計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

前言

本書是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，也是上海市精品課程建設(shè)的成果。本次修訂在電子工業(yè)出版社1997年出版的“九五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》和2003年7月出版的“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（第2版）》的基礎(chǔ)上，根據(jù)最新的計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃和教育部普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材的要求，吸取了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并行處理技術(shù)發(fā)展的新理論、新成果以及國(guó)外同類教材的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)原教材（第2版）進(jìn)行了較大修改和增補(bǔ)。希望通過本教材（第3版）的出版使用，聽取各方面意見，為進(jìn)一步提高教材質(zhì)量并使之成為精品教材打下良好的基礎(chǔ)。本教材共分11章，參考教學(xué)時(shí)數(shù)為40～80。第1章簡(jiǎn)要介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念，以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展過程。第2～9章以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并行處理為主線，本著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中硬中有軟、軟中有硬、相互轉(zhuǎn)換、彼此滲透的觀點(diǎn)，從原理、結(jié)構(gòu)、分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等方面，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合成、存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)、并行處理機(jī)、多處理機(jī)系統(tǒng)、RISC結(jié)構(gòu)、分布計(jì)算環(huán)境結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了比較深入的分析和探討。第10章就軟件對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了專門的討論與分析。第11章就現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展進(jìn)行了綜述。本教材在編寫過程中，力求文字精練，內(nèi)容具體、準(zhǔn)確，并能反映現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平。與第2版相比，主要有如下特點(diǎn)：第一，反映了國(guó)內(nèi)外計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面比較成熟的研究成果和最新發(fā)展；第二，內(nèi)容更加全面，增加了較多的新內(nèi)容，凡屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容均有涉及；第三，對(duì)許多關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)的陳述更加深入，本書吸取了國(guó)外同類教材部分量化研究方法，力求從系統(tǒng)定量分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高度來介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念和基本分析方法。

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。全書共11章。第1章介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展過程；第2～9章以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并行處理為主線，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合成、存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)、并行處理機(jī)、多處理機(jī)系統(tǒng)、RISC結(jié)構(gòu)、分布計(jì)算環(huán)境結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了比較深入的分析和探討；第10章討論軟件對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響；第11章就現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展進(jìn)行了綜述。本書為任課老師免費(fèi)提供電子課件和例題及習(xí)題參考解答?！　”緯歉叩葘W(xué)校計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的通用教材，也可作為有關(guān)專業(yè)研究生教材和科技工作者的參考書。

書籍目錄

第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)導(dǎo)論 　1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本概念 　1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展 　　1.2.1 馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 　　1.2.2 器件發(fā)展對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.3 應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.4 算法對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.5 價(jià)格對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.6 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類和發(fā)展過程 　1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu) 　　1.3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 　　1.3.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義 　　1.3.3 計(jì)算機(jī)組成與實(shí)現(xiàn) 　　1.3.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)三者的關(guān)系 　　1.3.5 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特性 　1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法 　　1.4.1 軟、硬件取舍的基本原則 　　1.4.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的定量原則 　　1.4.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù) 　　1.4.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 　1.5 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域 　　1.5.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類 　　1.5.2 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究方向 　　1.5.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì) 第2章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合成 　2.1 中央處理器 　　2.1.1 CPU組成 　　2.1.2 數(shù)據(jù)表示 　　2.1.3 尋址方式分析 　　2.1.4 指令優(yōu)化 　2.2 總線結(jié)構(gòu) 　　2.2.1 總線的分類 　　2.2.2 總線結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 　　2.2.3 總線通信方式 　　2.2.4 總線仲裁 　　2.2.5 總線標(biāo)準(zhǔn) 　2.3 存儲(chǔ)系統(tǒng)概述 　　2.3.1 存儲(chǔ)器容量、速度與價(jià)格的關(guān)系 　　2.3.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 　　2.3.3 存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能參數(shù) 　　2.3.4 程序訪問的局部性 　2.4 輸入/輸出系統(tǒng) 　　2.4.1 輸入系統(tǒng) 　　2.4.2 輸出系統(tǒng) 　　2.4.3 中斷系統(tǒng) 　　2.4.4 通道處理機(jī)和I/O處理機(jī) 第3章 存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第4章 流水線結(jié)構(gòu) 第5章 并行處理機(jī) 第6章 多處理機(jī)系統(tǒng) 第7章 RISC結(jié)構(gòu) 第8章 分布計(jì)算環(huán)境結(jié)構(gòu) 第9章 數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) 第10章 軟件對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 第11章 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：由于器件的性能價(jià)格比迅速提高，促使新研制的組成技術(shù)加速下移。例如Cache，原先只有大型機(jī)才有，20世紀(jì)80年代初，中小型機(jī)都有了，而且容量比大型機(jī)還要大。至20世紀(jì)90年代，Cache已出現(xiàn)在PC機(jī)內(nèi)。目前芯片廠商已將Cache集成到MPU內(nèi)，如Pentium系列MPU，就有片內(nèi)Cache和MMU（存儲(chǔ)器管理部件）。器件發(fā)展也使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)“下移”速度加快。大型機(jī)的數(shù)據(jù)表示、指令系統(tǒng)和操作系統(tǒng)出現(xiàn)在小型機(jī)、微型機(jī)上。MPU使多處理機(jī)的分布處理有了扎實(shí)的基礎(chǔ)。器件的發(fā)展還影響到算法、語(yǔ)言和軟件的發(fā)展，由多個(gè)MPU可以構(gòu)成并行處理系統(tǒng)，為了充分發(fā)揮它的高速運(yùn)算能力，必須研究并行算法、并行語(yǔ)言、并行處理的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)業(yè)界正在經(jīng)歷幾十年來最重大的轉(zhuǎn)型，進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，性能和能效對(duì)于市場(chǎng)以及與計(jì)算有關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域來說都極其重要，其解決方案從晶體管級(jí)邁向了芯片級(jí)和平臺(tái)級(jí)。新型操作系統(tǒng)，如微軟的視窗Vista和Windows 7，更為逼真的游戲、在線視頻以及高清晰電視的出現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)的處理能力提出了新的、更高的要求。又如，在轉(zhuǎn)向高清晰度電視時(shí)，僅用于解碼的處理能力就是原來的8倍。在增強(qiáng)處理能力的同時(shí)，減少熱量、降低能耗、延長(zhǎng)電池壽命也變得越來越重要。而發(fā)展半導(dǎo)體技術(shù)（硅技術(shù)）是總體解決方案的核心。Intel新型Core微結(jié)構(gòu)和Intel Core 2 Duo MPU性能基準(zhǔn)測(cè)試處于當(dāng)前世界領(lǐng)先水平，而于2007年11月Intel推出Intel Core 2 Extreme四核。MPU，其性能比雙核MPU高出70％。

編輯推薦

《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(第3版)》在國(guó)家規(guī)劃教材的基礎(chǔ)上。進(jìn)行全面更新。以適應(yīng)高校課程與教學(xué)改革的需要。并特別注意教材的可讀性和可用性。為任課教師提供各種教學(xué)服務(wù)（包括教學(xué)電子課件、教學(xué)指導(dǎo)材料、習(xí)題解答和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)等）。計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃。

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