本书采用结构化方法来介绍计算机系统,书的内容完全建立在“计算机是由层次结构组成的,每层完成规定的功能”这一概念之上。作者对本版进行了彻底的更新,以反映当今最重要的计算机技术以及计算机组成和体系结构方面的最新进展。书中详细讨论了数字逻辑层、微体系结构层、指令系统层、操作系统层和汇编语言层,并涵盖了并行体系结构的内容,而且每一章结尾都配有丰富的习题。
本书适合作为计算机专业本科生计算机组成与结构课程的教材或参考书,也可供相关领域技术人员参考。
第1章 概述
1.1结构化计算机组成
1.1.1语言、层次和虚拟机
1.1.2现代多层次计算机
1.1.3多层次计算机的演化
1.2计算机体系结构的里程碑
1.2.1第零代——机械计算机(1642—1945)
1.2.2第一代——电子管计算机(1945—1955)
1.2.3第二代——晶体管计算机(1955—1965)
1.2.4第三代——集成电路计算机(1965一1980)
1.2.5第四代——超大规模集成电路计算机(1980一?)
1.2.6第五代——无所不在的计算机
1.3计算机家族
1.3.1技术和经济的推动
1.3.2计算机谱系
1.3.3一次性计算机
1.3.4微控制器
1.3.5游戏机
1.3.6个人计算机
1.3.7服务器
1.3.8 T作站群集
1.3.9大型机
1.4系列计算机举例
1.4.1 Pentium 4简介
1.4.2 UltraSPARC III简介
1.4.3 8051简介
1.5公制计量单位
1.6本书概览
习题
第2章 计算机系统组成
2.1 处理器
2.1.1 CPU的组成
2.1.2指令执行
2.1.3 RISC和CISC
2.1.4现代计算机设计原则
2.1.5指令级并行
2.1.6处理器级并行
2.2主存储器
2.2.1存储位
2.2.2内存编址
2.2.3字节顺序
2.2.4纠错码
2.2.5高速缓存
2.2.6内存封装及其类型
2.3辅助存储器
2.3.1层次存储结构
2.3.2磁盘
2.3.3软盘
2.3.4 IDE盘
2.3.5 SCSI盘
2.3.6 RAID盘
2.3.7只读光盘
2.3.8可刻光盘
2.3.9可擦写光盘
2.3.10 DVD
2.3.11 Blu—Ray
2.4输入/输出设备
2.4.1 总线
2.4.2终端
2.4.3 鼠标
2.4.4打印机
2.4.5通信设备
2.4.6数码相机
2.4.7字符编码
2.5小结
习题
第3章 数字逻辑层-
3.1 门和布尔代数
3.1.1 门
3.1.2布尔代数
3.1.3布尔函数的实现
3.1.4等价电路
3.2基本数字逻辑电路
3.2.1集成电路
3.2.2组合逻辑电路
3.2.3算术电路
3.2.4时钟
3.3 内存
3.3.1锁存器
3.3.2触发器
3.3.3寄存器
3.3.4内存组成
3.3.5内存芯片
3.3.6 RAM和ROM
3.4 CPU芯片和总线
3.4.1 CPU芯片
3.4.2计算机总线
3.4.3总线宽度
3.4.4总线时钟
3.4.5总线仲裁
3.4.6总线操作
3.5 CPU芯片举例
3.5.1 Pentium 4
3.5.2 UltraSPARC III
3.5.3 805l芯片
3.6总线举例
3.6.1 ISA总线
3.6.2 PCI总线
3.6.3 PCI Express
3.6.4通用串行总线
3.7接口电路
3.7.1输入/输出芯片
3.7.2地址译码
3.8小结
习题
第4章 微体系结构层
4.1微体系结构举例
4.1.1数据通路
4.1.2微指令
4.1.3微指令控制:Mic-1
4.2指令系统举例:DVM
4.2.1栈
4.2.2 UVM内存模型
4.2.3 UVM指令集
4.2.4将Java编译为UVM
4.3实现举例
4.3.1微指令和符号
4.3.2用Mic-1实现UVM
4.4微体系结构层设计
4.4.1速度与价格
4.4.2缩短指令执行路径长度
4.4.3带预取的设计:Mic-2
4.4.4流水线设计:Mic-3
4.4.5七段流水线设计:Mic-4
4.5提高性能
4.5.1 高速缓存
4.5.2分支预测
4.5.3乱序执行和寄存器重命名
4.5.4推测执行
