計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　《新世界計(jì)算機(jī)類專業(yè)規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》主要講述計(jì)算機(jī)的基本體系結(jié)構(gòu)、基本組成原理和基本實(shí)現(xiàn)方法，涉及的內(nèi)容從計(jì)算機(jī)底層的CPU核心直到最上層的并行系統(tǒng)架構(gòu)，介紹了從單機(jī)、多機(jī)到集群的各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中采用的指令設(shè)計(jì)與流水線處理技術(shù)、存儲(chǔ)體系與存儲(chǔ)技術(shù)、輸入／輸出系統(tǒng)與I／O技術(shù)、并行體系結(jié)構(gòu)及互連技術(shù)等成熟與新技術(shù)，并結(jié)合新產(chǎn)品、新系統(tǒng)說(shuō)明各種技術(shù)的應(yīng)用。
　　《新世界計(jì)算機(jī)類專業(yè)規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》力求語(yǔ)言精練，深入淺小，通俗易懂.重點(diǎn)突出；在強(qiáng)憫原理的同時(shí)，注前技術(shù)與實(shí)例的結(jié)合；在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，注重新技術(shù)的融八。
　　《新世界計(jì)算機(jī)類專業(yè)規(guī)劃教材：計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》與教育部計(jì)算機(jī)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)計(jì)算機(jī)爭(zhēng)專業(yè)教學(xué)分委員會(huì)制定的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范中建議的“計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)”教學(xué)大綱和ACM／1EEF-CS課程指南吻合，涵蓋了全國(guó)碩十研究生入學(xué)考試計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科聯(lián)考大綱中“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的內(nèi)容，適用于“計(jì)算機(jī)組織與體系結(jié)構(gòu)”和“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教學(xué)與自學(xué)，能夠給學(xué)生建立完整的計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)的基本概念和知識(shí)體系。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展史
1.1 1 發(fā)展歷史
1.1.2 摩爾定律
1.2 計(jì)算機(jī)的基本組成
1.2.1 硬件系統(tǒng)
1.2.2 軟件系統(tǒng)
1.3 計(jì)算機(jī)的層次概念
1.3 1 汁算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
1.3.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與實(shí)現(xiàn)
1.4 計(jì)算機(jī)的分類及眭能描述
1.4.1 計(jì)算機(jī)的分類
1.4.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能描述
習(xí)題
第2章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)表示
2.1 數(shù)據(jù)編碼
2.1.1 數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼
2.1.2 數(shù)據(jù)的浮點(diǎn)表示
2.1.3 BCD碼
2.2 非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼
2.2.1 ASC，II碼
2.2.2 漢字編碼
2.3 檢錯(cuò)與糾錯(cuò)碼
2.3.1　奇偶校驗(yàn)碼
2.3.2 海明碼
2.3.3 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼
習(xí)題
第3章 運(yùn)算方法與運(yùn)算器
3.1 定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算
