包郵 計(jì)算機(jī)類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)系列教材計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)(第2版)/袁春風(fēng)
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計(jì)算機(jī)類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)系列教材計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)(第2版)/袁春風(fēng) 版權(quán)信息
- ISBN:9787111604891
- 條形碼:9787111604891 ; 978-7-111-60489-1
- 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)類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)系列教材計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)(第2版)/袁春風(fēng) 本書特色
本書主要介紹與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的核心概念,解釋這些概念如何相互關(guān)聯(lián)并終影響程序執(zhí)行的結(jié)果和性能。本書共分8章,主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算、程序的轉(zhuǎn)換及機(jī)器級(jí)表示、程序的鏈接、程序的執(zhí)行、存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)、虛擬存儲(chǔ)器、異常控制流和I/O操作的實(shí)現(xiàn)等。本書將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)每個(gè)抽象層涉及的重要概念通過程序的開發(fā)和運(yùn)行串聯(lián)起來,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)系統(tǒng)方面的基礎(chǔ)性教材,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)類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)系列教材計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)(第2版)/袁春風(fēng) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本書主要介紹與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的核心概念,解釋這些概念如何相互關(guān)聯(lián)并終影響程序執(zhí)行的結(jié)果和性能。本書共分8章,主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)的表示和運(yùn)算、程序的轉(zhuǎn)換及機(jī)器級(jí)表示、程序的鏈接、程序的執(zhí)行、存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)、虛擬存儲(chǔ)器、異常控制流和I/O操作的實(shí)現(xiàn)等。本書將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)每個(gè)抽象層涉及的重要概念通過程序的開發(fā)和運(yùn)行串聯(lián)起來,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)系統(tǒng)方面的基礎(chǔ)性教材,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)類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)系列教材計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)(第2版)/袁春風(fēng) 目錄
序 言
前 言
[0第0]一部分 系統(tǒng)概述和可執(zhí)行目標(biāo)文[亻牛]的生成
[0第0]1章 計(jì)算[1機(jī)1]系統(tǒng)概述2
1.1 計(jì)算[1機(jī)1]基本工作原理2
1.1.1 馮·諾依曼結(jié)構(gòu)基本思想2
1.1.2 馮·諾依曼[1機(jī)1]基本結(jié)構(gòu)3
1.1.3 程序和指令的執(zhí)行過程4
1.2 程序的開發(fā)與運(yùn)行7
1.2.1 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和翻譯程序7
1.2.2 從源程序到可執(zhí)行文[亻牛]9
