計算機組成與體系結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　本書揭示現(xiàn)代計算機的內(nèi)部工作方式，采用大量真實的例子，引導(dǎo)讀者逐步由淺入深地學(xué)習(xí)計算機體系結(jié)構(gòu)。本書內(nèi)容經(jīng)過精心組織，層次分明，內(nèi)容翔實。對計算機硬件沒有預(yù)備知識的要求，非常適合于大學(xué)本科的教學(xué)。本書還設(shè)計大量難度不同的習(xí)題，幫助讀者更好地理解計算機工作原理?！　”緯到y(tǒng)介紹計算機組成與體系結(jié)構(gòu)，主要內(nèi)容包括：數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)、機器層次的數(shù)據(jù)表示方法、匯編層次的機器組織和結(jié)構(gòu)、存儲器的組成和結(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、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和分布式計算機系統(tǒng)等。本書把計算機科學(xué)技術(shù)與實際問題相結(jié)合，用大量精致圖片展示計算機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)清晰，內(nèi)容翔實，還包括大量補充材料和習(xí)題，方便教學(xué)?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｓ嬎銠C及相關(guān)專業(yè)本科生的教材或參考書，也可供相關(guān)技術(shù)人員參考。

作者簡介

　　Linda Null　賓夕法尼亞州立大學(xué)計算機科學(xué)教授，美國愛荷華大學(xué)計算機科學(xué)博士。她長期教授操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、程序設(shè)計、計算機組成和體系結(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)庫系統(tǒng)安全，操作系統(tǒng)安全和并發(fā)控制等。

