计算机组成与体系结构

内容概要

　　Linda Null　宾夕法尼亚州立大学计算机科学教授，美国爱荷华大学计算机科学博士。她长期教授操作系统、数据库、程序设计、计算机组成和体系结构课程，教龄近30年。目前，其研究领域包括面向对象数据库系统安全，操作系统安全和并发控制等。

书籍目录

出版者的话专家指导委员会译者序前言第1章　引言1.1概述1.2计算机的主要组成部分1.3计算机系统示例1.4国际标准化组织1.5计算机的发展史1.5.1第零代：机械计算器1.5.2第一代：真空管计算机1.5.3第二代：晶体管计算机1.5.4第三代：集成电路计算机1.5.5第四代：超大规模集成电路计算机1.5.6摩尔定律1.6计算机的分层组织结构1.7冯诺伊曼模型1.8非冯诺伊曼模型本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第2章　计算机系统中的数据表示方法2.1概述2.2位置编码系统2.3十进制数和二进制数之间的转换2.3.1无符号整数的转换2.3.2分数转换2.3.3以2的指数幂为基数的数制之间的转换2.4带符号整数的表示方法2.4.1符号幅值表示法2.4.2补码体系2.5浮点表示法2.5.1一个简单的模型2.5.2浮点算法2.5.3浮点误差2.5.4 IEEE一745浮点标准2.6字符编码2.6.1二进制编码的十进制数2.6.2EBCDIC2.6.3ASCII2.6.4统一字符编码标准2.7用于数据记录和传递的编码方式2.7.1不归零编码2.7.2反转不归零编码2.7.3相位调制编码2.7.4频率调制编码2.7.5运行长度限制编码2.8错误检测与校正2.8.1循环冗余码校验2.8.2海明编码2.8.3里德一所罗门编码本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第3章　布尔代数和数字逻辑3.1概述3.2布尔代数3.2.1布尔表达式3.2.2布尔恒等式3.2.3布尔表达式的化简3.2.4反码3.2.5布尔函数的表示方法3.3逻辑门3.3.1逻辑门的表示符号3.3.2通用门电路3.3.3多输入的门电路3.4数字电路元件3.4.1数字电路及其与布尔代数的相互关系3.4.2集成电路3.5组合逻辑电路3.5.1基本概念3.5.2典型的组合逻辑电路3.6时序电路3.6.1基本概念3.6.2时钟信号3.6.3触发器3.6.4典型的时序逻辑电路3.7电路设计本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题卡诺图专题3A.1概述3A.2卡诺图的描述和基本术语3A.3利用卡诺图化简二变量函数3A.4利用卡诺图化简三变量函数3A.5利用卡诺图化简四变量函数3A.6无关条件3A.7小结练习题第4章　MARIE：简单计算机模型4.1概述4.1.1CPU的基本知识和组成原理4.1.2总线4.1.3时钟4.1.4输入／输出子系统4.1.5存储器组成和寻址方式4.1.6中断4.2MARIE4.2.1体系结构4.2.2寄存器和总线4.2.3指令系统体系结构4.2.4寄存器传输表示法4.3指令的执行过程4.3.1取指一译码一执行周期4.3.2中断和输入／输出4.4一个简单的程序4.5有关编译程序的讨论4.5.1编译程序的功能4.5.2为什么使用汇编语言4.6MARIE指令集的扩充4.7有关译码的讨论：硬件译码和微程序控制译码4.8实际的计算机体系结构4.8.1 Intel体系结构4.8.2 MIPS体系结构本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第5章　指令系统体系结构概览5.1概述5.2指令格式5.2.1指令系统的设计5.2.2小端和大端的位序问题5.2.3CPU的内部存储机制：堆栈和寄存器5.2.4操作数的数目和指令的长度5.2.5扩展操作码5.3指令类型5.4寻址5.4.1数据类型5.4.2寻址方式5.5指令流水线5.6 ISA体系结构的真实案例5.6.1 Intel体系结构5.6.2 MIPS体系结构5.6.3 Java虚拟机本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第6章　存储器6.1概述6.2存储器的类型6.3存储器的层次结构6.4高速缓存存储器6.4.1高速缓存的映射模式6.4.2置换策略6.4.3有效存取时间和命中几率6.4.4何时高速缓存的方法会失效6.4.5高速缓存的写策略6.5虚拟存储器6.5.1分页6.5.2使用分页的有效存取时间6.5.3综合举例：同时使用高速缓存、TLB和分页6.5.4分页和虚拟存储器的优缺点6.5.5分段6.5.6分页和分段的组合方式6.6存储器管理实例本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第7章　