計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　《高等院校計算機教育系列教材：計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》內(nèi)容包括計算機中數(shù)據(jù)的表示，基本的運算方法與運算器的構(gòu)成，中央處理器的指令系統(tǒng)、尋址方式及控制器等基礎(chǔ)知識，以及構(gòu)成計算機的其他組成部件（如總線、存儲器、輸入／輸出技術(shù)與設(shè)備）?！　　陡叩仍盒Ｓ嬎銠C教育系列教材：計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》共分為9章，第1章緒論主要介紹計算機的發(fā)展史以及計算機的基本組成和分類，第2章全面介紹計算機中的數(shù)據(jù)表示方法，包括數(shù)據(jù)編碼、非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼和檢錯與糾錯編碼。第3章包括定點數(shù)的運算方法、算術(shù)邏輯單元和浮點運算的方法。第4章著重講解指令格式、存儲及尋址方式、指令系統(tǒng)和精簡指令集計算機。第5章講解CPU的結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)設(shè)計、CPU執(zhí)行指令的過程和CPU的部件設(shè)計等內(nèi)容。第6章介紹流水線技術(shù)，包括流水線的性能分析、流水線中的相關(guān)、指令級并行和其他有關(guān)技術(shù)。第7章包括存儲器的分類、主存儲器、高速緩沖存儲器、虛擬存儲器等內(nèi)容。第8章介紹輸入／輸出基本原理、中斷方式、直接存儲器存取、通道方式。第9章包括多機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、對稱多處理機系統(tǒng)、分布式共享存儲器多機系統(tǒng)和多機系統(tǒng)其他結(jié)構(gòu)形式等內(nèi)容。綜觀全書，既有宏觀的指導(dǎo)，也有微觀細(xì)節(jié)的介紹；既有生動的實例講解，也有典型經(jīng)驗的分享?！　　陡叩仍盒Ｓ嬎銠C教育系列教材：計算機組成原理與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》內(nèi)容充實、簡明扼要、重點突出，涵蓋了計算機組成與結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，并增加了一些新的內(nèi)容。本書可作為高校理工科專業(yè)“計算機組成原理”或“計算機組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的教科書，也可作為從事計算機行業(yè)的一般工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章緒論 1.1計算機的發(fā)展史 1.1.1發(fā)展經(jīng)歷 1.1.2摩爾定律 1.2計算機的基本組成 1.2.1硬件系統(tǒng) 1.2.2軟件系統(tǒng) 1.3計算機的分層組織結(jié)構(gòu) 1.3.1計算機分層結(jié)構(gòu)形式 1.3.2汁算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成與實現(xiàn) 1.4計算機的分類及性能描述 1.4.1計算機的分類 1.4.2汁算機的性能描述 1.5課后練習(xí) 第2章計算機中的數(shù)據(jù)表示 2.1數(shù)據(jù)編碼 2.1.1數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼 2.1.2數(shù)據(jù)的浮點表示 2.1.3BCD碼 2.2非數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼 2.2.1ASCⅡ碼 2.2.2漢字編碼 2.3檢錯與糾錯編碼 2.3.1奇偶校驗碼 2.3.2海明碼 2.3.3循環(huán)冗余校驗碼 2.4課后練習(xí) 第3章運算方法與運算器 3.1定點數(shù)運算 3.1.1加減運算 3.1.2乘法運算 3.1.3除法運算 3.2算術(shù)邏輯單元 3.2.1單元電路 3.2.2算術(shù)單元 3.2.3運算器的結(jié)構(gòu) 3.3浮點運算 3.3.1浮點加減運算 3.3.2浮點乘除運算 3.3_3浮點運算的實現(xiàn) 3.4課后練習(xí) 第4章指令系統(tǒng) 4.1指令格式 4.1.1概述 4.1.2指令信息及格式 4.1.3指令設(shè)計 4.2存儲及尋址方式 4.2.1主存中的數(shù)據(jù)存儲方式 4.2.2尋址方式 4.3指令系統(tǒng) 4.3.1傳送指令 4.3.2算術(shù)運算指令 4.3.3邏輯運算指令 4.3.4移位及循環(huán)移位指令 4.3.5程序控制指令 4.3.6處理器控制指令 4.3.7串操作指令 4.3.8位操作指令 4.3.9其他指令 4.4精簡指令集計算機 4.4.1指令系統(tǒng)的從簡到繁 4.4.2精簡指令集計算機的由來及特點 4.5課后練習(xí) 第5章中央處理器 5.1CPU的結(jié)構(gòu) 5.1.1CPU的功能 5.1.2構(gòu)成CPU的主要部件 5.2指令系統(tǒng)設(shè)計 5.2.1設(shè)計CPU的尋址方式 5.2.2指令的設(shè)計 5.3CPU執(zhí)行指令的過程 5.3.1指令時序 5.3.2指令執(zhí)行過程分析 5.4CPU的部件設(shè)計 5.4.1熟悉部件的回顧 5.4.2指令執(zhí)行的詳細(xì)說明 5.4.3組合邏輯控制器設(shè)計 5.4.4微程序控制器設(shè)計 5.5課后練習(xí) 第6章流水線技術(shù) 6.1概述 6.1.1流水線概述 6.1.2.