計(jì)算機(jī)組成原理與設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

本書介紹了單處理器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理以及初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。第l章主要介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概況，從計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、分類，到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，再到計(jì)算機(jī)未來可能的發(fā)展趨勢(shì)等，都做了清晰的描述，然后用一個(gè)微型機(jī)的實(shí)例使讀者對(duì)計(jì)算機(jī)的認(rèn)知更加具體化。第2章主要介紹計(jì)算機(jī)中的重要運(yùn)算部件——運(yùn)算器的組成原理和基本設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)敘述各種信息在計(jì)算機(jī)中的表達(dá)方式、運(yùn)算方法，基本運(yùn)算器的組織和設(shè)計(jì)原理，IA-32架構(gòu)下的浮點(diǎn)運(yùn)算部件，Inter SSE2的浮點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)。第3章主要介紹層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的組成、設(shè)計(jì)原理和方法，詳細(xì)描述存儲(chǔ)器的各種分類和主存的性能指標(biāo)，存儲(chǔ)子系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，介紹主存儲(chǔ)器的組織與設(shè)計(jì)方法，高速緩存Cache和虛擬存儲(chǔ)器的原理，另用一個(gè)實(shí)例介紹了Pentium P4和AMD Opteron存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)。第4章重點(diǎn)介紹計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)中的指令分類、指令格式、尋址方式，以及RISC和CISC的概念和區(qū)別。也用一個(gè)實(shí)例介紹Inter X86指令系統(tǒng)和ARM指令系統(tǒng)。第5章詳細(xì)介紹處理器的工作原理和基本設(shè)計(jì)方法。主要介紹計(jì)算機(jī)處理器的功能、組成和時(shí)序控制方法以及控制器設(shè)計(jì)的各種方法，以幾種典型的處理器作為實(shí)例介紹各種不同CPU的結(jié)構(gòu)。第6章總線與輸入輸出系統(tǒng)主要介紹各種總線，以及總線與系統(tǒng)的連接和通信方法，各種外設(shè)以及外設(shè)接口與系統(tǒng)的信息交換方式，最后介紹一個(gè)典型外設(shè)——數(shù)碼相機(jī)。    本書每章節(jié)末都安排了適量的習(xí)題，讀者可以通過各章的習(xí)題對(duì)已完成的內(nèi)容做一個(gè)測(cè)試，以鞏固和強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。

