計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　《高等院校計(jì)算機(jī)教材系列·計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)》以計(jì)算機(jī)組成原理為主，兼顧了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容。全書共包含9章：第1章簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的概念；第2章講述構(gòu)成計(jì)算機(jī)硬件的基本邏輯電路基礎(chǔ)；第3章介紹運(yùn)算方法和運(yùn)算器的實(shí)現(xiàn)；第4、5章描述處理器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理，包括指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其優(yōu)化、控制器的基本組成與功能、組合邏輯控制器的組成原理與實(shí)現(xiàn)方法、微程序控制器的組成原理與實(shí)現(xiàn)方法等；第6、7章講述存儲(chǔ)系統(tǒng)的構(gòu)成原理等；第8章講述輸入輸出設(shè)備原理；第9章重點(diǎn)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，包括先行控制技術(shù)、流水線處理技術(shù)、超標(biāo)量處理器、超流水線處理器等。

書籍目錄

前言教學(xué)建議第1章　計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述1．1　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概念1．1．1　計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展1．1．2　計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1．1．3　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)組成、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)1．2　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)1．3　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1．4　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類1．4．1　弗林分類法1．4．2　馮氏分類法1．4．3　海德勒分類法1．5　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)1．5．1　系統(tǒng)運(yùn)行速度1．5．2　加速比1．5．3　CPU性能1．5．4　性能價(jià)格比1．6　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展1．6．1　馮·諾伊曼機(jī)組系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的演變1．6．2　軟件、應(yīng)用和器件對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響1．6．3　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中并行性的發(fā)展1．6．4　多核／眾核系統(tǒng)結(jié)構(gòu)習(xí)題第2章　數(shù)宇邏輯基礎(chǔ)2．1　計(jì)算機(jī)中常用的組合邏輯電路2．1．1　編碼器2．1．2　譯碼器2．1．3　數(shù)據(jù)選擇器2．1．4　數(shù)值比較器2．1．5　加法器2．2　時(shí)序邏輯電路2．2．1　常用時(shí)序邏輯電路2．2．2　時(shí)序邏輯電路分析2．2．3　時(shí)序邏輯電路設(shè)計(jì)2．3　陣列邏輯電路2．3．1　陣列邏輯電路基礎(chǔ)2．3．2　復(fù)雜可編程邏輯器件與現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列2．4　VHDL2．4．1　VHDL概述2．4．2　VHDL基本規(guī)范2．4．3　VHDL語(yǔ)言的描述語(yǔ)句2．4．4　VHDL語(yǔ)言結(jié)構(gòu)體的描述方法習(xí)題第3章　運(yùn)算方法與運(yùn)算器3．1　計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示與數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換3．1．1　計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示方法與轉(zhuǎn)換3．1．2　十進(jìn)制數(shù)的編碼與運(yùn)算3．2　機(jī)器數(shù)的編碼表示及加減運(yùn)算3．2．1　機(jī)器數(shù)的編碼表示3．2．2　定點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算3．2．3　定點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算溢出的處理3．3　二進(jìn)制乘除法運(yùn)算3．3．1　二進(jìn)制乘法運(yùn)算3．3．2　二進(jìn)制除法運(yùn)算3．4　浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法3．4．1　浮點(diǎn)數(shù)的加減法運(yùn)算3．4．2　浮點(diǎn)數(shù)的乘除法運(yùn)算3．5　浮點(diǎn)數(shù)設(shè)計(jì)3．5．1　浮點(diǎn)數(shù)表示格式3．5．2　浮點(diǎn)數(shù)表示范圍3．5．3　浮點(diǎn)數(shù)的表示精度3．5．4　浮點(diǎn)數(shù)的表示效率3．5．5　浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的下溢處理方法3．6　數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼3．6．1　奇偶校驗(yàn)碼3．6．2　海明校驗(yàn)碼3．6．3　循環(huán)冗余校驗(yàn)碼3．7　用VHDL實(shí)現(xiàn)8位ALU3．7．1　設(shè)計(jì)分析3．7．2　設(shè)計(jì)實(shí)例習(xí)題第4章　指令系統(tǒng)4．