计算机组成与系统结构/袁春风.

基本信息

书名:计算机组成与系统结构

原价：(咨询特价)

作者:袁春风

出版社：清华大学出版社

出版日期：2010-(咨询特价)

ISBN(咨询特价)

字数：

页码：423

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品标识97

编辑推荐

n《计算机组成与系统结构/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》根据教育部“高等学校计算机科学与技术专业规范”组织编写，与美国ACM和lEEECSComputingCurricula最新进展同步，教育部-微软精品课程教材，远程教育国家精品课程教材。
《计算机组成与系统结构/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》集作者20年相关课程教学之经验，汇国内外相关资料之精华，内容新颖、充实，结构清晰、完整，文字通俗、简洁。既可作为“计算机组成原理”、“计算机组成与系统结构”等课程的教材，也可作为“计算机组成原理实验”和“计算机系统结构”等课程的教学参考书。与国内外同类教材相比，主要特色如下：
强调软件和硬件的关联
将计算机组成和系统结构内容与程序设计、操作系统以及编译器等软件内容有机结合，使读者能从程序员角度深刻理解计算机组成和系统结构原理，以及硬件与软件的关系。
细化流水线CPO设计内容
以MIPS体系为主线，建立高级语言-汇编语言-机器语言-CPU功能之间的转换关系，并以实际MIPS指令为目标，循序渐进地逐步细化流水线CPU设计内容。
注重用实例图表阐述概念
用大量实例和图表详实阐述基本原理及其具体应用，使抽象的概念和内容易于理解和消化，并提供形式多样、内容丰富的习题，用以进行课后练习。
提供丰富的教辅资源
教材配套网站提供了课堂电子教案、习题参考答案、动画视频以及其他各类丰富的教辅资料，以帮助教师备课，辅助学生学习，并提供学习交流平台。

内容提要

《计算机组成与系统结构/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》主要介绍计算机组成与系统结构涉及的相关概念、理论和技术内容，主要包括指令集体系结构、数据的表示和存储，以及实现指令集体系结构的计算机各部件的内部工作原理、组成结构及其相互连接关系。
《计算机组成与系统结构/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》共分9章：第1章对计算机系统及其性能评价进行概述性介绍；第2～3章主要介绍数据的机器级表示、运算，以及运算部件的结构与设计；第4章主要介绍包含主存、cache和虚拟存储器在内的存储器分层体系结构；第5～7章介绍指令系统以及各种CPU设计技术；第8～9章介绍总线互连以及输入输出系统。
《计算机组成与系统结构/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》内容详尽、反映现实、概念清楚、通俗易懂、实例丰富，并提供大量典型习题以供读者练习。
《计算机组成与系统结构/普通高等教育“十一五”国家级规划教材·21世纪大学本科计算机专业系列教材》可以作为计算机专业本科或大专院校学生计算机组成原理与系统结构课程的教材，也可以作为有关专业研究生或计算机技术人员的参考书。

目录

第1章 计算机系统概述
1.1 计算机的功能和特性
1.2 计算机的发展历程
1.2.1 电子计算机的诞生
1.2.2 第一代计算机
1.2.3 第二代计算机
1.2.4 第三代计算机
1.2.5 第四代计算机
1.3 计算机系统的组成
1.3.1 计算机硬件
1.3.2 计算机软件
1.4 计算机系统的层次化结构
1.4.1 最终用户眼中的计算机
1.4.2 系统管理员眼中的计算机
1.4.3 应用程序员眼中的计算机
1.4.4 系统程序员眼中的计算机
1.4.5 程序开发与执行过程
1.5 本教材的主要内容和组织结构
1.6 计算机系统性能评价
1.6.1 计算机性能的定义
1.6.2 计算机性能的测试
1.6.3 用指令执行速度进行性能评估
1.6.4 用基准程序进行性能评估
1.7 本章小结
习题1

第2章 数据的机器级表示
2.1 数制和编码
2.1.1 信息的二进制编码
2.1.2 进位计数制
2.1.3 定点与浮点表示
2.1.4 定点数的编码表示
2.2 整数的表示
2.2.1 无符号整数的表示
2.2.2 带符号整数的表示
2.2.3 C语言中的整数类型
2.3 实数的表示
2.3.1 浮点数的表示格式
2.3.2 浮点数的规格化
2.3.3 IEEE754.浮点数标准
2.3.4 C语言中的浮点数类型
2.4 十进制数的表示
2.4.1 用ASCII码字符表示
2.4.2 用BCD码表示
2.5 非数值数据的编码表示
2.5.1 逻辑值
2.5.2 西文字符
2.5.3 汉字字符
2.6 数据的宽度和存储
2.6.1 数据的宽度和单位
2.6.2 数据的存储和排列顺序
2.7 数据校验码
2.7.1 奇偶校验码
2.7.2 海明校验码
2.7.3 循环冗余校验码
2.8 本章小结
习题2

第3章 运算方法和运算部件
3.1 高级语言和机器指令中的运算
3.1.1 C程序中涉及的运算
3.1.2 MIPS指令中涉及的运算
3.2 基本运算部件
3.2.1 串行进位加法器
3.2.2 进位选择加法器
3.2.3 并行进位加法器
3.2.4 算术逻辑部件
3.3 定点数运算
3.3.1 补码加减运算
3.3.2 原码加减运算
3.3.3 移码加减运算
3.3.4 原码乘法运算
3.3.5 补码乘法运算
3.3.6 快速乘法器
3.3.7 原码除法运算
3.3.8 补码除法运算
3.3.9 阵列除法器
3.4 浮点数运算
3.4.1 浮点数加减运算
3.4.2 浮点数乘除运算
3.5 运算部件的组成
3.5.1 定点运算部件
3.5.2 浮点运算部件
3.6 十进制数加减运算
3.7 本章小结
习题3

