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包郵 計(jì)算機(jī)組成原理
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計(jì)算機(jī)組成原理 版權(quán)信息
- ISBN：9787111558071
- 條形碼：9787111558071 ; 978-7-111-55807-1
- 裝幀：簡(jiǎn)裝本
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>
計(jì)算機(jī)組成原理 本書特色
資深的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)教育家Alan Clements博士編寫，涵蓋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成和體系結(jié)構(gòu)的基本概念、指令系統(tǒng)以及處理器實(shí)現(xiàn)等涉及計(jì)算機(jī)組成原理課程的內(nèi)容。
計(jì)算機(jī)組成原理 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書共三部分。**部分介紹了計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容；第二部分介紹指令集體系結(jié)構(gòu)，這是本書的核心，包括指令集的概念、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的一些重要問(wèn)題，ARM系列微處理器，處理器適應(yīng)視頻編輯和現(xiàn)代多媒體應(yīng)用的方法；第三部分介紹計(jì)算機(jī)是如何工作的，以及它在內(nèi)部是如何組織的。
計(jì)算機(jī)組成原理 目錄
出版者的話
譯者序
前言
本書導(dǎo)讀
作者簡(jiǎn)介
**部分 起始篇
第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 4
1.1 什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 7
1.2 體系結(jié)構(gòu)和組成 11
1.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和技術(shù) 14
1.2.2 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的地位 14
1.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 16
1.3.1 機(jī)械計(jì)算機(jī) 17
1.3.2 機(jī)電式計(jì)算機(jī) 19
1.3.3 早期的電子計(jì)算機(jī) 19
1.3.4 微機(jī)和PC革命 20
1.3.5 摩爾定律和進(jìn)步的歷程 21
1.3.6 存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展 22
1.3.7 普適計(jì)算 23
1.3.8 多媒體計(jì)算機(jī) 23
1.4 存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī) 24
1.4.1 問(wèn)題描述 24
1.4.2 解決方法 24
1.4.3 構(gòu)造一個(gè)算法 26
1.4.4 計(jì)算機(jī)需要通過(guò)什么來(lái)解決問(wèn)題 27
1.4.5 存儲(chǔ)器 29
1.5 存儲(chǔ)程序的概念 31
1.6 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概覽 35
1.6.1 存儲(chǔ)層次 35
1.6.2 總線 37
1.7 現(xiàn)代計(jì)算 39
本章小結(jié) 39
習(xí)題 40
第2章 計(jì)算機(jī)算術(shù) 42
2.1 數(shù)據(jù)是什么 43
2.1.1 位與字節(jié) 43
2.1.2 位模式 44
2.2 數(shù)字 48
2.2.1 位置記數(shù)法 48
2.3 二進(jìn)制運(yùn)算 49
2.4 有符號(hào)整數(shù) 52
2.4.1 符號(hào)及值表示法 52
2.4.2 二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算 53
2.5 乘除法簡(jiǎn)介 55
2.5.1 移位運(yùn)算 55
2.5.2 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制乘法 56
2.5.3 快速乘法 57
2.5.4 除法 59
2.6 浮點(diǎn)數(shù) 63
2.6.1 IEEE浮點(diǎn)數(shù) 64
2.7 浮點(diǎn)運(yùn)算 68
2.8 浮點(diǎn)運(yùn)算和程序員 70
2.8.1 浮點(diǎn)運(yùn)算中的誤差傳播 71
2.8.2 生成數(shù)學(xué)函數(shù) 72
本章小結(jié) 74
習(xí)題 74
第二部分 指令集體系結(jié)構(gòu)
第3章 體系結(jié)構(gòu)與組成 79
3.1 存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī) 79
