計算機組成：結構化方法（原書(shū)第6版）簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

內容簡(jiǎn)介:本書(shū)采用結構化方法來(lái)介紹計算機系統，書(shū)的內容完全建立在“計算機是由層次結構組成的，每層完成規定的功能”這一概念之上。作者對本版進(jìn)行了徹底的更新，以反映當今最重要的計算機技術(shù)以及計算機組成和體系結構方面的最新進(jìn)展。書(shū)中詳細討論了數字邏輯層、微體系結構層、指令系統層、操作系統層和匯編語(yǔ)言層，并涵蓋了并行體系結構的內容，而且每一章結尾都配有豐富的習題。本書(shū)適合作為計算機專(zhuān)業(yè)本科生計算機組成與結構課程的教材或參考書(shū)，也可供相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員參考。

目錄:Structured Computer Organization, Sixth Edition
出版者的話(huà)
譯者序
前言
第1章　概述  1
1.1　結構化計算機組成  1
1.1.1　語(yǔ)言、層次和虛擬機  1
1.1.2　現代多層次計算機  3
1.1.3　多層次計算機的演化  5
1.2　計算機體系結構的里程碑  8
1.2.1　第零代——機械計算機（1642—1945）  8
1.2.2　第一代——電子管計算機（1945—1955）  10
1.2.3　第二代——晶體管計算機（1955—1965）  12
1.2.4　第三代——集成電路計算機（1965—1980）  14
1.2.5　第四代——超大規模集成電路計算機（1980年至今）  15
1.2.6　第五代——低功耗和無(wú)所不在的計算機  17
1.3　計算機家族  18
1.3.1　技術(shù)和經(jīng)濟推動(dòng)  18
1.3.2　計算機掃視  20
1.3.3　一次性計算機  21
1.3.4　微型控制器  22
1.3.5　移動(dòng)計算機和游戲計算機  23
1.3.6　個(gè)人計算機  24
1.3.7　服務(wù)器  25
1.3.8　大型主機  26
1.4　系列計算機舉例  26
1.4.1　x86體系結構簡(jiǎn)介  27
1.4.2　ARM體系結構簡(jiǎn)介  31
1.4.3　AVR體系結構簡(jiǎn)介  32
1.5　公制計量單位  33
1.6　本書(shū)概覽  34
習題  35
第2章　計算機系統組成  38
2.1　處理器  38
2.1.1　CPU組成  39
2.1.2　指令執行  40
2.1.3　RISC和CISC  42
2.1.4　現代計算機設計原則  43
2.1.5　指令級并行  44
2.1.6　處理器級并行  47
2.2　主存儲器  50
2.2.1　存儲位  50
2.2.2　內存編址  51
2.2.3　字節順序  52
2.2.4　糾錯碼  53
2.2.5　高速緩存  56
2.2.6　內存封裝及其類(lèi)型  58
2.3　輔助存儲器  59
2.3.1　層次存儲結構  59
2.3.2　磁盤(pán)  60
2.3.3　IDE盤(pán)  62
2.3.4　SCSI盤(pán)  63
2.3.5　RAID盤(pán)  64
2.3.6　固盤(pán)  67
2.3.7　只讀光盤(pán)  68
2.3.8　可刻光盤(pán)  71
2.3.9　可擦寫(xiě)光盤(pán)  73
2.3.10　DVD  73
2.3.11　Blu-Ray  74
2.4　輸入/輸出設備  75
2.4.1　總線(xiàn)  75
2.4.2　終端  78
2.4.3　鼠標  81
2.4.4　游戲控制器  83
2.4.5　打印機  84
2.4.6　電信設備  88
2.4.7　數碼相機  94
2.4.8　字符編碼  95
2.5　小結  99
習題  99
第3章　數字邏輯層  103
3.1　門(mén)和布爾代數  103
3.1.1　門(mén)  103
3.1.2　布爾代數  105
3.1.3　布爾函數的實(shí)現  107
3.1.4　等價(jià)電路  108
3.2　基本數字邏輯電路  110
3.2.1　集成電路  111
3.2.2　組合邏輯電路  111
3.2.3　算術(shù)電路  114
3.2.4　時(shí)鐘  118
3.3　內存  119
3.3.1　鎖存器  119
3.3.2　觸發(fā)器  121
3.3.3　寄存器  122
3.3.4　內存組成  123
3.3.5　內存芯片  125
3.3.6　RAM和ROM  128
3.4　CPU芯片和總線(xiàn)  130
3.4.1　CPU芯片  130
