●出版者的話
譯者序
前言
第1章緒論1
1.1引言1
1.2計算機的主要部件2
1.3一個實例繫統：喫力地讀專業詞彙3
1.4標準組織12
1.5發展歷史13
1.5.1第零代：機械計算機（1642～1945年）13
1.5.2第一代：電子管計算機（1945～1953年）15
1.5.3第二代：晶體管計算機（1954～1965年）18
1.5.4第三代：集成電路計算機（1965～1980年）20
1.5.5第四代：超大規模集成電路計算機（1980～）20
1.5.6摩爾定律22
1.6計算機層次結構23
1.7雲計算：計算即服務24
1.8馮·諾依曼模型26
1.9非馮·諾依曼模型28
1.10並行處理器和並行計算29
1.11並行性：機器智能的
推動者——深藍和沃森30
本章小結32
擴展閱讀32
參考文獻33
復習題34
習題35
第2章計算機繫統中的數據表示37
2.1引言37
2.2按位計數繫統37
2.3不同進制之間的轉換38
2.3.1無符號整數的轉換38
2.3.2小數的轉換40
2.3.32的冪次作為基數的計數繫統之間的轉換41
2.4有符號整數表示42
2.4.1原碼42
2.4.2補碼繫統45
2.4.3有符號數的移碼表示49
2.4.4無符號數與有符號數50
2.4.5計算機、算術和布斯算法50
2.4.6進位和溢出53
2.4.7使用移位進行二進制乘法和除法54
2.5浮點數表示55
2.5.1一個簡單的模型55
2.5.2浮點運算57
2.5.3浮點誤差58
2.5.4IEEE-754浮點標準59
2.5.5表數範圍、精度和準確度60
2.5.6有關浮點數的其他問題61
2.6字符編碼62
2.6.1二進制編碼的十進制63
2.6.2EBCDIC64
2.6.3ASCII64
2.6.4Unicode65
2.7錯誤檢測與糾錯67
2.7.1循環冗餘校驗67
2.7.2漢明碼69
2.7.3裡德-所羅門糾錯碼74
本章小結74
擴展閱讀75
參考文獻75
復習題76
習題76
特別關注：數據記錄和傳輸的編碼82
第3章布爾代數與數字邏輯88
3.1引言88
3.2布爾代數89
3.2.1布爾表達式89
3.2.2布爾代數的基本定律90
3.2.3化簡布爾表達式91
3.2.4求反92
3.2.5表示布爾函數93
3.3邏輯門94
3.3.1邏輯門符號94
3.3.2通用邏輯門95
3.3.3多輸入邏輯門96
3.4數字組件96
3.4.1數字電路及其與布爾代數的關繫96
3.4.2集成電路97
3.4.3彙總：從問題描述到電路99
3.5組合邏輯電路100
3.5.1基本概念100
3.5.2典型的組合邏輯電路示例100
3.6時序電路105
3.6.1基本概念105
3.6.2時鐘105
3.6.3觸發器105
3.6.4有限狀態機108
3.6.5時序電路示例112
3.6.6時序邏輯的應用：卷積編碼和維特比檢測115
3.7電路設計119
本章小結119
擴展閱讀120
參考文獻120
復習題121
習題122
特別關注：卡諾圖128
第4章一個簡單的計算機模型MARIE139
4.1引言139
4.2CPU基本知識和組織結構139
4.2.1寄存器139
4.2.2ALU140
4.2.3140
4.3總線140
4.4時鐘143
4.5輸入/輸出子繫統144
4.6存儲器的組成和尋址方式145
4.7中斷148
4.8MARIE149
4.8.1組織結構149
4.8.2寄存器和總線150
4.8.3指令集架構151
4.8.4寄存器傳輸表示153
4.9指令的執行過程155
4.9.1取指-譯碼-執行周期155
4.9.2中斷和指令周期155
4.9.3MARIE的I/O157
4.10一個簡單的程序157
4.11關於編譯程序的討論159
4.11.1編譯程序的作用159
4.11.2使用彙編語言的原因160
4.12指令集的擴展161
4.13關於譯碼的討論：硬連線和微程序控制166
4.13.1機器控制166
4.13.2硬連線控制169
4.13.3微程序控制171
4.14實際的計算機體繫結構174
4.14.1Intel體繫結構175
4.14.2MIPS體繫結構179
本章小結181
擴展閱讀182
參考文獻183
復習題184
習題185
第5章仔細審視指令集架構192
5.1引言192
5.2指令格式192
5.2.1指令集設計決策192
5.2.2小端和大端方式193
5.2.3CPU內部的存儲：堆棧和寄存器195
5.2.4操作數個數和指令長度196
5.2.5擴展操作碼199
5.3指令類型202
5.3.1數據傳送202
5.3.2算術運算202
5.3.3布爾邏輯運算指令203
5.3.4位操作指令203
5.3.5輸入/輸出指令203
5.3.6傳送控制指令204
5.3.7專用指令204
5.3.8正交指令集204
5.4尋址204
5.4.1數據類型204
5.4.2尋址方式205
5.5指令流水線207
5.6指令集架構實例210
5.6.1Intel211
5.6.2MIPS211
5.6.3Java虛擬機212
5.6.4ARM215
本章小結216
擴展閱讀217
參考文獻218
復習題218
習題219
第6章存儲器224
6.1引言224
6.2存儲器類型224