1　引言4．1．1　傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)4．1．2　指令系統(tǒng)發(fā)展的兩種途徑：C1SC，RISC4．2　指令格式4．2．1　指令字長(zhǎng)度4．2．2　操作碼4．2．3　地址碼4．3　尋址技術(shù)4．3．1　指令尋址方式4．3．2　操作數(shù)尋址方式4．4　典型的指令系統(tǒng)4．4．1　指令的分類4．4．2　精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)4．5　指令系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)4．5．1　操作碼的優(yōu)化設(shè)計(jì)4．5．2　地址碼的優(yōu)化設(shè)計(jì)習(xí)題第5章　控制器組成原理5．1　控制器的基本功能及結(jié)構(gòu)5．1．1　控制器的功能5．1．2　控制器的組成5．2　指令的執(zhí)行過(guò)程5．2．1　時(shí)序系統(tǒng)5．2．2　指令的執(zhí)行過(guò)程5．2．3　指令的執(zhí)行過(guò)程舉例5．3　硬布線控制器的組成原理與實(shí)現(xiàn)方法5．3．1　硬布線控制器的組成原理5．3．2　硬布線控制器設(shè)計(jì)實(shí)例5．4　微程序控制器的組成原理與實(shí)現(xiàn)方法5．4．1　微程序控制器的基本原理5．4．2　微程序設(shè)計(jì)的技術(shù)問(wèn)題5．4．3　微程序控制器設(shè)計(jì)實(shí)例5．4．4　運(yùn)用VHDL設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的微程序控制器實(shí)例5．5　控制器的控制方式5．5．1　同步控制方式5．5．2　異步控制方式5．5．3　混合控制方式習(xí)題第6章　主存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)系統(tǒng)6．1　存儲(chǔ)器分類6．2　主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)6．3　讀寫存儲(chǔ)器6．3．1　靜態(tài)RAM6．3．2　動(dòng)態(tài)RAM6．4　非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器6．4．1　只讀存儲(chǔ)器6．4．2　可編程只讀存儲(chǔ)器6．4．3　可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器6．4．4　電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器6．4．5　快速擦寫存儲(chǔ)器6．4．6　其他幾種新型存儲(chǔ)器6．5　主存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展6．5．1　位擴(kuò)展6．5．2　字?jǐn)U展6．5．3　字位擴(kuò)展6．6　相聯(lián)存儲(chǔ)器6．7　存儲(chǔ)系統(tǒng)與并行存儲(chǔ)器6．7．1　存儲(chǔ)系統(tǒng)的概念6．7．2　增加存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)寬度6．7．3　多體交叉存儲(chǔ)技術(shù)6．8　高速緩沖器Cache6．8．1　Cache的工作原理6．8．2　Cache的地址映像與地址變換6．8．3　替換算法6．8．4　Cache的加速比6．9　虛擬存儲(chǔ)器原理6．9．1　虛擬存儲(chǔ)器的工作原理6．9．2　地址映像與變換6．9．3　頁(yè)面替換算法及其實(shí)現(xiàn)6．9．4　虛擬存儲(chǔ)器實(shí)例習(xí)題第7章　輔助存儲(chǔ)器7．1　硬盤存儲(chǔ)設(shè)備7．1．1　磁記錄原理與記錄方式7．1．2　硬盤的基本組成和分類7．1．3　硬盤驅(qū)動(dòng)器和硬盤控制器7．1．4　硬盤的主要技術(shù)指標(biāo)7．2　RAID7．2．1　RAID O級(jí)7．2．2　RAID 1級(jí)7．2．3　RAID 2級(jí)7．2．4　RAID 3級(jí)7．2．5　RAID 4級(jí)7．2．6　RAID 5級(jí)7．3　激光存儲(chǔ)設(shè)備7．3．1　光盤存儲(chǔ)器的種類7．3．2　光盤的讀寫原理7．3．3　光盤驅(qū)動(dòng)器及接口習(xí)題第8章　輸入輸出設(shè)備及系統(tǒng)8．1　輸入輸出設(shè)備概述8．1．1　輸入輸出設(shè)備的作用8．1．2　輸入輸出設(shè)備的分類8．2　顯示設(shè)備8．2．1　顯示設(shè)備的概念與分類8．2．2　CRT顯示器8．2．3　字符／圖形顯示設(shè)備8．2．4　圖像顯示設(shè)備8．2．5　液晶顯示器8．3　輸入設(shè)備8．3．1　圖形輸入設(shè)備8．3．2　圖像輸入設(shè)備8．3．3　語(yǔ)音輸入設(shè)備8．4　打印設(shè)備8．4．1　打印設(shè)備的分類8．4．2　點(diǎn)陣針式打印機(jī)8．4．3　激光打印機(jī)8．5　輸入輸出系統(tǒng)8．5．1　輸入輸出系統(tǒng)概述8．5．2　程序查詢方式8．5．3　程序中斷方式8．5．4　DMA方式8．5．5　通道與外圍處理器方式8．5．6　通道的流量分析8．6　總線8．6．1　總線的概念8．6．2　總線的連接方式8．6．3　總線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)8．6．4　總線仲裁8．6．5　幾種常用的總線結(jié)構(gòu)習(xí)題第9章　高性能計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)9．1　先行控制技術(shù)9．1．1　重疊控制與先行控制9．1．2　先行控制方式中處理器的結(jié)構(gòu)9．1．3　先行控制方式中緩沖深度的設(shè)計(jì)9．1．4　數(shù)據(jù)相關(guān)9．1．5　控制相關(guān)9．2　流水線工作原理9．2．1　流水線的工作原理及定義9．2．2　流水線的分類9．3　流水線性能分析9．3．1　線性流水線的性能分析9．3．2　線性流水線的性能分析舉例9．3．3　非線性流水線的調(diào)度技術(shù)簡(jiǎn)介9．4　其他結(jié)構(gòu)的高性能處理器9．4．1　超標(biāo)量處理器9．4．2　超流水線處理器9．4．3　超標(biāo)量超流水線處理器9．4．4　超長(zhǎng)指令字技術(shù)習(xí)題參考文獻(xiàn)

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