計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　《新世界計算機類專業(yè)規(guī)劃教材：計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》主要講述計算機的基本體系結(jié)構(gòu)、基本組成原理和基本實現(xiàn)方法，涉及的內(nèi)容從計算機底層的CPU核心直到最上層的并行系統(tǒng)架構(gòu)，介紹了從單機、多機到集群的各種計算機系統(tǒng)中采用的指令設(shè)計與流水線處理技術(shù)、存儲體系與存儲技術(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)說明各種技術(shù)的應(yīng)用。
　　《新世界計算機類專業(yè)規(guī)劃教材：計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》力求語言精練，深入淺小，通俗易懂.重點突出；在強憫原理的同時，注前技術(shù)與實例的結(jié)合；在強調(diào)基礎(chǔ)知識的同時，注重新技術(shù)的融八。
　　《新世界計算機類專業(yè)規(guī)劃教材：計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》與教育部計算機教學指導委員會計算機爭專業(yè)教學分委員會制定的計算機科學與技術(shù)專業(yè)規(guī)范中建議的“計算機組織與體系結(jié)構(gòu)”教學大綱和ACM／1EEF-CS課程指南吻合，涵蓋了全國碩十研究生入學考試計算機科學與技術(shù)學科聯(lián)考大綱中“計算機組成原理”課程的內(nèi)容，適用于“計算機組織與體系結(jié)構(gòu)”和“計算機組成原理”課程的教學與自學，能夠給學生建立完整的計算機組成與體系結(jié)構(gòu)的基本概念和知識體系。

書籍目錄

第1章 緒論
1.1 計算機的發(fā)展史
1.1 1 發(fā)展歷史
1.1.2 摩爾定律
1.2 計算機的基本組成
1.2.1 硬件系統(tǒng)
1.2.2 軟件系統(tǒng)
1.3 計算機的層次概念
1.3 1 汁算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
1.3.2 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與實現(xiàn)
1.4 計算機的分類及眭能描述
1.4.1 計算機的分類
1.4.2 計算機系統(tǒng)性能描述
習題
第2章 計算機系統(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 檢錯與糾錯碼
2.3.1　奇偶校驗碼
2.3.2 海明碼
2.3.3 循環(huán)冗余校驗碼
習題
第3章 運算方法與運算器
3.1 定點數(shù)運算
3.1 1加減運算
3.1.2 乘法運算
3.1.3 除法運算
3.2 算術(shù)邏輯運算部件
3.2.1 單元電路
3.2.2 算術(shù)邏輯單元集成芯片
3.2.3 運算器的結(jié)構(gòu)
3.3 浮點運算
3.3.1 加減運算
3.3 2 乘除運算
3.3 3 浮點運算的實現(xiàn)
習題
第4章 存儲系統(tǒng)
4.1 存儲系統(tǒng)概述
4.1.1 存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
1.1.2 存儲器的分類
4.1 3存儲器的性能指標
4.2 內(nèi)部存儲器（主存儲器）
4.2.1 隨機讀寫存儲器RAM
4.2.2 只讀存儲器R（）M
4.2 3 其他存儲器
4.3 高速緩沖存儲器
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)容的一致性問題
4.3 5 Cache性能分析
4.4 虛擬存儲器
4.4.1 虛擬存儲器的概念
4.4.2 虛擬存儲器的管理
4.4.3 幾點說明
4.5 外部存儲器（輔助存儲器）
4.5.1 磁表面存儲器
4.5.2 光存儲器
4.5.3 移動存儲設(shè)備
習題
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
5.3.1 指令格式
5.3.2 地址碼設(shè)計
5.3.3 操作碼設(shè)計
5.3.4 指令長度設(shè)計
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
6.3 微程序控制器設(shè)計
6.3.1 微程序控制原理
6.3.2 微指令設(shè)計
6.3.3 微程序設(shè)計
6.3.4 微程序控制器設(shè)計
6.4 微程序控制器與硬布線控制器的比較
6.5 CPU性能的測量與提高
6.5 1 CPU性能測量
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
習題
第7章 流水線技術(shù)與指令級并行
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 浮點運算流水線
7.2.1 浮點加減運算流水線
7.2.2 浮點乘除運算流水線
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 時一空圖
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 超標量處理器
7.6.2 超長指令字處理器
7.6 3 多發(fā)射處理器的限制
7.7 指令級并行的概念
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 指令級并行的限制
習題
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

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   （2）一次寫多次讀光盤。這種光盤制造出來時，其記錄表面涂有一層構(gòu)成存儲單元的特殊材料，利用物理的方法可使其存儲單元的材料發(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限次讀出的，信息可保持幾十年不會丟失。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，利用刻錄機用戶可將自己的信息刻錄在光盤上長期保存，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介質(zhì)的兩個穩(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)性來實現(xiàn)擦寫的。 當相變光盤用高低不同的激光功率照射時，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)。當用微功率激光照射讀出時，不會改變它們的狀態(tài)，會因它們的反射率不同而形成0或1。利用低功率激光長時間照射，可使光盤全部處于結(jié)晶狀態(tài)，從而達到擦除信息的目的。 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記錄數(shù)據(jù)的。在寫人數(shù)據(jù)時，激光束聚焦于光盤的磁表面材料上，使聚焦點的局部溫度升高，同時，在聚焦點的下方加上磁場。由于聚焦點有高溫，記錄信息的磁性材料的矯頑力降低，聚焦點將被磁場所磁化。0或1數(shù)值在磁光盤上表現(xiàn)為聚焦點的磁化方向不同。 當讀磁光盤時，采用微功率激光束，聚焦點的溫度上升很少，不會對磁場產(chǎn)生影響。同時，根據(jù)磁光效應(yīng)，由于聚焦點的磁化方向不一樣，激光被反射的偏振角度也不相同。通過檢測反射光的偏振角度即可讀出0或1。 在高功率激光照射下，用同一方向的磁場可將信息擦除。 當前市場上的MO驅(qū)動器主要有兩種類型：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)品都實現(xiàn)了向下兼容。

編輯推薦

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

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