1.2.3 可執(zhí)行文[亻牛]的啟動(dòng)和執(zhí)行10
1.3 計(jì)算[1機(jī)1]系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)12
1.3.1 計(jì)算[1機(jī)1]系統(tǒng)抽象層的轉(zhuǎn)換12
1.3.2 計(jì)算[1機(jī)1]系統(tǒng)核心層之間的關(guān)聯(lián)14
1.3.3 計(jì)算[1機(jī)1]系統(tǒng)的不同用戶16
1.4 計(jì)算[1機(jī)1]系統(tǒng)性能[0評(píng)0]價(jià)18
1.4.1 計(jì)算[1機(jī)1]性能的定義19
1.4.2 計(jì)算[1機(jī)1]性能的測(cè)試19
1.4.3 用指令執(zhí)行速度進(jìn)行性能[0評(píng)0]估21
1.4.4 用基準(zhǔn)程序進(jìn)行性能[0評(píng)0]估22
1.4.5 Amdahl定律23
1.5 本書的[1主1]要內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)24
1.6 小結(jié)27
習(xí)題27
[0第0]2章 數(shù)據(jù)的[1機(jī)1]器級(jí)表示與處理30
2.1 數(shù)制和編碼30
2.1.1 信息的二進(jìn)制編碼30
2.1.2 進(jìn)位計(jì)數(shù)制32
2.1.3 定點(diǎn)與浮點(diǎn)表示36
2.1.4 定點(diǎn)數(shù)的編碼表示36
2.2 整數(shù)的表示41
2.2.1 無(wú)符號(hào)整數(shù)和帶符號(hào)整數(shù)的表示41
2.2.2 C語(yǔ)言中的整數(shù)及其相互轉(zhuǎn)換42
2.3 浮點(diǎn)數(shù)的表示44
2.3.1 浮點(diǎn)數(shù)的表示范圍44
2.3.2 浮點(diǎn)數(shù)的規(guī)格化45
2.3.3 IEEE 754浮點(diǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)45
2.3.4 C語(yǔ)言中的浮點(diǎn)數(shù)類型49
2.4 十進(jìn)制數(shù)的表示51
2.4.1 用ASCII碼字符表示51
2.4.2 用BCD碼表示51
2.5 非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼表示52
2.5.1 邏輯值52
2.5.2 西文字符52
2.5.3 漢字字符53
2.6 數(shù)據(jù)的寬度和存儲(chǔ)55
2.6.1 數(shù)據(jù)的寬度和單位55
2.6.2 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和排列順序57
2.7 數(shù)據(jù)的基本運(yùn)算61
2.7.1 按位運(yùn)算和邏輯運(yùn)算61
2.7.2 左移運(yùn)算和右移運(yùn)算61
2.7.3 位擴(kuò)展運(yùn)算和位截?cái)噙\(yùn)算63
2.7.4 整數(shù)加減運(yùn)算64
2.7.5 整數(shù)乘除運(yùn)算68
2.7.6 常量的乘除運(yùn)算71
2.7.7 浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算72
2.8 小結(jié)78
習(xí)題79
[0第0]3章 程序的轉(zhuǎn)換及[1機(jī)1]器級(jí)表示87
3.1 程序轉(zhuǎn)換概述87
3.1.1 [1機(jī)1]器指令及匯編指令88
3.1.2 指令集體系結(jié)構(gòu)89
3.1.3 生成[1機(jī)1]器代碼的過程89
3.2 IA-32指令系統(tǒng)概述94
3.2.1 數(shù)據(jù)類型及其格式95
3.2.2 寄存器組織和尋址方式96
3.2.3 [1機(jī)1]器指令格式101
3.3 IA-32常用指令類型及其[*]作103
3.3.1 傳送指令103
3.3.2 定點(diǎn)算術(shù)運(yùn)算指令106
3.3.3 按位運(yùn)算指令109
3.3.4 控制轉(zhuǎn)移指令110
3.3.5 x87浮點(diǎn)處理指令115
3.3.6 MMX/SSE指令集116
3.4 C語(yǔ)言程序的[1機(jī)1]器級(jí)表示118
3.4.1 過程調(diào)用的[1機(jī)1]器級(jí)表示118
3.4.2 選擇語(yǔ)句的[1機(jī)1]器級(jí)表示132
3.4.3 循環(huán)結(jié)構(gòu)的[1機(jī)1]器級(jí)表示136
3.5 復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的分配和訪問139
3.5.1 數(shù)組的分配和訪問139
3.5.2 結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)的分配和訪問144
3.5.3 聯(lián)合體數(shù)據(jù)的分配和訪問146
3.5.4 數(shù)據(jù)的對(duì)齊148
3.6 越界訪問和緩沖區(qū)溢出151
