 RISC計(jì)算機(jī)9.3FLYNN分類(lèi)方法9.4并行和多處理器體系結(jié)構(gòu)9.4.1超標(biāo)量和Vuw體系結(jié)構(gòu)9.4.2矢量處理器9.4.3互連網(wǎng)絡(luò)9.4.4共享存儲(chǔ)器的多處理器9.4.5分布式計(jì)算9.5新的并行處理方法9.5.1數(shù)據(jù)流計(jì)算9.5.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)9.5.3脈動(dòng)陣列本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第10章　性能度量和分析10.1概述10.2基本的計(jì)算機(jī)性能方程式10.3數(shù)學(xué)預(yù)備知識(shí)10.3.1平均數(shù)的意義10.3.2統(tǒng)計(jì)學(xué)和語(yǔ)義學(xué)10.4基準(zhǔn)10.4.1時(shí)鐘速率、M1PS和FLOPS10.4.2綜合基準(zhǔn)：Whetstone、Linpack和Dhrystone10.4.3標(biāo)準(zhǔn)性能評(píng)估公司基準(zhǔn)10.4.4事務(wù)性能委員會(huì)基準(zhǔn)10.4.5系統(tǒng)仿真1O.5 CPU性能優(yōu)化10.5.1分支優(yōu)化10.5.2使用好的算法和簡(jiǎn)單的代碼10.6磁盤(pán)性能10.6.1性能問(wèn)題lO.6.2物理性能10.6.3邏輯性能本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題第11章　網(wǎng)絡(luò)組織和體系結(jié)構(gòu)11.1概述11.2早期的商業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)11.3早期的學(xué)術(shù)和科學(xué)網(wǎng)絡(luò)：因特網(wǎng)的起源和體系結(jié)構(gòu)11.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1：ISO／OsI協(xié)議11.4.1一個(gè)比喻11.4.2 OSI參考模型11.5網(wǎng)絡(luò)協(xié)議2：TCP／IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)11.5.1IPv4網(wǎng)際協(xié)議層11.5.2IPv4遇到的困難11.5.3TCP11.5.4TCP的工作原理11.5.5IPv611.6網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)11.6.1物理傳輸介質(zhì)11.6.2網(wǎng)絡(luò)接口卡11.6.3轉(zhuǎn)發(fā)器11.6.4集線(xiàn)器11.6.5交換機(jī)11.6.6網(wǎng)橋和網(wǎng)關(guān)11.6.7路由器和路由11.7高容量數(shù)字鏈路11.7.1數(shù)字分層體系11.7.2ISDN11.7.3異步傳輸模式11.8因特網(wǎng)的概況11.8.1走進(jìn)因特網(wǎng)11.8.2遨游因特網(wǎng)本章小結(jié)深入閱讀參考文獻(xiàn)基本概念和術(shù)語(yǔ)復(fù)習(xí)練習(xí)題附錄A　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)術(shù)語(yǔ)表部分練習(xí)題答案和提示

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