3.1.1 擴(kuò)展處理器：常量處理 84
3.1.2 擴(kuò)展處理器：流控制 85
3.2 ISA的組成 93
3.2.1 寄存器 94
3.2.2 尋址方式概述 96
3.2.3 指令格式 98
3.2.4 操作碼與指令 99
3.3 ARM指令集體系結(jié)構(gòu) 101
3.3.1 ARM寄存器集 103
3.3.2 ARM指令集 103
3.4 ARM匯編語(yǔ)言 104
3.4.1 ARM程序結(jié)構(gòu) 105
3.4.2 匯編器的實(shí)際考慮因素 107
3.4.3 偽指令 110
3.5 ARM數(shù)據(jù)處理指令 112
3.5.1 算術(shù)指令 113
3.5.2 位操作 116
3.5.3 移位操作 117
3.5.4 指令編碼——洞察ARM體系結(jié)構(gòu) 121
3.6 ARM的流控制指令 121
3.6.1 無(wú)條件分支 122
3.6.2 條件分支 122
3.6.3 測(cè)試與比較指令 123
3.6.4 分支與循環(huán)結(jié)構(gòu) 124
3.6.5 條件執(zhí)行 124
3.7 ARM尋址方式 126
3.7.1 立即數(shù)尋址 127
3.7.2 寄存器間接尋址 129
3.7.3 帶偏移量的寄存器間接尋址 131
3.7.4 ARM的自動(dòng)前索引尋址方式 134
3.7.5 ARM的自動(dòng)后索引尋址方式 136
3.7.6 程序計(jì)數(shù)器相對(duì)尋址 136
3.7.7 ARM的load與store指令編碼 136
3.8 子程序調(diào)用與返回 138
3.8.1 ARM對(duì)子程序的支持 139
3.8.2 條件子程序調(diào)用 141
3.9 ARM代碼實(shí)例 141
3.9.1 計(jì)算絕對(duì)值 141
3.9.2 字節(jié)操作與拼接 141
3.9.3 字節(jié)逆轉(zhuǎn) 142
3.9.4 乘以2n-1或2n+1 142
3.9.5 多條件的使用 143
3.9.6 只用一條指令 143
3.9.7 實(shí)現(xiàn)多段程序 143
3.9.8 簡(jiǎn)單位級(jí)邏輯操作 144
3.9.9 十六進(jìn)制字符轉(zhuǎn)換 144
3.9.10 輸出十六進(jìn)制字符 144
3.9.11 打印橫幅 145
3.10 子程序與棧 145
3.10.1 子程序調(diào)用與返回 147
3.10.2 子程序嵌套 148
3.10.3 葉子程序 150
3.11 數(shù)據(jù)的大小與排列 150
3.11.1 數(shù)據(jù)組織與端格式 150
3.11.2 數(shù)據(jù)組織和ARM 152
3.11.3 塊移動(dòng)指令 156
3.12 整合——將所有內(nèi)容放在一起 160
本章小結(jié) 163
習(xí)題 163
第4章 指令集體系結(jié)構(gòu)——廣度和深度 168
4.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和棧 170
4.1.1 存儲(chǔ)和棧 172
4.1.2 通過(guò)棧傳遞參數(shù) 179
4.2 特權(quán)模式和異常 187
4.3 MIPS：另一種RISC 190
4.3.1 MIPS數(shù)據(jù)處理指令 193
4.4 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳送 195
4.4.1 不可見(jiàn)的交換指令 198
4.4.2 雙精度移位 199
4.4.3 壓縮和解壓縮指令 200
4.4.4 邊界測(cè)試 201
4.4.5 位字段數(shù)據(jù) 202
4.4.6 循環(huán) 206
4.5 存儲(chǔ)器間接尋址 207
4.6 壓縮代碼、RISC、Thumb和MIPS16 213
4.6.1 Thumb指令集體系結(jié)構(gòu) 214
4.6.2 MIPS16 219
4.7 變長(zhǎng)指令 220
本章小結(jié) 224
習(xí)題 224
第5章 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與多媒體 229
5.1 高性能計(jì)算應(yīng)用 230
5.1.1 圖像處理 233
5.2 多媒體的影響——重新使用CISC 243
5.3 SIMD處理簡(jiǎn)介 246
5.3.1 SIMD技術(shù)的應(yīng)用 254
5.4 流擴(kuò)展和SIMD技術(shù)的發(fā)展 259
5.4.1 浮點(diǎn)軟件擴(kuò)展 261
5.4.2 Intel的第三層多媒體擴(kuò)展 263
5.4.3 Intel SSE3和SSE4指令 264
5.4.4 ARM系列處理器的多媒體
指令 265
本章小結(jié) 267
習(xí)題 267
第三部分 組成和效能
第6章 處理器控制 272
6.1 通用數(shù)字處理器 274
6.1.1 微程序 277
6.1.2 生成微操作 282
6.2 RISC的組成 286
6.2.1 寄存器–寄存器數(shù)據(jù)通路 289
6.2.2 單周期直通計(jì)算機(jī)的控制 292
……
譯者序
前言
本書導(dǎo)讀
作者簡(jiǎn)介
**部分 起始篇
第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 4
1.1 什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 7
