了得網計算機/網絡_計算機組成原理與繫統結構

編輯推薦

《計算機組成原理與繫統結構》為*高等理工教育教學改革與實踐項目研究成果《高等學校計算機科學與技術專業核心課程教學實施方案》規劃教材。

《計算機組成原理與繫統結構》為國家精品課程主講教材，是杭州電子科技大學“計算機組成原理與繫統結構”課程組多年教學改革的成果與結晶。教材內容深入淺出，由易至難，繫統完整，易教易學。

《計算機組成原理與繫統結構》將基本教學內容與**的計算機技術發展相結合，使學生在理解和掌握計算機繫統各部件的基本設計方法、基本原理的基礎上，了解現代計算機繫統各種先進的技術。

教材與配套的實驗設備、虛擬軟件、CAI課件緊密結合，從課堂授課、實驗案例設計、課內實驗及課外實踐等多個環節充分體現“Trv”教學理念，有利於提高學生的學習興趣，提高學生自主學習和動手實踐的能力。

內容簡介

《計算機組成原理與繫統結構》從計算機組成原理與繫統結構的基本概念出發，繫統地論述了計算機繫統的基本組成、工作原理和設計方法，並從提高計算機性能的角度，分析和探討了計算機繫統結構的基本原理和設計方法。全書共分為10章，主要內容包括計算機組成的基本概念和層次結構、計算機硬件基礎、信息編碼與數據表示、運算方法與運算器、存儲體繫、指令繫統、控制器、輸入輸出繫統、總線、流水線與並行處理技術。

《計算機組成原理與繫統結構》配有相應的YY～Z02計算機組成原理實驗繫統及其CAI軟件，使理論教學與實踐環節相結合，有助於提高學生的學習興趣及動手能力。《計算機組成原理與繫統結構》每章後面都附有習題，且開發了與《計算機組成原理與繫統結構》配套的多媒體教學軟件，並配有習題解答。

《計算機組成原理與繫統結構》可作為高等學校計算機專業“計算機組成原理與繫統結構”課程本科教材，也可供從事計算機相關工作的科技人員、計算機愛好者及各類自學人員參考。

作者簡介

包健，女，1962年生，杭州電子科技大學計算機學院教授。2006年被評為第二屆浙江省教學名師。

包健教授長期從事計算機科學與技術的教學和研究工作。主講的“計算機組成原理與繫統結構”課程提出了“Try”的教學理念，並貫穿於教學內容、教材、實驗設備、實驗內容和方法的設計中，形成了頗具特色的教學、實驗方法，研究與開發的計算機組成原理實驗繫統獲2003年浙江省科學技術三等獎，以該教材及配套的實驗繫統為核心的“計算機組成原理與繫統結構”課程2007年被評為國家精品課程。主持的“計算機硬件課程教學改革的研究與實踐”項目獲得2005年國家教學成果二等獎。主要研究領域為計算機體繫結構、智能控制。近5年來，主持了省部級以上科研項目5項，教學改革項目4項，發表論文20餘篇，獲得浙江省科學技術一等獎1項，二等獎1項，三等獎3項。