流水線的分類 6.2流水線的性能分析 6.2.1吞吐率 6.2.2加速比 6.2.3效率 6.3流水線中的相關(guān) 6.3.1概述 6.3.2結(jié)構(gòu)相關(guān) 6.3.3數(shù)據(jù)相關(guān) 6.3.4控制相關(guān) 6.3.5流水線的中斷處理 6.3.6帶成功開銷的流水線性能 6.4指令級并行 6.4.1指令級并行概述 6.4.2提高指令級并行的方法 6.5其他有關(guān)技術(shù) 6.5.1超標(biāo)量處理機 6.5.2超流水線處理機 6.5.3超標(biāo)量超流水線處理機 6.5.4超長指令字處理機 6.6課后練習(xí) 第7章存儲系統(tǒng) 7.1存儲系統(tǒng)概述 7.1.1存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 7.1.2存儲器的分類 7.1.3存儲器的性能指標(biāo) 7.2主存儲器 7.2.1隨機讀寫存儲器 7.2.2只讀存儲器 7.2.3動態(tài)讀寫存儲器 7.2.4.主存儲器校驗 7.2.5其他存儲器 7.3高速緩沖存儲器 7.3.1工作原理 7.3.2替換算法 7.3.3主存與Cache內(nèi)容的一致性問題 7.3.4Cache性能分析 7.3.5Pentium的Cache 7.4虛擬存儲器 7.4.1虛擬存儲器的概念 7.4.2虛擬存儲器的管理 7.4.3幾點說明 7.4.4Pentium虛擬存儲器 7.5課后練習(xí) 第8章輸入／輸出系統(tǒng) 8.1總線 8.1.1概述 8.1.2總線的信息傳送 8.1.3典型總線介紹 8.2輸入／輸出基本原理 8.2.1外部設(shè)備 8.2.2程序控制輸入／輸出技術(shù) 8.3中斷方式 8.3.1中斷的基本概念 8.3.2中斷優(yōu)先級控制 8.4直接存儲器存取 8.4.1DMA概述 8.4.2DMA的一般過程 8.5通道方式 8.5.1通道方式的特點 8.5.2通道的類型 8.5.3通道的發(fā)展 8.6課后練習(xí) 第9章多機系統(tǒng) 9.1概述 9.1.1并行處理 9.1.2并行計算機分類 9.2多機互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 9.2.1互聯(lián)函數(shù) 9.2.2靜念互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 9.2.3動態(tài)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò) 9.3對稱多處理機系統(tǒng) 9.3.1對稱多處理機的構(gòu)成 9.3.2多機系統(tǒng)的性能分析 9.3.3對稱多處理機系統(tǒng)Cache的一致性 9.3.4多處理機系統(tǒng)的調(diào)度與負(fù)載平衡 9.4分布式共享存儲器多機系統(tǒng) 9.4.1分布式共享存儲器多機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 9.4.2CC—NUMA系統(tǒng) 9.5多機系統(tǒng)其他結(jié)構(gòu)形式 9.5.1大規(guī)模并行處理系統(tǒng) 9.5.2集群系統(tǒng) 9.5.3向量處理機 9.5.4高性能計算機的發(fā)展 9.6課后練習(xí)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   在計算機中實現(xiàn)浮點運算可以用不同的方法。 1.軟件方法 在一些比較簡單的微型機、單片機中，已設(shè)置有加減法指令，其內(nèi)部有算術(shù)邏輯單元，可以通過編寫程序的方法來實現(xiàn)浮點運算。例如，利用浮點運算，在Z80上可實現(xiàn)FFT的譜分析功能。這種方法速度慢、工作量很大，應(yīng)盡可能避免使用這種方法。 2.配置專用浮點處理器 對于許多沒有處理能力的處理器，可以另外配上浮點處理器。例如，在8086構(gòu)成的微型機中可以配置浮點協(xié)處理器8087，對80286配置80287，對80386可以配置80387等。這樣就可以提高計算機的浮點處理能力。當(dāng)然，今天的高檔處理器早已把浮點協(xié)處理器集成在處理器芯片內(nèi)部，如從80486DX之后全是這樣。 將來用戶在設(shè)計一套計算機系統(tǒng)時，若采用的處理器不支持浮點運算，而系統(tǒng)又需要進(jìn)行浮點運算時，可以考慮在此系統(tǒng)中配置獨立的浮點協(xié)處理器。 3.在處理器中設(shè)置浮點運算部件 如果有浮點運算的需求，在設(shè)汁處理器時，可以將浮點運算器放進(jìn)處理器中。這樣的處理器在設(shè)計制造出來之后就能實現(xiàn)浮點運算的功能。 顯然，后兩種方法要付出硬件上的代價，但浮點運算的速度必然比軟件實現(xiàn)要來得快。 4.浮點運算的流水線處理 有關(guān)流水線的問題將在本書后面的章節(jié)中詳細(xì)講述，在這里不作介紹。

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