输入／输出和存储系统7.1概述7.2AMDAHL定律7.3输入／输出体系结构7.3.1 I／0的控制方法7.3.2 I／O总线操作7.3.3深入讨论中断控制的I／O7.4磁盘技术7.4.1硬盘驱动器7.4.2软盘7.5光盘7.5.1 CD-ROM7.5.2DVD7.5.3光盘记录方法7.6磁带7.7独立磁盘冗余阵列7.7.1RAID Level O7.7.2RAID Level 17.7.3RAID Level 27.7.4RAID Level 37.7.5RAID Level 47.7.6RAID Level 57.7.7RAID Level 6‘7.7.8混合RAID系统7.8数据压缩7.8.1统计编码7.8.2Ziv—Lempet(LZ)字典系统7.8.3GIF和PNG压缩7.8.4 JPEG压缩本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题选择磁盘存储器的实现专题7A.1概述7A.2数据传输模式7A.3SCSI7A.4存储器的区域网络7A.5其他的I／0连接7A.6小结练习题第8章　系统软件8.1概述8.2操作系统8.2.1操作系统的发展史8.2.2操作系统设计8.2.3操作系统服务8.3保护环境8.3.1虚拟机8.3.2子系统和分区8.3.3保护环境和计算机系统体系结构的发展进程8.4编程工具8.4.1汇编程序和汇编8.4.2链接编辑器8.4.3动态链接库8.4.4编译器8.4.5解释器8.5 Java：一种综合语言8.6数据库软件8.7事务管理器本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第9章　可选择的体系结构9.1概述9.2 RISC计算机9.3FLYNN分类方法9.4并行和多处理器体系结构9.4.1超标量和Vuw体系结构9.4.2矢量处理器9.4.3互连网络9.4.4共享存储器的多处理器9.4.5分布式计算9.5新的并行处理方法9.5.1数据流计算9.5.2神经网络9.5.3脉动阵列本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第10章　性能度量和分析10.1概述10.2基本的计算机性能方程式10.3数学预备知识10.3.1平均数的意义10.3.2统计学和语义学10.4基准10.4.1时钟速率、M1PS和FLOPS10.4.2综合基准：Whetstone、Linpack和Dhrystone10.4.3标准性能评估公司基准10.4.4事务性能委员会基准10.4.5系统仿真1O.5 CPU性能优化10.5.1分支优化10.5.2使用好的算法和简单的代码10.6磁盘性能10.6.1性能问题lO.6.2物理性能10.6.3逻辑性能本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题第11章　网络组织和体系结构11.1概述11.2早期的商业计算机网络11.3早期的学术和科学网络：因特网的起源和体系结构11.4网络协议1：ISO／OsI协议11.4.1一个比喻11.4.2 OSI参考模型11.5网络协议2：TCP／IP网络结构11.5.1IPv4网际协议层11.5.2IPv4遇到的困难11.5.3TCP11.5.4TCP的工作原理11.5.5IPv611.6网络组织结构11.6.1物理传输介质11.6.2网络接口卡11.6.3转发器11.6.4集线器11.6.5交换机11.6.6网桥和网关11.6.7路由器和路由11.7高容量数字链路11.7.1数字分层体系11.7.2ISDN11.7.3异步传输模式11.8因特网的概况11.8.1走进因特网11.8.2遨游因特网本章小结深入阅读参考文献基本概念和术语复习练习题附录A　数据结构和计算机术语表部分练习题答案和提示

作者简介

本书揭示现代计算机的内部工作方式，采用大量真实的例子，引导读者逐步由浅入深地学习计算机体系结构。本书内容经过精心组织，层次分明，内容翔实。对计算机硬件没有预备知识的要求，非常适合于大学本科的教学。本书还设计大量难度不同的习题，帮助读者更好地理解计算机工作原理。



　　本书系统介绍计算机组成与体系结构，主要内容包括：数字逻辑和数字系统、机器层次的数据表示方法、汇编层次的机器组织和结构、存储器的组成和结构、接口和通信、功能组织、多处理器和可供选择的其他结构、性能增强、网络结构和分布式计算机系统等。本书把计算机科学技术与实际问题相结合，用大量精致图片展示计算机内部结构，结构清晰，内容翔实，还包括大量补充材料和习题，方便教学。

　　本书可作为高等院校计算机及相关专业本科生的教材或参考书，也可供相关技术人员参考。

图书封面

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