3.4.2　計算機總線(xiàn)  132
3.4.3　總線(xiàn)寬度  134
3.4.4　總線(xiàn)時(shí)鐘  135
3.4.5　總線(xiàn)仲裁  138
3.4.6　總線(xiàn)操作  141
3.5　CPU芯片舉例  143
3.5.1　Intel Core i7  143
3.5.2　德州儀器的OMAP4430片上系統  147
3.5.3　Atmel的ATmega168微控制器  150
3.6　總線(xiàn)舉例  152
3.6.1　PCI總線(xiàn)  152
3.6.2　PCI Express  159
3.6.3　通用串行總線(xiàn)USB  162
3.7　接口電路  165
3.7.1　輸入/輸出接口  165
3.7.2　地址譯碼  166
3.8　小結  169
習題  169
第4章　微體系結構層  173
4.1　微體系結構舉例  173
4.1.1　數據通路  174
4.1.2　微指令  178
4.1.3　微指令控制：Mic-1  180
4.2　指令系統舉例：IJVM  183
4.2.1　棧  183
4.2.2　IJVM內存模型  185
4.2.3　IJVM指令集  186
4.2.4　將Java編譯為IJVM  189
4.3　實(shí)現舉例  190
4.3.1　微指令和符號  190
4.3.2　用Mic-1實(shí)現IJVM  193
4.4　微體系結構層設計  201
4.4.1　速度與價(jià)格  202
4.4.2　縮短指令執行路徑長(cháng)度  203
4.4.3　帶預取的設計：Mic-2  208
4.4.4　流水線(xiàn)設計：Mic-3  211
4.4.5　七段流水線(xiàn)設計：Mic-4  215
4.5　提高性能  217
4.5.1　高速緩存  218
4.5.2　分支預測  222
4.5.3　亂序執行和寄存器重命名  226
4.5.4　推測執行  230
4.6　微體系結構層舉例  232
4.6.1　Core i7 CPU的微體系結構  232
4.6.2　OMAP4430 CPU的微體系結構  236
4.6.3　ATmega168微控制器的微體系結構  240
4.7　Core i7、OMAP4430和ATmega168三種CPU的比較  241
4.8　小結  242
習題  243
第5章　指令系統層  246
5.1　指令系統層概述  247
5.1.1　指令系統層的性質(zhì)  247
5.1.2　存儲模式  249
5.1.3　寄存器  250
5.1.4　指令  251
5.1.5　Core i7指令系統層概述  251
5.1.6　OMAP4430 ARM指令系統層概述  253
5.1.7　ATmega168 AVR指令系統層概述  255
5.2　數據類(lèi)型  256
5.2.1　數值數據類(lèi)型  257
5.2.2　非數值數據類(lèi)型  257
5.2.3　Core i7的數據類(lèi)型  258
5.2.4　OMAP4430 ARM CPU的數據類(lèi)型  258
5.2.5　ATmega168 AVR CPU的數據類(lèi)型  259
5.3　指令格式  259
5.3.1　指令格式設計準則  260
5.3.2　擴展操作碼  261
5.3.3　Core i7指令格式  263
5.3.4　OMAP4430 ARM CPU指令格式  264
5.3.5　ATmega168 AVR指令格式  266
5.4　尋址  267
5.4.1　尋址方式  267
5.4.2　立即尋址  267
5.4.3　直接尋址  267
5.4.4　寄存器尋址  267
5.4.5　寄存器間接尋址  267
5.4.6　變址尋址  269
5.4.7　基址變址尋址  270
5.4.8　棧尋址  270
5.4.9　轉移指令的尋址方式  272
5.4.10　操作碼和尋址方式的關(guān)系  273
5.4.11　Core i7的尋址方式  274
5.4.12　OMAP4430 ARM CPU的尋址方式  276
5.4.13　ATmega168 AVR的尋址方式  276
5.4.14　尋址方式討論  276
5.5　指令類(lèi)型  277
5.5.1　數據移動(dòng)指令  277
5.5.2　雙操作數指令  278
5.5.3　單操作數指令  279
5.5.4　比較和條件轉移指令  280
5.5.5　過(guò)程調用指令  281
5.5.6　循環(huán)控制指令  282
5.5.7　輸入/輸出指令  283
5.5.8　Core i7指令系統  285
5.5.9　OMAP4430 ARM CPU指令系統  287
5.5.10　ATmega168 AVR指令系統  289
