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計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 版權(quán)信息
- ISBN：9787302219057
- 條形碼：9787302219057 ; 978-7-302-21905-7
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 本書特色
《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材·21世紀(jì)大學(xué)本科計(jì)算機(jī)專業(yè)系列教材》根據(jù)教育部“高等學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)規(guī)范”組織編寫，與美國ACM和lEEECSComputingCurricula新進(jìn)展同步，教育部-微軟精品課程教材，遠(yuǎn)程教育國家精品課程教材。 《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材·21世紀(jì)大學(xué)本科計(jì)算機(jī)專業(yè)系列教材》集作者20年相關(guān)課程教學(xué)之經(jīng)驗(yàn)，匯國內(nèi)外相關(guān)資料之精華，內(nèi)容新穎、充實(shí)，結(jié)構(gòu)清晰、完整，文字通俗、簡潔。既可作為“計(jì)算機(jī)組成原理”、“計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等課程的教材，也可作為“計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)”和“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”等課程的教學(xué)參考書。與國內(nèi)外同類教材相比，主要特色如下： 強(qiáng)調(diào)軟件和硬件的關(guān)聯(lián) 將計(jì)算機(jī)組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)容與程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)以及編譯器等軟件內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，使讀者能從程序員角度深刻理解計(jì)算機(jī)組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理，以及硬件與軟件的關(guān)系。 細(xì)化流水線CPO設(shè)計(jì)內(nèi)容 以MIPS體系為主線，建立高級(jí)語言-匯編語言-機(jī)器語言-CPU功能之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并以實(shí)際MIPS指令為目標(biāo)，循序漸進(jìn)地逐步細(xì)化流水線CPU設(shè)計(jì)內(nèi)容。 注重用實(shí)例圖表闡述概念 用大量實(shí)例和圖表詳實(shí)闡述基本原理及其具體應(yīng)用，使抽象的概念和內(nèi)容易于理解和消化，并提供形式多樣、內(nèi)容豐富的習(xí)題，用以進(jìn)行課后練習(xí)。 提供豐富的教輔資源 教材配套網(wǎng)站提供了課堂電子教案、習(xí)題參考答案、動(dòng)畫視頻以及其他各類豐富的教輔資料，以幫助教師備課，輔助學(xué)生學(xué)習(xí)，并提供學(xué)習(xí)交流平臺(tái)。
計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 內(nèi)容簡介
本書主要介紹計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)涉及的相關(guān)概念、理論和技術(shù)內(nèi)容，主要包括指令集體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)的表示和存儲(chǔ)，以及實(shí)現(xiàn)指令集體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)各部件的內(nèi)部工作原理、組成結(jié)構(gòu)及其相互連接關(guān)系。本書共分9章：第1章對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其性能評(píng)價(jià)進(jìn)行概述性介紹；第2～3章主要介紹數(shù)據(jù)的機(jī)器級(jí)表示、運(yùn)算，以及運(yùn)算部件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)；第4章主要介紹包含主存、cache和虛擬存儲(chǔ)器在內(nèi)的存儲(chǔ)器分層體系結(jié)構(gòu)；第5～7章介紹指令系統(tǒng)以及各種CPU設(shè)計(jì)技術(shù)；第8～9章介紹總線互連以及輸入輸出系統(tǒng)。本書內(nèi)容詳盡、反映現(xiàn)實(shí)、概念清楚、通俗易懂、實(shí)例豐富，并提供大量典型習(xí)題以供讀者練習(xí)。本書可以作為計(jì)算機(jī)專業(yè)本科或大專院校學(xué)生計(jì)算機(jī)組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程的教材，也可以作為有關(guān)專業(yè)研究生或計(jì)算機(jī)技術(shù)人員的參考書。