3.1 1加減運(yùn)算
3.1.2 乘法運(yùn)算
3.1.3 除法運(yùn)算
3.2 算術(shù)邏輯運(yùn)算部件
3.2.1 單元電路
3.2.2 算術(shù)邏輯單元集成芯片
3.2.3 運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)
3.3 浮點(diǎn)運(yùn)算
3.3.1 加減運(yùn)算
3.3 2 乘除運(yùn)算
3.3 3 浮點(diǎn)運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)
習(xí)題
第4章 存儲(chǔ)系統(tǒng)
4.1 存儲(chǔ)系統(tǒng)概述
4.1.1 存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
1.1.2 存儲(chǔ)器的分類
4.1 3存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)
4.2 內(nèi)部存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器）
4.2.1 隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器RAM
4.2.2 只讀存儲(chǔ)器R（）M
4.2 3 其他存儲(chǔ)器
4.3 高速緩沖存儲(chǔ)器
4.3.1 工作原理
4.3.2 地址映射
4.3.3 替換算法
4.3.4 主存與Cache內(nèi)容的一致性問(wèn)題
4.3 5 Cache性能分析
4.4 虛擬存儲(chǔ)器
4.4.1 虛擬存儲(chǔ)器的概念
4.4.2 虛擬存儲(chǔ)器的管理
4.4.3 幾點(diǎn)說(shuō)明
4.5 外部存儲(chǔ)器（輔助存儲(chǔ)器）
4.5.1 磁表面存儲(chǔ)器
4.5.2 光存儲(chǔ)器
4.5.3 移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備
習(xí)題
第5章 指令系統(tǒng)
5.1 指令系統(tǒng)概述
5.2 指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層定義
5.2.1 存儲(chǔ)模式
5.2.2 寄存器組織
5.2.3 數(shù)據(jù)類型
5.2.4 指令
5.3 指令設(shè)計(jì)
5.3.1 指令格式
5.3.2 地址碼設(shè)計(jì)
5.3.3 操作碼設(shè)計(jì)
5.3.4 指令長(zhǎng)度設(shè)計(jì)
5.4 基本尋址方式
5.5 CIS（:與RISC
5.5.1 指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展
5.5.2 CISC
5.5.3 RISC
5.6 典型指令系統(tǒng)
5.6.1 IntelCPU指令系統(tǒng)
5.6.2 MIPS指令系統(tǒng)
習(xí)題
第6章 中央處理器（CPU）
6.1 CPU結(jié)構(gòu)和微操作
6.1.1 CPU的功能與結(jié)構(gòu)
6.1.2 指令周期
6.1.3微操作
6.1.4 控制器的組成
6.2 硬布線控制器設(shè)計(jì)
6.3 微程序控制器設(shè)計(jì)
6.3.1 微程序控制原理
6.3.2 微指令設(shè)計(jì)
6.3.3 微程序設(shè)計(jì)
6.3.4 微程序控制器設(shè)計(jì)
6.4 微程序控制器與硬布線控制器的比較
6.5 CPU性能的測(cè)量與提高
6.5 1 CPU性能測(cè)量
6.5.2 提高CPU速度的策略
6.6 CPU中的新技術(shù)
6.6.1 多核技術(shù)
6.6 2 多線程技術(shù)
6.6.3 多核十多線程技術(shù)
6.7 典型的（CPU
6.7.1 Intel的CPU
6.7.2 Sun的CPU
6.7 3 MIPS的CPU
習(xí)題
第7章 流水線技術(shù)與指令級(jí)并行
7.1 流水線處理的概念
7.1 1流水線的一般結(jié)構(gòu)
7.1.2 流水線的類型
7.2 浮點(diǎn)運(yùn)算流水線
7.2.1 浮點(diǎn)加減運(yùn)算流水線
7.2.2 浮點(diǎn)乘除運(yùn)算流水線
7.3 指令流水線
7.3.1 基本的指令流水線
7.3.2 指令流水線策略
7.4 流水線性能度量
7.4.1 時(shí)一空?qǐng)D
7.4.2 吞吐率
7.4.3 加速比
7.4 4 效率
7.4.5 吞吐率、加速比和效率的關(guān)系
7.4.6 流水線性能分析
7.5 指令流水線的性能提高
7.5.1 流水線的基本性能問(wèn)題
7.5.2 結(jié)構(gòu)相關(guān)
7.5.3 數(shù)據(jù)相關(guān)
7.5.4 控制相關(guān)
7.6 多發(fā)射處理器