書籍目錄

出版者的話專家指導(dǎo)委員會譯者序前言第1章　引言1.1概述1.2計算機的主要組成部分1.3計算機系統(tǒng)示例1.4國際標準化組織1.5計算機的發(fā)展史1.5.1第零代：機械計算器1.5.2第一代：真空管計算機1.5.3第二代：晶體管計算機1.5.4第三代：集成電路計算機1.5.5第四代：超大規(guī)模集成電路計算機1.5.6摩爾定律1.6計算機的分層組織結(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)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(fù)習(xí)練習(xí)題第2章　計算機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表示方法2.1概述2.2位置編碼系統(tǒng)2.3十進制數(shù)和二進制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換2.3.1無符號整數(shù)的轉(zhuǎn)換2.3.2分數(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帶符號整數(shù)的表示方法2.4.1符號幅值表示法2.4.2補碼體系2.5浮點表示法2.5.1一個簡單的模型2.5.2浮點算法2.5.3浮點誤差2.5.4 IEEE一745浮點標準2.6字符編碼2.6.1二進制編碼的十進制數(shù)2.6.2EBCDIC2.6.3ASCII2.6.4統(tǒng)一字符編碼標準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運行長度限制編碼2.8錯誤檢測與校正2.8.1循環(huán)冗余碼校驗2.8.2海明編碼2.8.3里德一所羅門編碼本章小結(jié)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(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布爾表達式3.2.2布爾恒等式3.2.3布爾表達式的化簡3.2.4反碼3.2.5布爾函數(shù)的表示方法3.3邏輯門3.3.1邏輯門的表示符號3.3.2通用門電路3.3.3多輸入的門電路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時序電路3.6.1基本概念3.6.2時鐘信號3.6.3觸發(fā)器3.6.4典型的時序邏輯電路3.7電路設(shè)計本章小結(jié)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(fù)習(xí)練習(xí)題卡諾圖專題3A.1概述3A.2卡諾圖的描述和基本術(shù)語3A.3利用卡諾圖化簡二變量函數(shù)3A.4利用卡諾圖化簡三變量函數(shù)3A.5利用卡諾圖化簡四變量函數(shù)3A.6無關(guān)條件3A.7小結(jié)練習(xí)題第4章　MARIE：簡單計算機模型4.1概述4.1.1CPU的基本知識和組成原理4.1.2總線4.1.3時鐘4.1.4輸入／輸出子系統(tǒng)4.1.5存儲器組成和尋址方式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4.4一個簡單的程序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為什么使用匯編語言4.6MARIE指令集的擴充4.7有關(guān)譯碼的討論：硬件譯碼和微程序控制譯碼4.8實際的計算機體系結(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)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(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5.2.2小端和大端的位序問題5.2.3CPU的內(nèi)部存儲機制：堆棧和寄存器5.2.4操作數(shù)的數(shù)目和指令的長度5.2.5擴展操作碼5.3指令類型5.4尋址5.4.1數(shù)據(jù)類型5.4.2尋址方式5.5指令流水線5.6 ISA體系結(jié)構(gòu)的真實案例5.6.1 Intel體系結(jié)構(gòu)5.6.2 MIPS體系結(jié)構(gòu)5.6.3 Java虛擬機本章小結(jié)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(fù)習(xí)練習(xí)題第6章　存儲器6.1概述6.2存儲器的類型6.3存儲器的層次結(jié)構(gòu)6.4高速緩存存儲器6.4.1高速緩存的映射模式6.4.2置換策略6.4.3有效存取時間和命中幾率6.4.4何時高速緩存的方法會失效6.4.5高速緩存的寫策略6.5虛擬存儲器6.5.1分頁6.5.2使用分頁的有效存取時間6.5.3綜合舉例：同時使用高速緩存、TLB和分頁6.5.4分頁和虛擬存儲器的優(yōu)缺點6.5.5分段6.5.6分頁和分段的組合方式6.6存儲器管理實例本章小結(jié)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(fù)習(xí)練習(xí)題第7章　輸入／輸出和存儲系統(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總線操作7.3.3深入討論中斷控制的I／O7.4磁盤技術(shù)7.4.1硬盤驅(qū)動器7.4.2軟盤7.5光盤7.5.1 CD-ROM7.5.2DVD7.5.3光盤記錄方法7.6磁帶7.7獨立磁盤冗余陣列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)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(fù)習(xí)練習(xí)題選擇磁盤存儲器的實現(xiàn)專題7A.1概述7A.2數(shù)據(jù)傳輸模式7A.3SCSI7A.4存儲器的區(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8.2.3操作系統(tǒng)服務(wù)8.3保護環(huán)境8.3.1虛擬機8.3.2子系統(tǒng)和分區(qū)8.3.3保護環(huán)境和計算機系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展進程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動態(tài)鏈接庫8.4.4編譯器8.4.5解釋器8.5 Java：一種綜合語言8.6數(shù)據(jù)庫軟件8.7事務(wù)管理器本章小結(jié)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(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計算機9.3FLYNN分類方法9.4并行和多處理器體系結(jié)構(gòu)9.4.1超標量和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共享存儲器的多處理器9.4.5分布式計算9.5新的并行處理方法9.5.1數(shù)據(jù)流計算9.5.2神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)9.5.3脈動陣列本章小結(jié)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(fù)習(xí)練習(xí)題第10章　性能度量和分析10.1概述10.2基本的計算機性能方程式10.3數(shù)學(xué)預(yù)備知識10.3.1平均數(shù)的意義10.3.2統(tǒng)計學(xué)和語義學(xué)10.4基準10.4.1時鐘速率、M1PS和FLOPS10.4.2綜合基準：Whetstone、Linpack和Dhrystone10.4.3標準性能評估公司基準10.4.4事務(wù)性能委員會基準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使用好的算法和簡單的代碼10.6磁盤性能10.6.1性能問題lO.6.2物理性能10.6.3邏輯性能本章小結(jié)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(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)計算機網(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集線器11.6.5交換機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)深入閱讀參考文獻基本概念和術(shù)語復(fù)習(xí)練習(xí)題附錄A　數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和計算機術(shù)語表部分練習(xí)題答案和提示

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