6.3存儲器的層次結構225
6.4高速緩存227
6.4.1緩存映射策略229
6.4.2替換策略240
6.4.3有效訪問時間和命中率240
6.4.4發生緩存失效的時間241
6.4.5緩存寫策略241
6.4.6指令和數據緩存243
6.4.7緩存的級別244
6.5虛擬存儲器244
6.5.1分頁245
6.5.2使用分頁管理的有效訪問時間250
6.5.3彙總：使用緩存、TLB和分頁技術252
6.5.4分頁和虛擬存儲器的優缺點253
6.5.5分段253
6.5.6分段和分頁的組合254
6.6存儲器管理實例254
本章小結255
擴展閱讀255
參考文獻256
復習題256
習題257
第7章輸入/輸出和存儲繫統263
7.1引言263
7.2I/O及其性能263
7.3阿姆達爾定律263
7.4I/O體繫結構266
7.4.1I/O控制方法267
7.4.2字符I/O與塊I/O271
7.4.3I/O總線操作272
7.5數據傳輸模式274
7.5.1並行數據傳輸275
7.5.2串行數據傳輸276
7.6磁盤技術277
7.6.1硬盤驅動器278
7.6.2固態硬盤280
7.7光盤282
7.7.1CD-ROM282
7.7.2DVD285
7.7.3藍光光盤286
7.7.4光盤記錄方式286
7.8磁帶287
7.9RAID290
7.9.1RAID-0290
7.9.2RAID-1291
7.9.3RAID-2291
7.9.4RAID-3292
7.9.5RAID-4293
7.9.6RAID-5293
7.9.7RAID-6294
7.9.8RAID DP295
7.9.9混合RAID繫統297
7.10數據存儲的未來298
本章小結300
擴展閱讀300
參考文獻301
復習題302
習題303
特別關注：數據壓縮308
第8章繫統軟件3278.1
引言327
8.2操作繫統327
8.2.1操作繫統的歷史328
8.2.2操作繫統的設計332
8.2.3操作繫統的服務332
8.3保護環境335
8.3.1虛擬機336
8.3.2子繫統和分區337
8.3.3保護環境和繫統結構的演變339
8.4編程工具340
8.4.1彙編程序和彙編340
8.4.2鏈接器342
8.4.3動態鏈接庫342
8.4.4編譯器344
8.4.5解釋器346
8.5Java：以上全部346
8.6數據庫軟件351
8.7事務管理器354
本章小結356
擴展閱讀356
參考文獻357
復習題357
習題358
第9章可供選擇的體繫結構360
9.1引言360
9.2RISC設備361
9.3Flynn分類法365
9.4並行和多處理器體繫結構367
9.4.1超標量和超長指令字368
9.4.2向量處理器369
9.4.3互連網絡370
9.4.4共享存儲器的多處理器373
9.4.5分布式計算375
9.5其他的並行處理方法377
9.5.1數據流計算377
9.5.2神經網絡379
9.5.3脈動陣列381
9.6量子計算382
本章小結384
擴展閱讀385
參考文獻385
復習題387
習題388
第10章嵌入式繫統專題390
10.1引言390
10.2嵌入式硬件概述391
10.2.1標準的嵌入式繫統硬件391
10.2.2可重構硬件394
10.2.3定制設計的嵌入式硬件398
10.3嵌入式軟件概述403
10.3.1嵌入式繫統的存儲器組織403
10.3.2嵌入式操作繫統404
10.3.3嵌入式繫統的軟件開發406
本章小結407
擴展閱讀408
參考文獻409
復習題410
習題410
第11章性能測量和分析412
11.1引言412
11.2計算機性能公式412
11.3數學準備工作413
11.3.1均值的含義413
11.3.2統計學和語義417
11.4基準測試418
11.4.1時鐘頻率、MIPS和FLOPS419
11.4.2綜合測試基準：Whetstone、Linpack和Dhrystone420
11.4.3SPEC基準421
11.4.4事務處理性能委員會基準424
11.4.5繫統仿真428
11.5CPU性能優化428
11.5.1分支優化429
11.5.2使用好的算法和簡單代碼431
11.6磁盤性能433
11.6.1理解問題433
11.6.2物理因素434
11.6.3邏輯因素434
本章小結438
擴展閱讀438
參考文獻439
復習題440
習題440
第12章網絡的組成和體繫結構444
12.1引言444
12.2早期的商用計算機網絡444
12.3早期的學術和科研網絡：因特網的根源和體繫結構444
12.4網絡協議I：ISO/OSI統一協議447
12.4.1一個小故事447
12.4.2OSI參考模型448
12.5網絡協議II：TCP/IP網絡體繫結構451
12.5.1IPv4452
12.5.2IPv4的麻煩453
12.5.3傳輸控制協議456
12.5.4TCP的工作過程457
12.5.5IPv6460
12.6網絡組成464
12.6.1物理傳輸介質465
12.6.2接口卡469
12.6.3中繼器469
12.6.4集線器469
12.6.5交換機470
12.6.6網橋和網關470
12.6.7路由器和路由471
12.7因特網的脆弱性478
……