計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 目錄
第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述11.1 計(jì)算機(jī)的功能和特性1
1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程2
*1.2.1 電子計(jì)算機(jī)的誕生2
*1.2.2 **代計(jì)算機(jī)2
*1.2.3 第二代計(jì)算機(jī)3
*1.2.4 第三代計(jì)算機(jī)4
*1.2.5 第四代計(jì)算機(jī)4
1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成6
1.3.1 計(jì)算機(jī)硬件6
1.3.2 計(jì)算機(jī)軟件9
1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次化結(jié)構(gòu)10
1.4.1 *終用戶眼中的計(jì)算機(jī)10
1.4.2 系統(tǒng)管理員眼中的計(jì)算機(jī)10
1.4.3 應(yīng)用程序員眼中的計(jì)算機(jī)11
1.4.4 系統(tǒng)程序員眼中的計(jì)算機(jī)11
1.4.5 程序開發(fā)與執(zhí)行過程11
1.5 本教材的主要內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)14
1.6 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)16
1.6.1 計(jì)算機(jī)性能的定義16
1.6.2 計(jì)算機(jī)性能的測試16
1.6.3 用指令執(zhí)行速度進(jìn)行性能評(píng)估19
1.6.4 用基準(zhǔn)程序進(jìn)行性能評(píng)估20
1.7 本章小結(jié)21
習(xí)題122
第2章 數(shù)據(jù)的機(jī)器級(jí)表示25
2.1 數(shù)制和編碼25
*2.1.1 信息的二進(jìn)制編碼25
*2.1.2 進(jìn)位計(jì)數(shù)制27
2.1.3 定點(diǎn)與浮點(diǎn)表示31
2.1.4 定點(diǎn)數(shù)的編碼表示31
2.2 整數(shù)的表示36
2.2.1 無符號(hào)整數(shù)的表示36
2.2.2 帶符號(hào)整數(shù)的表示37
*2.2.3 C語言中的整數(shù)類型37
2.3 實(shí)數(shù)的表示38
目 錄 計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.3.1 浮點(diǎn)數(shù)的表示格式38
2.3.2 浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)格化40
2.3.3 IEEE 754浮點(diǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)41
*2.3.4 C語言中的浮點(diǎn)數(shù)類型45
2.4 十進(jìn)制數(shù)的表示47
*2.4.1 用ASCII碼字符表示47
2.4.2 用BCD碼表示48
2.5 非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示49
2.5.1 邏輯值49
2.5.2 西文字符50
*2.5.3 漢字字符51
2.6 數(shù)據(jù)的寬度和存儲(chǔ)53
2.6.1 數(shù)據(jù)的寬度和單位53
2.6.2 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和排列順序55
2.7 數(shù)據(jù)校驗(yàn)碼58
2.7.1 奇偶校驗(yàn)碼60
2.7.2 海明校驗(yàn)碼60
*2.7.3 循環(huán)冗余校驗(yàn)碼64
2.8 本章小結(jié)67
習(xí)題268
第3章 運(yùn)算方法和運(yùn)算部件72
3.1 高級(jí)語言和機(jī)器指令中的運(yùn)算72
*3.1.1 C程序中涉及的運(yùn)算72
*3.1.2 MIPS指令中涉及的運(yùn)算75
3.2 基本運(yùn)算部件77
3.2.1 串行進(jìn)位加法器78
*3.2.2 進(jìn)位選擇加法器79
3.2.3 并行進(jìn)位加法器79
3.2.4 算術(shù)邏輯部件82
3.3 定點(diǎn)數(shù)運(yùn)算85
3.3.1 補(bǔ)碼加減運(yùn)算86
*3.3.2 原碼加減運(yùn)算88
*3.3.3 移碼加減運(yùn)算89
3.3.4 原碼乘法運(yùn)算90
3.3.5 補(bǔ)碼乘法運(yùn)算95
*3.3.6 快速乘法器99
3.3.7 原碼除法運(yùn)算101
*3.3.8 補(bǔ)碼除法運(yùn)算108
*3.3.9 陣列除法器112