4.6微体系结构层举例
4.6.1 Pentium 4 CPU的微体系结构
4.6.2 UltraSPARC III Cu CPU的微体系结构
4.6.3 8051 CPt7的微体系结构
4.7 Pentium、UltraSPARC和8051三种CPU的比较
4.8小结
习题
第5章指令系统层
5.1指令系统层概述
5.1.1指令系统层的性质
5.1.2存储模式
5.1.3寄存器
5.1.4指令
5.1.5 Pentium 4指令系统层概述
5.1.6 UltraSPARC III指令
系统层概述
5.1.7 8051指令系统层概述
5.2数据类型
5.2.1 数值数据类型
5.2.2 非数值数据类型
5.2.3 Pentium 4的数据类型
5.2.4 UltraSPARC III的数据类型
5.2.5 8051的数据类型
5.3指令格式
5.3.1 指令格式设计准则
5.3.2 扩展操作码
5.3.3 Pentium 4指令格式
5.3.4 UltraSPARC III指令格式
5.3.5 8051指令格式
5.4寻址
5.4.1 寻址方式
5.4.2立即寻址
5.4.3直接寻址
5.4.4寄存器寻址
5.4.5寄存器间接寻址
5.4.6变址寻址
5.4.7基址变址寻址
5.4.8栈寻址
5.4.9转移指令的寻址方式
5.4.10操作码和寻址方式的关系
5.4.11 Pentium 4的寻址方式
5.4.12 UltraSPARC III的寻址方式
5.4.13 8051的寻址方式
5.4.14寻址方式时论
5.5指令类型
5.5.1数据移动指令
5.5.2双操作数指令
5.5.3单操作数指令
5.5.4比较和条件转移指令
5.5.5过程调用指令
5.5.6循环控制指令
5.5.7输入/输出指令
5.5.8 Pentium 4指令系统
5.5.9 UltraSPARC III指令系统
5.5.10 805l指令系统
5.5.11指令集比较
5.6控制流
5.6.1顺序控制流和转移
5.6.2过程
5.6.3协同过程
5.6.4 陷阱
5.6.5 中断
5.7详细举例:汉诺塔
5.7.1 Pentium 4汇编语言实现的汉诺塔
5.7.2 UltraSPARC III汇编语言实现的汉诺塔
5.8 IA-64体系结构和Ctanium 2
5.8.1 Pentium 4的问题
5.8.2 IA-64模型:显式并行指令计算
5.8.3减少内存访问
5.8.4指令调度
5.8.5减少条件转移:判定
5.8.6推测加载
5.9小结
习题
第6章操作系统层
6.1 虚拟内存
6.1.1 内存分页
6.1.2内存分页的实现
6.1.3请求调页和工作集模型
6.1.4页置换策略
6.1.5页大小和碎片
6.1.6分段
6.1.7分段的实现
6.1.8 Pentium4中的虚拟内存
6.1.9 UltraSPARCⅢ的虚拟内存
6.1.10虚拟内存和高速缓存
6.2虚拟输,A/输出指令
6.2.1文件
6.2.2虚拟输入/输出指令的实现
6.2.3目录管理指令
6.3用于并行处理的虚拟指令
6.3.1进程创建
6.3.2竞争条件
6.3.3使用信号量的进程同步
6.4操作系统实例
6.4.1简介
6.4.2虚拟内存实例
6.4.3虚拟输入/输出举例
6.4.4进程管理实例
6.5小结
习题
第7章 汇编语言层
7.1汇编语言简介
7.1.1什么是汇编语言
7.1.2为什么使用汇编语言
7.1.3汇编语言语句的格式
7.1.4伪指令
7.2宏
7.2.1宏定义、调用和扩展
7.2.2带参数的宏
7.2.3高级特性
7.2.4汇编器中宏处理的实现
7.3汇编过程
7.3.1两趟汇编的汇编器
7.3.2第一趟扫描
7.3.3第二趟扫描
7.3.4符号表
7.4链接和加载
7.4.1链接器的功能
7.4.2目标模块的结构
7.4.3绑定时间和动态重定位
7.4.4动态链接
7.5小结
习题
第8章 并行计算机体系结构
8.1 片内并行
8.1.1指令级并行
8.1.2片内多线程
8.1.3单片多处理器
8.2协处理器
8.2.1网络处理器
8.2.2媒体处理器
8.2.3加密处理器