3.6.1 緩沖區(qū)溢出151
3.6.2 緩沖區(qū)溢出攻[1擊1]153
3.6.3 緩沖區(qū)溢出攻[1擊1]的防范155
3.7 兼容IA-32的64位系統(tǒng)158
3.7.1 x86-64的發(fā)展簡(jiǎn)[0史0]158
3.7.2 x86-64的基本特點(diǎn)159
3.7.3 x86-64的基本指令和對(duì)齊159
3.7.4 x86-64的過程調(diào)用161
3.7.5 x86-64的浮點(diǎn)[*]作與SIMD指令165
3.8 小結(jié)166
習(xí)題167
[0第0]4章 程序的鏈接182
4.1 編譯、匯編和靜態(tài)鏈接182
4.1.1 編譯和匯編182
4.1.2 可執(zhí)行目標(biāo)文[亻牛]的生成184
4.2 目標(biāo)文[亻牛]格式186
4.2.1 ELF目標(biāo)文[亻牛]格式186
4.2.2 可重定位目標(biāo)文[亻牛]格式187
4.2.3 可執(zhí)行目標(biāo)文[亻牛]格式190
4.2.4 可執(zhí)行文[亻牛]的存儲(chǔ)器映像192
4.3 符號(hào)表和符號(hào)解析193
4.3.1 符號(hào)和符號(hào)表193
4.3.2 符號(hào)解析196
4.3.3 與靜態(tài)庫(kù)的鏈接199
4.4 重定位201
4.4.1 重定位信息202
4.4.2 重定位過程202
4.5 動(dòng)態(tài)鏈接206
4.5.1 動(dòng)態(tài)鏈接的特性207
4.5.2 程序加載時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接207
4.5.3 程序運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接209
4.5.4 位置無(wú)關(guān)代碼210
4.6 小結(jié)214
習(xí)題215
[0第0]二部分 可執(zhí)行目標(biāo)文[亻牛]的運(yùn)行
[0第0]5章 程序的執(zhí)行222
5.1 程序執(zhí)行概述222
5.1.1 程序及指令的執(zhí)行過程222
5.1.2 CPU的基本功能和組成224
5.1.3 打斷程序正常執(zhí)行的事[亻牛]226
5.2 數(shù)據(jù)通路基本結(jié)構(gòu)和工作原理227
5.2.1 數(shù)據(jù)通路基本結(jié)構(gòu)227
5.2.2 數(shù)據(jù)通路的時(shí)序控制229
5.2.3 總線式數(shù)據(jù)通路230
5.2.4 單周期數(shù)據(jù)通路235
5.3 流水線方式下指令的執(zhí)行238
5.3.1 指令流水線的基本原理238
5.3.2 適合流水線的指令集特征241
5.3.3 CISC和RISC風(fēng)格指令集242
5.3.4 指令流水線的實(shí)現(xiàn)245
5.3.5 高級(jí)流水線實(shí)現(xiàn)技術(shù)248
5.4 小結(jié)249
習(xí)題250
[0第0]6章 層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)253
6.1 存儲(chǔ)器概述253
6.1.1 存儲(chǔ)器的分類253
6.1.2 [1主1]存儲(chǔ)器的組成和基本[*]作255
6.1.3 存儲(chǔ)器的[1主1]要性能指標(biāo)255
6.1.4 各類存儲(chǔ)元[亻牛]的特點(diǎn)256
6.1.5 存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)257
6.2 [1主1]存與CPU的連接及其讀寫[*]作257
6.2.1 [1主1]存芯片技術(shù)257
6.2.2 [1主1]存與CPU的連接及其讀寫260
6.2.3 “裝入”指令和“存儲(chǔ)”指令[*]作過程263
6.3 硬盤存儲(chǔ)器266
6.3.1 磁盤存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)266
6.3.2 磁盤存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)268
6.3.3 磁盤存儲(chǔ)器的連接269
6.3.4 固態(tài)硬盤270
6.4 高速緩沖存儲(chǔ)器271
6.4.1 程序訪問的局部性271
6.4.2 cache的基本工作原理273
6.4.3 cache行和[1主1]存塊的映[身寸]275
6.4.4 cache中[1主1]存塊的替換算[0法0]281
6.4.5 cache一致性問題282
6.4.6 影響cache性能的因素283
6.4.7 IA-32的cache結(jié)構(gòu)舉例284
6.4.8 cache和程序性能285
6.5 虛擬存儲(chǔ)器289
6.5.1 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念289
6.5.2 虛擬地址空間290
6.5.3 虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)291