3.4 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算113
3.4.1 浮點(diǎn)數(shù)加減運(yùn)算113
*3.4.2 浮點(diǎn)數(shù)乘除運(yùn)算117
3.5 運(yùn)算部件的組成120
*3.5.1 定點(diǎn)運(yùn)算部件120
*3.5.2 浮點(diǎn)運(yùn)算部件122
3.6 十進(jìn)制數(shù)加減運(yùn)算124
3.7 本章小結(jié)125
習(xí)題3126
第4章 存儲(chǔ)器分層體系結(jié)構(gòu)130
4.1 存儲(chǔ)器概述130
4.1.1 存儲(chǔ)器的分類130
4.1.2 主存儲(chǔ)器的組成和基本操作131
4.1.3 存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)132
4.1.4 存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu)133
4.2 半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲(chǔ)器134
4.2.1 基本存儲(chǔ)元件134
4.2.2 靜態(tài)RAM芯片135
4.2.3 動(dòng)態(tài)RAM芯片138
4.3 半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器和Flash存儲(chǔ)器141
4.3.1 半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器141
4.3.2 半導(dǎo)體Flash存儲(chǔ)器142
4.4 存儲(chǔ)器芯片的擴(kuò)展及其與CPU的連接143
4.4.1 存儲(chǔ)器芯片的擴(kuò)展143
4.4.2 存儲(chǔ)器芯片與CPU的連接144
4.5 并行存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)技術(shù)146
4.5.1 雙口存儲(chǔ)器146
4.5.2 多模塊存儲(chǔ)器147
4.6 高速緩沖存儲(chǔ)器149
4.6.1 程序訪問的局部性149
4.6.2 cache的基本工作原理151
4.6.3 cache行和主存塊之間的映射方式153
4.6.4 cache中主存塊的替換算法160
4.6.5 cache的一致性問題164
4.6.6 cache性能評(píng)估165
*4.6.7 影響cache性能的因素166
*4.6.8 cache結(jié)構(gòu)舉例169
4.7 虛擬存儲(chǔ)器170
*4.7.1 進(jìn)程與進(jìn)程的上下文切換171
*4.7.2 存儲(chǔ)器管理172
4.7.3 虛擬地址空間174
4.7.4 虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)176
*4.7.5 存儲(chǔ)保護(hù)183
4.8 本章小結(jié)184
習(xí)題4186
第5章 指令系統(tǒng)192
5.1 指令格式設(shè)計(jì)192
5.1.1 指令地址碼的個(gè)數(shù)192
5.1.2 指令格式設(shè)計(jì)原則193
5.2 指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)194
5.2.1 基本設(shè)計(jì)問題194
5.2.2 操作數(shù)類型195
5.2.3 尋址方式195
5.2.4 操作類型199
5.2.5 操作碼編碼200
*5.2.6 條件碼的生成與使用202
5.2.7 指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)格203
5.3 指令系統(tǒng)實(shí)例205
*5.3.1 Pentium指令系統(tǒng)205
*5.3.2 Power PC指令系統(tǒng)208
*5.3.3 MMX和SIMD指令技術(shù)209
5.4 程序的機(jī)器級(jí)表示210
*5.4.1 MIPS匯編語言和機(jī)器語言210
*5.4.2 選擇結(jié)構(gòu)的機(jī)器代碼表示214
*5.4.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)的機(jī)器代碼表示215
*5.4.4 過程調(diào)用的機(jī)器代碼表示216
5.5 本章小結(jié)223
習(xí)題5225
第6章 中央處理器229
6.1 CPU概述229
6.1.1 指令執(zhí)行過程229
6.1.2 CPU的基本功能230
6.1.3 CPU的基本組成231
6.1.4 數(shù)據(jù)通路的基本結(jié)構(gòu)232
6.2 單周期處理器設(shè)計(jì)240
6.2.1 指令功能的描述241
6.2.2 數(shù)據(jù)通路的設(shè)計(jì)242
6.2.3 控制邏輯單元的設(shè)計(jì)251
6.2.4 時(shí)鐘周期的確定258
6.3 多周期處理器設(shè)計(jì)259
*6.3.1 信號(hào)競爭問題259
*6.3.2 指令執(zhí)行狀態(tài)分析260
*6.3.3 硬連線路控制器設(shè)計(jì)263