書籍目錄

第1章  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述  1.1  概述    1.1.1  計(jì)算機(jī)的應(yīng)用    1.1.2  計(jì)算機(jī)的類型、特征和性能指標(biāo)  1.2  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成    1.2.1  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成    1.2.2  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件組成  1.3  計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)    1.3.1  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)    1.3.2  硬軟件在邏輯上的等價(jià)性  1.4  未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)    1.4.1  計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況    1.4.2  計(jì)算機(jī)發(fā)展總趨勢(shì)  1.5  實(shí)例：打開計(jì)算機(jī)機(jī)箱    1.5.1  剖析鼠標(biāo)    1.5.2  觀察顯示器    1.5.3  打開機(jī)箱  本章小結(jié)  習(xí)題1第2章  運(yùn)算器原理與設(shè)計(jì)  2.1  信息在計(jì)算機(jī)中的表示    2.1.1  數(shù)的表示    2.1.2  非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法    2.1.3  數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼  2.2  算術(shù)邏輯運(yùn)算基礎(chǔ)    2.2.1  定點(diǎn)數(shù)的加減法    2.2.2  定點(diǎn)乘法運(yùn)算    2.2.3  定點(diǎn)除法運(yùn)算    2.2.4  浮點(diǎn)數(shù)的四則運(yùn)算    2.2.5  邏輯運(yùn)算  2.3  ALU原理、組織和設(shè)計(jì)    2.3.1  運(yùn)算器的基本結(jié)構(gòu)    2.3.2  加法器及其進(jìn)位系統(tǒng)    2.3.3  集成電路構(gòu)成ALU    2.3.4  運(yùn)算器ALU設(shè)計(jì)  2.4  實(shí)例：IA-32中的浮點(diǎn)部件    2.4.1  IA-32的浮點(diǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)    2.4.2  Intel SSE2浮點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)  本章小結(jié)  習(xí)題2第3章  層次結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器組織和設(shè)計(jì)  3.1  概述    3.1.1  存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)    3.1.2  存儲(chǔ)器分類    3.1.3  主存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)  3.2  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)芯片    3.2.1  SRAM存儲(chǔ)元和芯片    3.2.2  動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)元和芯片    3.2.3  只讀存儲(chǔ)器芯片  3.3  主存儲(chǔ)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)    3.3.1  高性能存儲(chǔ)器    3.3.2  主存系統(tǒng)組織設(shè)計(jì)  3.4  層次結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)系統(tǒng)組織    3.4.1  高速緩存Cache      3.4.2  虛擬存儲(chǔ)器  3.5  實(shí)例：Intel Pentium P4和AMD Opteron的存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)    3.5.1  Intel Pentium P4和AMD Opteron的層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器    3.5.2  減少缺失損失的技術(shù)  本章小結(jié)  習(xí)題3第4章  指令系統(tǒng)  4.1  指令功能和類型    4.1.1  概述    4.1.2  數(shù)據(jù)傳送類指令    4.1.3  輸入/輸出指令    4.1.4  算術(shù)運(yùn)算類指令    4.1.5  邏輯運(yùn)算類指令    4.1.6  程序轉(zhuǎn)移控制類指令    4.1.7  處理機(jī)控制類指令    4.1.8  其他指令  4.2  指令格式    4.2.1  指令字長(zhǎng)    4.2.2  操作碼    4.2.3  地址碼  4.3  尋址方式    4.3.1  指令的尋址方式    4.3.2  操作數(shù)尋址方式  4.4  RISC與CISC指令系統(tǒng)    4.4.1  CISC的特點(diǎn)    4.4.2  RISC結(jié)構(gòu)采用的基本技術(shù)    4.4.3  經(jīng)典CISC和純RISC體系結(jié)構(gòu)的比較  4.5  實(shí)例：Intel x86指令系統(tǒng)    4.5.1  Intel x86指令系統(tǒng)特點(diǎn)    4.5.2  Intel x86指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介  4.6  實(shí)例：ARM指令系統(tǒng)    4.6.1  ARM指令系統(tǒng)的特點(diǎn)    4.6.2 ARM指令系統(tǒng)簡(jiǎn)介  本章小結(jié)  習(xí)題4第5章  中央處理器原理與設(shè)計(jì)  5.1  處理器工作原理    5.1.1  處理器的功能    5.1.2  處理器組成    5.1.3  指令周期    5.1.4  時(shí)序產(chǎn)生器    5.1.5  時(shí)序控制方式    5.1.6  利用流水線提高處理器性能  5.2  控制器設(shè)計(jì)方法    5.2.1  硬布線邏輯控制器設(shè)計(jì)    5.2.2  微程序控制器設(shè)計(jì)    5.2.3  可編程邏輯設(shè)計(jì)  5.3  實(shí)例：典型的處理器    5.3.1  INTEL 8086/80286/80386/80486處理器    5.3.2  INTEL Pentium系列處理器    5.3.3  ARM處理器  本章小結(jié)  習(xí)題5第6章  總線與輸入/輸出系統(tǒng)  6.1  總線系統(tǒng)    6.1.1  總線結(jié)構(gòu)形態(tài)與系統(tǒng)總線連接方式    6.1.2  系統(tǒng)總線與I/O設(shè)備的信息傳送方式    6.1.3  系統(tǒng)總線的組成及功能    6.1.4  總線的控制與通信  6.2  總線實(shí)例    6.2.1  PCI總線    6.2.2  USB和IEEE 1394總線  6.3  輸入/輸出系統(tǒng)    6.3.1  輸入/輸出接口    6.3.2  外圍設(shè)備與CPU交換信息的方式  6.4  常用外圍設(shè)備    6.4.1  基本的輸入/輸出設(shè)備    6.4.2  硬盤外存儲(chǔ)器  6.5  實(shí)例：數(shù)碼相機(jī)  本章小結(jié)  習(xí)題6參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明之一，從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)于1946年誕生以來，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為人類工作和生活不可缺少的朋友和助手。計(jì)算機(jī)已由最初的計(jì)算工具，逐步成為適用于多種領(lǐng)域的信息處理設(shè)備，有力地推動(dòng)著整個(gè)社會(huì)信息化水平的提高。1.1 概述計(jì)算機(jī)的世界是一個(gè)生機(jī)勃勃的信息世界，這個(gè)充滿創(chuàng)新活力不同尋常的產(chǎn)業(yè)正在以驚人的速度發(fā)展。自20世紀(jì)40年代末出現(xiàn)電子計(jì)算機(jī)以來，這個(gè)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新速度已經(jīng)超越了任何其他的領(lǐng)域。自農(nóng)業(yè)革命和工業(yè)革命以后，計(jì)算機(jī)帶來了人類的第三次革命，即信息革命，大大增強(qiáng)了人類智慧的力量，對(duì)我們的日常生活產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)改變了我們探索新知識(shí)的方法。1.1.1 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用1．科學(xué)計(jì)算在科學(xué)技術(shù)及工程設(shè)計(jì)應(yīng)用中，所遇到的各種數(shù)學(xué)問題的計(jì)算，統(tǒng)稱為科學(xué)計(jì)算。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，最早就是從這一領(lǐng)域開展的。電子計(jì)算機(jī)在科學(xué)計(jì)算和工程設(shè)計(jì)中大有作為，它不僅能減少?gòu)?fù)雜的計(jì)算工作量，而且解決了過去無法解決的或者不能及時(shí)解決的問題。例如，人造衛(wèi)星和洲際導(dǎo)彈發(fā)射后，正確制導(dǎo)人軌計(jì)算；高能物理中熱核反應(yīng)控制條件及能量計(jì)算；天文測(cè)量和天氣預(yù)報(bào)的計(jì)算；等等?，F(xiàn)代工程中，電站、橋梁、水壩、隧道等的最佳設(shè)計(jì)方案的選擇，往往需要詳細(xì)計(jì)算幾十個(gè)甚至幾百個(gè)方案，借助電子計(jì)算機(jī)可以節(jié)省大量的時(shí)間、人力的物力。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)組成原理與設(shè)計(jì)》由武漢大學(xué)出版社出版。

圖書封面

圖書標(biāo)簽Tags

無

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    計(jì)算機(jī)組成原理與設(shè)計(jì) PDF格式下載

---