5.5.11　指令集比較  291
5.6　控制流  291
5.6.1　順序控制流和轉移  291
5.6.2　過(guò)程  292
5.6.3　協(xié)同過(guò)程  295
5.6.4　陷阱  297
5.6.5　中斷  297
5.7　詳細舉例：漢諾塔  300
5.7.1　Core i7匯編語(yǔ)言實(shí)現的漢諾塔  300
5.7.2　OMAP4430 ARM匯編語(yǔ)言實(shí)現的漢諾塔  302
5.8　IA-64體系結構和Itanium 2  303
5.8.1　IA-32的問(wèn)題  303
5.8.2　IA-64模型：顯式并行指令計算  304
5.8.3　減少內存訪(fǎng)問(wèn)  305
5.8.4　指令調度  305
5.8.5　減少條件轉移：判定  307
5.8.6　推測加載  308
5.9　小結  309
習題  310
第6章　操作系統層  314
6.1　虛擬內存  314
6.1.1　內存分頁(yè)  315
6.1.2　內存分頁(yè)的實(shí)現  316
6.1.3　請求調頁(yè)和工作集模型  319
6.1.4　頁(yè)置換策略  320
6.1.5　頁(yè)大小和碎片  321
6.1.6　分段  322
6.1.7　分段的實(shí)現  324
6.1.8　Core i7的虛擬內存  326
6.1.9　OMAP4430 ARM CPU的虛擬內存  329
6.1.10　虛擬內存和高速緩存  331
6.2　硬件虛擬化  331
6.3　操作系統層I/O指令  333
6.3.1　文件  333
6.3.2　操作系統層I/O指令的實(shí)現  335
6.3.3　目錄管理指令  337
6.4　用于并行處理的操作系統層指令  338
6.4.1　進(jìn)程創(chuàng )建  339
6.4.2　競爭條件  339
6.4.3　使用信號量的進(jìn)程同步  342
6.5　操作系統實(shí)例  345
6.5.1　簡(jiǎn)介  345
6.5.2　虛擬內存實(shí)例  350
6.5.3　操作系統層I/O舉例  352
6.5.4　進(jìn)程管理實(shí)例  361
6.6　小結  365
習題  366
第7章　匯編語(yǔ)言層  371
7.1　匯編語(yǔ)言簡(jiǎn)介  371
7.1.1　什么是匯編語(yǔ)言  372
7.1.2　為什么使用匯編語(yǔ)言  372
7.1.3　匯編語(yǔ)言語(yǔ)句的格式  373
7.1.4　偽指令  374
7.2　宏  376
7.2.1　宏定義、調用和擴展  376
7.2.2　帶參數的宏  377
7.2.3　高級特性  378
7.2.4　匯編器中宏處理的實(shí)現  378
7.3　匯編過(guò)程  379
7.3.1　兩趟匯編的匯編器  379
7.3.2　第一趟掃描  379
7.3.3　第二趟掃描  382
7.3.4　符號表  384
7.4　鏈接和加載  385
7.4.1　鏈接器的處理過(guò)程  386
7.4.2　目標模塊的結構  388
7.4.3　綁定時(shí)間和動(dòng)態(tài)重定位  389
7.4.4　動(dòng)態(tài)鏈接  390
7.5　小結  393
習題  393
第8章　并行計算機體系結構  396
8.1　片內并行  397
8.1.1　指令級并行  397
8.1.2　片內多線(xiàn)程  402
8.1.3　單片多處理器  406
8.2　協(xié)處理器  410
8.2.1　網(wǎng)絡(luò )處理器  411
8.2.2　圖形處理器  416
8.2.3　加密處理器  418
8.3　共享內存的多處理器  418
8.3.1　多處理器與多計算機  418
8.3.2　內存語(yǔ)義  424
8.3.3　UMA對稱(chēng)多處理器體系結構  426
8.3.4　NUMA多處理器系統  432
8.3.5　COMA多處理器系統  439
8.4　消息傳遞的多計算機  440
8.4.1　互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )  441
8.4.2　MPP——大規模并行處理器  443
8.4.3　集群計算  450
8.4.4　多計算機的通信軟件  454
8.4.5　調度  456
8.4.6　應用層的共享內存  457
8.4.7　性能  461
8.5　網(wǎng)格計算  465
8.6　小結  467
習題  468
參考文獻  471
附錄A　二進(jìn)制數  479
附錄B　浮點(diǎn)數  487
附錄C　匯編語(yǔ)言程序設計  493
索引  534