第1章計算機組成原理概論

1.1 計算機繫統的發展與應用

1.1.1 計算機的產生

1.1.2 計算機的發展

1.1.3 微型計算機的發展

1.1.4 計算機的應用

1.2 計算機的分類和性能指標

1.2.1 按計算機體繫結構分類

1.2.2 按計算機的用途分類

1.2.3 按計算機的使用方式分類

1.2.4 按計算機的規模分類

1.2.5 計算機的性能指標

1.3 計算機繫統的基本組成

1.3.1 計算機硬件繫統

1.3.2 計算機軟件繫統

1.3.3 計算機繫統的層次結構

本章小結

習題1

第2章計算機硬件基礎

2.1 半導體器件的開關特性

2.1.1 二極管的開關特性

2.1.2 三極管的開關特性

2.1.3 MOS管的開關特性

2.2 基本邏輯運算和基本門電路

2.2.1 邏輯變量和邏輯表達式

2.2.2 邏輯門

2.2.3 邏輯代數的基本定律

2.2.4 邏輯函數的化簡

2.3 組合邏輯電路實例

2.3.1 法器

2.3.2 算術邏輯部件

2.3.3 譯碼器

2.3.4 數據選擇器

2.4 時序邏輯電路

2.4.1 觸發器和鎖存器

2.4.2 寄存器

2.4.3 移位寄存器

2.4.4 計數器

2.5 計算機芯片的制造過程

2.5.1 制造芯片的準備階段

2.5.2 光刻蝕

2.5.3 摻雜

2.5.4 測試、切割和封裝

本章小結

習題2

第3章信息編碼與數據表示

3.1 數值數據的表示

3.1.1 進位計數制

3.1.2 不同數制之間數的相互轉換

3.1.3 十進制數的編碼

3.2 數據格式

3.2.1 機器數

3.2.2 小數點的表示方法

3.3 定點機器數表示方法

3.3.1 原碼表示法

3.3.2 補碼表示法

3.3.3 反碼表示法

3.3.4 移碼表示法

3.3.5 定點機器數轉換

3.4 浮點機器數表示方法

3.4.1 浮點數的格式

3.4.2 浮點數的規格化表示

3.4.3 浮點數的表示範圍

3.5 非數值數據的表示

3.5.1 字符編碼

3.5.2 漢字編碼

3.6 校驗碼

3.6.1 奇偶校驗碼

3.6.2 海明校驗碼

3.6.3 循環冗餘檢驗碼

3.7 現代計算機繫統的數據表示

本章小結

習題3

第4章運算方法與運算器

4.1 定點數的加減運算及實現

4.1.1 補碼加減運算及運算器

4.1.2 機器數的移位運算

4.1.3 移碼加減運算與判溢

4.1.4 十進制加法運算

4.2 定點數的乘法運算及實現

4.2.1 原碼乘法及實現

4.2.2 補碼乘法及實現

4.2.3 陣列乘法器

4.3 定點數除法運算及實現

4.3.1 原碼除法及實現

4.3.2 補碼除法及實現

4.3.3 陣列除法器

4.4 定點運算器的組成與結構

4.4.1 定點運算器的組成

4.4.2 定點運算器的內部總線結構與通路

4.4.3 標志寄存器

4.5 浮點運算及運算器

4.5.1 浮點加減運算

4.5.2 浮點乘法運算

4.5.3 浮點除法運算

4.5.4 浮點運算器

4.6 浮點運算器舉例

4.6.1 80x87算術協處理器

4.6.2 浮點運算流水線

本章小結

習題4

第5章存儲體繫

5.1 存儲體繫概述

5.1.1 存儲器的分類

5.1.2 存儲器的層次結構

5.2 主存儲器

5.2.1 主存儲器性能指標

5.2.2 主存儲器的工作原理

5.2.3 隨機讀寫存儲器

5.2.4 隻讀存儲器

5.2.5 高性能的主存儲器

5.3 主存儲器與CPu的連接

5.3.1 存儲器芯片介紹

5.3.2 存儲容量的擴展

5.3.3 主存儲器與CPU的連接

5.4 高速存儲器

5.4.1 雙端口存儲器

5.4.2 多體交叉存儲器

5.4.3 相聯存儲器

5.5 高速緩衝存儲器

5.5.1 Cache的基本原理

5.5.2 主存與Cache的地址映射方式

5.5.3 替換算法

5.5.4 寫策略

5.5.5 Cache的多層次設計

5.6 虛擬存儲器

5.7 外存儲器

5.7.1 磁盤存儲器

5.7.2 RAID