6.4 微程序控制器設(shè)計(jì)265
*6.4.1 Wilkes微程序控制器266
6.4.2 微程序控制器的結(jié)構(gòu)267
6.4.3 微命令編碼和微指令格式268
6.4.4 微指令地址的確定273
6.5 異常和中斷處理276
6.5.1 基本概念276
6.5.2 異常處理過程278
*6.5.3 帶異常處理的處理器設(shè)計(jì)279
6.6 本章小結(jié)282
習(xí)題6284
第7章 指令流水線287
7.1 流水線概述287
7.1.1 流水線的執(zhí)行效率287
7.1.2 適合流水線的指令集特征288
7.2 流水線處理器的實(shí)現(xiàn)289
7.2.1 每條指令的流水段分析289
7.2.2 流水線數(shù)據(jù)通路的設(shè)計(jì)290
7.2.3 流水線控制器的設(shè)計(jì)295
7.3 流水線冒險(xiǎn)及其處理296
7.3.1 結(jié)構(gòu)冒險(xiǎn)296
7.3.2 數(shù)據(jù)冒險(xiǎn)297
7.3.3 控制冒險(xiǎn)304
*7.3.4 訪問缺失引起的流水線阻塞310
7.4 高級(jí)流水線技術(shù)312
*7.4.1 靜態(tài)多發(fā)射處理器313
*7.4.2 動(dòng)態(tài)多發(fā)射處理器 317
*7.4.3 Pentium 4處理器的流水線結(jié)構(gòu) 321
7.5 本章小結(jié)324
習(xí)題7326
第8章 系統(tǒng)總線329
8.1 總線的基本概念329
*8.1.1 總線的特性和分類329
8.1.2 系統(tǒng)總線的組成330
8.2 總線設(shè)計(jì)的要素331
8.2.1 信號(hào)線類型331
8.2.2 總線事務(wù)類型332
8.2.3 總線帶寬333
8.2.4 總線裁決333
8.2.5 定時(shí)方式338
*8.3 總線接口單元343
8.4 總線標(biāo)準(zhǔn)344
*8.4.1 ISA總線344
*8.4.2 EISA總線345
*8.4.3 PCI總線345
8.5 總線結(jié)構(gòu)351
*8.5.1 單總線結(jié)構(gòu)351
*8.5.2 雙總線結(jié)構(gòu)351
8.5.3 多總線結(jié)構(gòu)352
8.6 本章小結(jié)354
習(xí)題8355
第9章 輸入輸出組織358
9.1 外部設(shè)備的分類與特點(diǎn)358
9.1.1 外設(shè)的分類358
9.1.2 外設(shè)的特點(diǎn)359
9.2 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備359
*9.2.1 鍵盤359
*9.2.2 鼠標(biāo)器361
*9.2.3 打印機(jī)361
*9.2.4 顯示器364
9.3 外部存儲(chǔ)設(shè)備366
9.3.1 磁表面存儲(chǔ)原理366
9.3.2 硬盤存儲(chǔ)器370
*9.3.3 磁帶存儲(chǔ)器377
*9.3.4 光盤存儲(chǔ)器378
9.4 I/O接口380
9.4.1 I/O接口的功能380
9.4.2 I/O接口的通用結(jié)構(gòu)381
*9.4.3 操作系統(tǒng)對(duì)I/O的支持382
9.4.4 I/O端口及其編址384
*9.4.5 I/O接口的分類386
9.4.6 并行傳輸和串行傳輸387
*9.4.7 I/O接口舉例390
9.5 I/O數(shù)據(jù)傳送控制方式394
9.5.1 程序直接控制I/O方式395
9.5.2 程序中斷I/O方式398
9.5.3 DMA方式407
*9.5.4 通道和I/O處理器方式413
9.6 本章小結(jié) 416
習(xí)題9418
參考文獻(xiàn)422
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計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 作者簡介
袁春風(fēng)，南京大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系教授。主要研究領(lǐng)域?yàn)閃eb信息檢索與文本挖掘技術(shù)、多媒體文檔處理等。在相關(guān)領(lǐng)域承擔(dān)科研項(xiàng)目近30I頁，發(fā)表論文50多篇，獲江蘇省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2次，省優(yōu)秀軟件一等獎(jiǎng)1次。編寫計(jì)算機(jī)組成原理和有關(guān)多媒體處理方面的教材4本，獲教育部優(yōu)秀教材二等獎(jiǎng)1次。從事“計(jì)算機(jī)組成原理”和“計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的教學(xué)工作20年。“計(jì)算機(jī)組成原理”獲教育部一微軟精品課程、遠(yuǎn)程教育國家精品課程，并作為主要課程之一獲江蘇省優(yōu)秀課程群。“計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”獲江蘇省精品課程，其課程網(wǎng)站在200
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