1.2 體系結(jié)構(gòu)和組成 11
1.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和技術(shù) 14
1.2.2 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)科學(xué)中的地位 14
1.3 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 16
1.3.1 機(jī)械計(jì)算機(jī) 17
1.3.2 機(jī)電式計(jì)算機(jī) 19
1.3.3 早期的電子計(jì)算機(jī) 19
1.3.4 微機(jī)和PC革命 20
1.3.5 摩爾定律和進(jìn)步的歷程 21
1.3.6 存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展 22
1.3.7 普適計(jì)算 23
1.3.8 多媒體計(jì)算機(jī) 23
1.4 存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī) 24
1.4.1 問(wèn)題描述 24
1.4.2 解決方法 24
1.4.3 構(gòu)造一個(gè)算法 26
1.4.4 計(jì)算機(jī)需要通過(guò)什么來(lái)解決問(wèn)題 27
1.4.5 存儲(chǔ)器 29
1.5 存儲(chǔ)程序的概念 31
1.6 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概覽 35
1.6.1 存儲(chǔ)層次 35
1.6.2 總線 37
1.7 現(xiàn)代計(jì)算 39
本章小結(jié) 39
習(xí)題 40
第2章 計(jì)算機(jī)算術(shù) 42
2.1 數(shù)據(jù)是什么 43
2.1.1 位與字節(jié) 43
2.1.2 位模式 44
2.2 數(shù)字 48
2.2.1 位置記數(shù)法 48
2.3 二進(jìn)制運(yùn)算 49
2.4 有符號(hào)整數(shù) 52
2.4.1 符號(hào)及值表示法 52
2.4.2 二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算 53
2.5 乘除法簡(jiǎn)介 55
2.5.1 移位運(yùn)算 55
2.5.2 無(wú)符號(hào)二進(jìn)制乘法 56
2.5.3 快速乘法 57
2.5.4 除法 59
2.6 浮點(diǎn)數(shù) 63
2.6.1 IEEE浮點(diǎn)數(shù) 64
2.7 浮點(diǎn)運(yùn)算 68
2.8 浮點(diǎn)運(yùn)算和程序員 70
2.8.1 浮點(diǎn)運(yùn)算中的誤差傳播 71
2.8.2 生成數(shù)學(xué)函數(shù) 72
本章小結(jié) 74
習(xí)題 74
第二部分 指令集體系結(jié)構(gòu)
第3章 體系結(jié)構(gòu)與組成 79
3.1 存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī) 79
3.1.1 擴(kuò)展處理器：常量處理 84
3.1.2 擴(kuò)展處理器：流控制 85
3.2 ISA的組成 93
3.2.1 寄存器 94
3.2.2 尋址方式概述 96
3.2.3 指令格式 98
3.2.4 操作碼與指令 99
3.3 ARM指令集體系結(jié)構(gòu) 101
3.3.1 ARM寄存器集 103
3.3.2 ARM指令集 103
3.4 ARM匯編語(yǔ)言 104
3.4.1 ARM程序結(jié)構(gòu) 105
3.4.2 匯編器的實(shí)際考慮因素 107
3.4.3 偽指令 110
3.5 ARM數(shù)據(jù)處理指令 112
3.5.1 算術(shù)指令 113
3.5.2 位操作 116
3.5.3 移位操作 117
3.5.4 指令編碼——洞察ARM體系結(jié)構(gòu) 121
3.6 ARM的流控制指令 121
3.6.1 無(wú)條件分支 122
3.6.2 條件分支 122
3.6.3 測(cè)試與比較指令 123
3.6.4 分支與循環(huán)結(jié)構(gòu) 124
3.6.5 條件執(zhí)行 124
3.7 ARM尋址方式 126
3.7.1 立即數(shù)尋址 127
3.7.2 寄存器間接尋址 129
3.7.3 帶偏移量的寄存器間接尋址 131
3.7.4 ARM的自動(dòng)前索引尋址方式 134
3.7.5 ARM的自動(dòng)后索引尋址方式 136
3.7.6 程序計(jì)數(shù)器相對(duì)尋址 136
3.7.7 ARM的load與store指令編碼 136
3.8 子程序調(diào)用與返回 138
3.8.1 ARM對(duì)子程序的支持 139
3.8.2 條件子程序調(diào)用 141
3.9 ARM代碼實(shí)例 141
3.9.1 計(jì)算絕對(duì)值 141
3.9.2 字節(jié)操作與拼接 141
3.9.3 字節(jié)逆轉(zhuǎn) 142
3.9.4 乘以2n-1或2n+1 142
3.9.5 多條件的使用 143
3.9.6 只用一條指令 143
3.9.7 實(shí)現(xiàn)多段程序 143
3.9.8 簡(jiǎn)單位級(jí)邏輯操作 144
3.9.9 十六進(jìn)制字符轉(zhuǎn)換 144
3.9.10 輸出十六進(jìn)制字符 144
3.9.11 打印橫幅 145