5.7.3 光盤存儲器

5.7.4 閃存盤

5.8 存儲保護

5.9 lA32架構的存儲繫統舉例

5.9.1 P6微架構下的Cache

5.9.2 IntelNetBurst微架構下的Cache

5.9.3 IntelCore微架構的多核高效內存管理技術

本章小結

習顥5

第6章指令繫統

6.1 指令格式

6.1.1 指令操作碼與地址碼

6.1.2 指令字長和操作碼擴展

6.2 尋址方式

6.2.1 指令尋址

6.2.2 數據尋址

6.3 指令類型

6.4 指令繫統概述

6.4.1 指令繫統的要求

6.4.2 指令繫統的發展

6.4.3 CISC的特點

6.4.4 RISC的特點

6.4.5 指令繫統舉例

本章小結

習題6

第7章控制器

7.1 控制器的組成及指令的執行

7.1.1 計算機的基本組成和功能

7.1.2 控制器的組成

7.1.3 時序繫統

7.1.4 控制方式和時序的產生

7.1.5 繫統結構和數據通路的設計

7.1.6 簡單計算機繫統主機各部件的實現方案

7.1.7 指令的執行過程

7.2 硬布線控制器

7.2.1 控制器的設計方法

7.2.2 硬布線控制器的結構與原理

7.2.3 硬布線控制器的時序繫統

7.2.4 硬布線控制器設計舉例

7.3 微程序控制器

7.3.1 微程序控制的基本概念和工作原理

7.3.2 簡單微程序控制器的設計

7.3.3 微程序設計技術

7.3.4 微程序控制方式下模型機的設計實例

7.3.5 模型機微程序設計

7.3.6 微程序控制器與硬布線控制器的比較

本章小結

習題7

第8章輸入輸出繫統

8.1 概述

8.1.1 輸入輸出繫統的構成

8.1.2 外設與CPU的連接

8.1.3 I／O指令格式

8.2 輸入輸出接口

8.2.1 I／O接口的功能

8.2.2 I／O接口的組成

8.3 主機與外設交換信息的方式

8.3.1 程序查詢方式

8.3.2 程序中斷方式

8.3.3 直接存儲器訪問方式

8.3.4 通道與輸入輸出處理機方式

8.4 中斷繫統

8.4.1 中斷的基本概念

8.4.2 中斷請求與判優

8.4.3 中斷響應

8.4.4 中斷服務與返回

本章小結

習題8

第9章總線

9.1 總線的基本概念

9.1.1 總線的特性

9.1.2 總線的分類

9.1.3 總線的性能指標

9.2 繫統總線的結構

9.3 總線信息的傳送方式

9.4 總線仲裁和定時

9.4.1 總線仲裁

9.4.2 總線的定時

9.5 實用總線標準

9.5.1 ISA總線

9.5.2 EISA總線

9.5.3 PCI總線

9.5.4 PCIExpress總線

9.5.5 RS-232C／RS-485接口總線

9.5.6 USB接口總線

9.5.7 IEEE1394接口總線

本章小結

習題9

第10章流水線與並行處理技術

10.1 流水線原理

10.1.1 流水線基本概念

10.1.2 流水線分類

10.1.3 流水線性能分析

10.2 流水線相關及處理

10.2.1 結構相關

10.2.2 數據相關

10.2.3 控制相關

10.2.4 流水線的中斷與處理

10.3 流水線的調度方法

10.3.1 非線性流水線的靜態調度技術

10.3.2 流水線的動態調度技術

10.4 高級流水線技術

10.4.1 超標量流水線技術

10.4.2 超流水線技術

10.4.3 超標量超流水線技術

10.4.4 超長指令字技術

10.4.5 向量流水技術

10.5 並行處理技術

10.5.1 並行處理技術的基本概念

10.5.2 SIMD陣列處理機

10.5.3 多處理機繫統

10.6 Pentium微處理器的繫統結構

10.6.1 PentiumⅡ微處理器

10.6.2 Pentium4微處理器

10.7 片上多核處理器架構

10.7.1 IntelCore微架構

10.7.2 IBMCell架構

本章小結

習題10

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