第4章 存储器分层体系结构
4.1 存储器概述
4.1.1 存储器的分类
4.1.2 主存储器的组成和基本操作
4.1.3 存储器的主要性能指标
4.1.4 存储器的层次化结构
4.2 半导体随机存取存储器
4.2.1 基本存储件
4.2.2 静态RAM芯片
4.2.3 动态RAM芯片
4.3 半导体只读存储器和Flash存储器
4.3.1 半导体只读存储器
4.3.2 半导体Flash存储器
4.4 存储器芯片的扩展及其与CPU的连接
4.4.1 存储器芯片的扩展
4.4.2 存储器芯片与CPI_J的连接
4.5 并行存储器结构技术
4.5.1 双口存储器
4.5.2 多模块存储器
4.6 高速缓冲存储器
4.6.1 程序访问的局部性
4.6.2 cache的基本工作原理
4.6.3 cache行和主存块之间的映射方式
4.6.4 cache中主存块的替换算法
4.6.5 cache的一致性问题
4.6.6 cache性能评估
4.6.7 影响cache性能的因素
4.6.8 cache结构举例
4.7 虚拟存储器
4.7.1 进程与进程的上下文切换
4.7.2 存储器管理
4.7.3 虚拟地址空间
4.7.4 虚拟存储器的实现
4.7.5 存储保护
4.8 本章小结
习题4

第5章 指令系统
5.1 指令格式设计
5.1.1 指令地址码的个数
5.1.2 指令格式设计原则
5.2 指令系统设计
5.2.1 基本设计问题
5.2.2 操作数类型
5.2.3 寻址方式
5.2.4 操作类型
5.2.5 操作码编码
5.2.6 条件码的生成与使用
5.2.7 指令系统设计风格
5.3 指令系统实例
5.3.1 Pentium指令系统
5.3.2 PowerPC指令系统
5.3.3 MMX和SIMD指令技术
5.4 程序的机器级表示
5.4.1 MIPS汇编语言和机器语言
5.4.2 选择结构的机器代码表示
5.4.3 循环结构的机器代码表示
5.4.4 过程调用的机器代码表示
5.5 本章小结
……

第6章 中央处理器
第7章 指令流水线
第8章 系统总线
第9章 输入输出组织

参考文献

作者介绍

袁春风，南京大学计算机科学与技术系教授。主要研究领域为Web信息检索与文本挖掘技术、多媒体文档处理等。在相关领域承担科研项目近30项，发表论文50多篇，获江苏省科技进步二等奖2次，省优秀软件一等奖1次。编写计算机组成原理和有关多媒体处理方面的教材4本，获教育部优秀教材二等奖1次。从事“计算机组成原理”和“计算机组成与系统结构”课程的教学工作20年。“计算机组成原理”获教育部一微软精品课程、远程教育国家精品课程，并作为主要课程之一获江苏省优秀课程群。“计算机组成与系统结构”获江苏省精品课程，其课程网站在2009年江苏省高等学校优秀多媒体教学课件遴选中获特等奖。

文摘

数据是计算机处理的对象。从不同的处理角度来看，数据有不同的表现形态。从外部形式来看，计算机可处理数值、文字、图、声音、视频以及各种模拟信息量。从算法描述的角度来看，有图、表、树、队列、矩阵等结构类型的数据。从高级语言程序员的角度来看，有数组、结构、指针、实数、整数、布尔数、字符和字符串等类型的数据。不管以什么形态出现，在计算机内部数据最终都由机器指令来处理。从计算机指令集体系结构（Instruction Set Architecture，ISA）角度来看，计算机中底层的机器级表示数据只有几类简单的基本数据类型，由它们可以组合成各种复杂类型的数据。
本章重点讨论计算机内部数据的机器级表示方式。主要内容包括进位计数制、二进制定点数的编码表示、无符号整数和带符号整数的表示、IEEE754浮点数表示标准、西文字符和汉字的编码表示、十进制数的二进制编码表示（即BCD码）、C语言中各种类型数据的表示和转换、数据的宽度和存放顺序以及几种常用检／纠错码的编码表示与使用方法。
2.1 数制和编码
2.1.1 信息的二进制编码
计算机内部处理的所有数据都必须是“数字化编码”了的数据。现实世界中的感觉媒体信息（如声音、文字、图画、活动图像等）由输入设备转化为二进制编码表示，因此，输入设备必须具有“离散化”和“编码”两方面的功能。因为计算机中用来存储、加工和传输数据的部件都是位数有限的部件，所以计算机中只能表示和处理离散的信息。“数字化编码”过程，就是指对感觉媒体信息进行定时采样，将现实世界中的连续信息转换为计算机中的离散的“样本”信息，然后对它们用“O”和“1”进行数字化编码的过程。
所谓编码，就是用少量简单的基本符号，对大量复杂多样的信息进行一定规律的组合。基本符号的种类和组合规则是信息编码的两大要素。例如，电报码中用4位十进制数字表示汉字；从键盘上输入汉字时用汉语拼音（即26个英文字母）表示汉字等，都是编码的典型例子。
在计算机系统内部，所有信息都是用二进制进行编码的。也就是说计算机内部采用的是二进制表示方式。这样做的原因有以下几点。
……

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