7.6 超標(biāo)量處理器
7.6.2 超長(zhǎng)指令字處理器
7.6 3 多發(fā)射處理器的限制
7.7 指令級(jí)并行的概念
7.7.1 指令流水線的限制
7.7 2 突破指令流水線限制的途徑
7.7 3 指令級(jí)并行的限制
習(xí)題
第8章 總線與輸入／輸出系統(tǒng)
8.1 概述
8.2 總線
8.2.1 總線類型與結(jié)構(gòu)
8.2.2 總線的信息傳輸方式
8.2.3 總線仲裁
8.2.4 典型的總線
……
第9章 并行體系結(jié)構(gòu)
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   （2）一次寫多次讀光盤。這種光盤制造出來(lái)時(shí)，其記錄表面涂有一層構(gòu)成存儲(chǔ)單元的特殊材料，利用物理的方法可使其存儲(chǔ)單元的材料發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化。材料的變化就意味著記錄了信息。這些記錄的信息是可以無(wú)限次讀出的，信息可保持幾十年不會(huì)丟失。但是，這種光盤只能寫一次。現(xiàn)在的CD和DVD均有這種可一次寫多次讀的光盤，利用刻錄機(jī)用戶可將自己的信息刻錄在光盤上長(zhǎng)期保存，為使用者提供了很大的便利。 （3）可擦寫光盤。可擦寫光盤像硬盤那樣可以任意讀寫數(shù)據(jù)，根據(jù)擦寫原理的不同分為兩種。 ①相變光盤PCD。相變光盤是基于存儲(chǔ)介質(zhì)的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)一一反射率高的結(jié)晶狀態(tài)和反射率低的非結(jié)晶狀態(tài)的可逆轉(zhuǎn)性來(lái)實(shí)現(xiàn)擦寫的。 當(dāng)相變光盤用高低不同的激光功率照射時(shí)，受高功率照射的光盤局部區(qū)域變?yōu)榉墙Y(jié)晶狀態(tài)，受低功率照射的區(qū)域變?yōu)榻Y(jié)晶狀態(tài)。利用這種特性，可記錄0和1兩種狀態(tài)。當(dāng)用微功率激光照射讀出時(shí)，不會(huì)改變它們的狀態(tài)，會(huì)因它們的反射率不同而形成0或1。利用低功率激光長(zhǎng)時(shí)間照射，可使光盤全部處于結(jié)晶狀態(tài)，從而達(dá)到擦除信息的目的。 相變光盤是一種全光型光盤。 ②磁光盤MO。磁光盤是利用光照和磁化方法來(lái)記錄數(shù)據(jù)的。在寫人數(shù)據(jù)時(shí)，激光束聚焦于光盤的磁表面材料上，使聚焦點(diǎn)的局部溫度升高，同時(shí)，在聚焦點(diǎn)的下方加上磁場(chǎng)。由于聚焦點(diǎn)有高溫，記錄信息的磁性材料的矯頑力降低，聚焦點(diǎn)將被磁場(chǎng)所磁化。0或1數(shù)值在磁光盤上表現(xiàn)為聚焦點(diǎn)的磁化方向不同。 當(dāng)讀磁光盤時(shí)，采用微功率激光束，聚焦點(diǎn)的溫度上升很少，不會(huì)對(duì)磁場(chǎng)產(chǎn)生影響。同時(shí)，根據(jù)磁光效應(yīng)，由于聚焦點(diǎn)的磁化方向不一樣，激光被反射的偏振角度也不相同。通過(guò)檢測(cè)反射光的偏振角度即可讀出0或1。 在高功率激光照射下，用同一方向的磁場(chǎng)可將信息擦除。 當(dāng)前市場(chǎng)上的MO驅(qū)動(dòng)器主要有兩種類型：一種使用3.5英寸盤片，另一種使用5.25英寸盤片。前者目前有230MB、540MB、650MB、1.3GB和2.3GB五種容量，后者目前主要有230MB、650MB、1.3GB、2.6GB、5.2GB五種容量，所有的產(chǎn)品都實(shí)現(xiàn)了向下兼容。

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《新世紀(jì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》為了將“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”這兩門緊密關(guān)聯(lián)的課程有機(jī)地聯(lián)系在一起，也為了避免兩門獨(dú)立課程的部分內(nèi)容重疊造成課時(shí)浪費(fèi)，已有一些院校的計(jì)算機(jī)專業(yè)選擇將這兩門課整合為一門課程，《新世紀(jì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》就是為這種課程提供的配套教材。另外，《新世紀(jì)計(jì)算機(jī)類專業(yè)規(guī)劃教材:計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》也完全適宜作為“計(jì)算機(jī)組成原理”課程的教材及研究生入學(xué)考試用書。

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