3.10 子程序與棧 145
3.10.1 子程序調(diào)用與返回 147
3.10.2 子程序嵌套 148
3.10.3 葉子程序 150
3.11 數(shù)據(jù)的大小與排列 150
3.11.1 數(shù)據(jù)組織與端格式 150
3.11.2 數(shù)據(jù)組織和ARM 152
3.11.3 塊移動(dòng)指令 156
3.12 整合——將所有內(nèi)容放在一起 160
本章小結(jié) 163
習(xí)題 163
第4章 指令集體系結(jié)構(gòu)——廣度和深度 168
4.1 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和棧 170
4.1.1 存儲(chǔ)和棧 172
4.1.2 通過(guò)棧傳遞參數(shù) 179
4.2 特權(quán)模式和異常 187
4.3 MIPS：另一種RISC 190
4.3.1 MIPS數(shù)據(jù)處理指令 193
4.4 數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)傳送 195
4.4.1 不可見(jiàn)的交換指令 198
4.4.2 雙精度移位 199
4.4.3 壓縮和解壓縮指令 200
4.4.4 邊界測(cè)試 201
4.4.5 位字段數(shù)據(jù) 202
4.4.6 循環(huán) 206
4.5 存儲(chǔ)器間接尋址 207
4.6 壓縮代碼、RISC、Thumb和MIPS16 213
4.6.1 Thumb指令集體系結(jié)構(gòu) 214
4.6.2 MIPS16 219
4.7 變長(zhǎng)指令 220
本章小結(jié) 224
習(xí)題 224
第5章 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與多媒體 229
5.1 高性能計(jì)算應(yīng)用 230
5.1.1 圖像處理 233
5.2 多媒體的影響——重新使用CISC 243
5.3 SIMD處理簡(jiǎn)介 246
5.3.1 SIMD技術(shù)的應(yīng)用 254
5.4 流擴(kuò)展和SIMD技術(shù)的發(fā)展 259
5.4.1 浮點(diǎn)軟件擴(kuò)展 261
5.4.2 Intel的第三層多媒體擴(kuò)展 263
5.4.3 Intel SSE3和SSE4指令 264
5.4.4 ARM系列處理器的多媒體
指令 265
本章小結(jié) 267
習(xí)題 267
第三部分 組成和效能
第6章 處理器控制 272
6.1 通用數(shù)字處理器 274
6.1.1 微程序 277
6.1.2 生成微操作 282
6.2 RISC的組成 286
6.2.1 寄存器–寄存器數(shù)據(jù)通路 289
6.2.2 單周期直通計(jì)算機(jī)的控制 292
……
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計(jì)算機(jī)組成原理 作者簡(jiǎn)介
艾倫·克萊門茨(Alan Clements)國(guó)際著名的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)教育的推動(dòng)者和踐行者。他于1 997年獲得英國(guó)拉夫堡大學(xué)(Loughborough University)博士學(xué)位，隨后加入提賽德大學(xué)(University of Teesside)計(jì)算機(jī)科學(xué)系。在20世紀(jì)70～80年代，他編寫了兩本計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的重要教材：《計(jì)算機(jī)硬件原理》(The Principles of Computer Hardware)和《微處理器系統(tǒng)設(shè)計(jì)》(Microprocessor Systems Design)。 2001年，他擔(dān)任了計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)國(guó)際學(xué)生競(jìng)賽(CSIDC)主席，并于同年獲得英國(guó)國(guó)家教學(xué)獎(jiǎng)(National Teaching Fellowship)，這是英國(guó)高等教育的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。由于在計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)教育方面的貢獻(xiàn)，他于是2002年獲得IEEE CS本科教學(xué)獎(jiǎng)，2006年獲得lEEE CS泰勒布斯教育獎(jiǎng)(Taylor LBooth award)。2009年被選為IEEE Fellow。他在IEEE計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)擔(dān)任了多個(gè)職務(wù)，并積極參加課程體系設(shè)計(jì)，撰寫了關(guān)于未來(lái)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)教育的論文，參加了CS／ACM 2001計(jì)算課程體系的編寫和制定工作。2010烏Alan Clements從全職教學(xué)崗位退休。
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