8.3共享内存的多处理器
8.3.1多处理器与多计算机
8.3.2内存语义
8.3.3UMA对称多处理器体系结构
8.3.4 NUMA多处理器系统
8.3.5 COMA多处理器系统
8.4消息传递的多计算机
8.4.1互连网络
8.4.2 MPP——大规模并行处理器
8.4.3集群计算
8.4.4多计算机的通信软件
8.4.5调度
8.4.6应用层的共享内存
8.4.7性能
8.5网格计算
8.6小结
习题
第9章 推荐读物和参考文献
9.1 推荐读物
9.1.1一般性和介绍性的读物
9.1.2计算机系统组成
9.1.3数字逻辑层
9.1.4微体系结构层
9.1.5指令系统层
9.1.6操作系统层
9.1.7汇编语言层
9.1.8并行计算机体系结构
9.1.9二进制数和浮点数
9.1.10汇编语言程序设计
9.2参考文献
附录A 二进制数
附录B 浮点数
附录C 汇编语言程序设计
《玩的就是调侃:打造你的金牌博客》按博客的主要内容,将纷繁复杂的博客群体划分为五大类,一一介绍,每章通过对该类博客总体情况
《新妈妈的育儿经》内容简介:本书共分九章,内容从优孕优生、饮食营养、生活照顾、疾病预防与护理、智力开拓、行为培养、心理健康
LINGO 软件及应用 本书特色 本书在深入浅出地介绍LINGO基本用法和LINGO与各种文件和数据库之间的数据传递和处理方法的基础上,分两个层次介绍了LING...
《像对匹配方法研究》内容简介:本书对近年来的像对匹配方法予以全面总结,并针对宽基线条件下像对匹配问题给出一些解决方法,这些
WilliamStallings为读者提供了一本关千密码编码学与网络安全的最优秀书籍。更新的第四版反映了该领域的最新发展趋势与进展,详尽
《大话社交网络》内容简介:本书是一本关于社交网络的幽默科普读物,它使用大量的漫画、故事、笑话、网络流行语、相声小品台词等生
多智能体系统及应用 本书特色多智能体和多智能体技术是人工智能领域活跃的研究分支。本书在2014年度“中国智能体及多智能体系统”研讨会的基础上结集而成,全书共分1...
本书详细介绍了利用PHP+MySQL开发常见类型Web应用程序的完整设计和编码技术,并对整体设计与关键代码给予了细致、深入的剖析。其
《重塑》内容简介:本书主要围绕新基建驱动的数字经济发展现状、亮点与细节,聚焦政府、企业及社会组织三大主体的角色、行为与价值
《云计算:大数据时代的系统工程》主要讲述了,在互联网带来的“大”问题压力下,我们需要全新的思想,通过“积木化”的改变,来重
MATLAB R2016a神经网络设计与应用28个案例分析 本书特色 本书以MATLAB R2016a为平台编写。全书共分28个案例,主要介绍神经网络工具箱函数...
《乡土中国》内容简介:《乡土中国》是费孝通在西南联大和云南大学讲授“乡村社会学”的讲稿,它尝试回答了“作为中国基层社会的乡
《钢琴基础必修教程(第五册)》内容简介:本书由上海音乐学院附中青年教师倾情呈现,全套教材共六册,每册十二课,内容编排从入门
ThisbookpresentsguidelinesforprofessionalWebdevelopment,includingcommunicatingwi...
《爱自己是一辈子的修行》内容简介:现代女性聪明、能干、出色、体贴、要求高、效率高,却活得越来越精神紧张。身心不协调,令自己
《征服法国外籍军团的华人特种兵》内容简介:2006—2016年,吴鑫磊前往法国留学并在法国外籍军团服役。十年间,他从语言不通的新兵
《精通HTML+CSS》内容简介:《精通HTML+CSS:100%网页设计与布局密码》深入浅出,结合实际案例系统地讲解了使用HTML和CSS进行网页设
《Perl语言入门》也就是大家所称的“小骆驼书”,是启发程序设计人员关于Perl的奥秘之道的一本书。本书由3位在Perl社区中极负盛名
《那些脑洞大开的武器》内容简介:军事装备中有那么一些武器,它们有着奇特的设计、用途或外观,蕴含着设计者的奇思妙想。在这些武
本书是一线程序员的经验荟萃,他们根据各自在软件工程各环节里的实践经历,现身说法,提出了自己的真知灼见,这些经验涵盖了用户