6.5.4 存儲(chǔ)保護(hù)299
*6.6 IA-32+Linux中的地址轉(zhuǎn)換300
6.6.1 邏輯地址到線性地址的轉(zhuǎn)換301
6.6.2 線性地址到物理地址的轉(zhuǎn)換306
*6.7 實(shí)例:Intel Core i7+Linux存儲(chǔ)系統(tǒng)308
6.7.1 Core i7的層次化存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)308
6.7.2 Core i7的地址轉(zhuǎn)換[1機(jī)1]制308
6.7.3 Linux系統(tǒng)的虛擬存儲(chǔ)管理311
6.8 小結(jié)314
習(xí)題315
[0第0]7章 異常控制流322
7.1 進(jìn)程與進(jìn)程的上下文切換322
7.1.1 程序和進(jìn)程的概念322
7.1.2 進(jìn)程的邏輯控制流323
7.1.3 進(jìn)程的上下文切換325
7.1.4 進(jìn)程的存儲(chǔ)器映[身寸]326
7.1.5 程序的加載和運(yùn)行329
7.2 異常和中斷332
7.2.1 基本概念333
7.2.2 異常的分類334
7.2.3 中斷的分類337
7.2.4 異常和中斷的響應(yīng)過程338
*7.3 IA-32+Linux中的異常和中斷340
7.3.1 IA-32的中斷向量表340
7.3.2 IA-32的中斷描述符表341
7.3.3 IA-32中異常和中斷的處理342
7.3.4 Linux對(duì)異常和中斷的處理344
7.3.5 IA-32+Linux的系統(tǒng)調(diào)用348
7.4 小結(jié)350
習(xí)題351
[0第0]8章 I/O[*]作的實(shí)現(xiàn)354
8.1 I/O子系統(tǒng)概述354
8.2 用戶空間I/O軟[亻牛]357
8.2.1 用戶程序中的I/O函數(shù)358
8.2.2 文[亻牛]的基本概念359
8.2.3 系統(tǒng)級(jí)I/O函數(shù)361
8.2.4 C標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)函數(shù)363
8.2.5 用戶程序中的I/O請(qǐng)求368
8.3 I/O硬[亻牛]與軟[亻牛]的接口370
8.3.1 I/O設(shè)備370
8.3.2 基于總線的互連結(jié)構(gòu)371
8.3.3 I/O接口的功能和結(jié)構(gòu)374
8.3.4 I/O端口及其編址376
8.3.5 I/O控制方式377
8.4 內(nèi)核空間I/O軟[亻牛]384
8.4.1 與設(shè)備無(wú)關(guān)的I/O軟[亻牛]384
8.4.2 設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序386
8.4.3 中斷服務(wù)程序387
8.5 小結(jié)389
習(xí)題390
附錄A 數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)395
附錄B gcc的常用命令行選項(xiàng)409
附錄C GDB的常用命令411
參考文獻(xiàn)414
計(jì)算機(jī)類專業(yè)系統(tǒng)能力培養(yǎng)系列教材計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)(第2版)/袁春風(fēng) 作者簡(jiǎn)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)榇髷?shù)據(jù)計(jì)算與并行處理技術(shù)、Web信息檢索與文本挖掘技術(shù)等。在相關(guān)領(lǐng)域承擔(dān)科研項(xiàng)目近40項(xiàng),發(fā)表論文近70篇,兩次獲江蘇省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),并獲江蘇省軟件一等獎(jiǎng)。主持的“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)”課程被遴選為精品課程、精品資源共享課、江蘇省精品課程;主編的《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》以及《計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)習(xí)題解答與教學(xué)指導(dǎo)》獲“十二五”普通高等教育規(guī)劃教材和江蘇省精品教材;作為主要成員獲2013年江蘇省教學(xué)成果特等獎(jiǎng)和2014年國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)(一):程序的表示、轉(zhuǎn)換與鏈接”獲國(guó)家精品在線開放課程,“計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程網(wǎng)站獲江蘇省多媒體課件特等獎(jiǎng)。
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