結(jié)構化計算機組成（原書第4版）

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專家指導委員會
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譯者序
前言
第1章 概述
1.1 結(jié)構化計算機組成
1.1.1 語言、層次和虛擬機
1.1.2 現(xiàn)代多層計算機
1.1.3 多層次計算機的演化
1.2 計算機體系結(jié)構的里程碑
1.2.1 第零代--機械計算機 (1642--1945)
1.2.2 第一代--電子管計算機 (1945--1955)
1.2.3 第二代--晶體管計算機 (1955--1965)
1.2.4 第三代--集成電路計算機 (1965--1980)
1.2.5 第四代--超大規(guī)模集成電路計算機 (1980--?)
1.3 計算機家族
1.3.1 技術和經(jīng)濟的推動
1.3.2 計算機掃視
1.4 系列計算機舉例
1.4.1 Pentium II簡介
1.4.2 UltraSPARC II簡介
1.4.3 picoJava II簡介
1.5 本書概覽
習題
第2章 計算機系統(tǒng)組成
2.1 處理器
2.1.1 CPU的組成
2.1.2 指令執(zhí)行
2.1.3 RISC和CISC
2.1.4 現(xiàn)代計算機設計原則
2.1.5 指令級并行
2.1.6 處理器級并行
2.2 主存儲器
2.2.1 存儲位
2.2.2 內(nèi)存編址
2.2.3 字節(jié)順序
2.2.4 糾錯碼
2.2.5 高速緩存
2.2.6 內(nèi)存條及其類型
2.3 輔助存儲器
2.3.1 層次存儲結(jié)構
2.3.2 磁盤
2.3.3 軟盤
2.3.4 IDE盤
2.3.5 SCSI盤
2.3.6 RAID盤
2.3.7 只讀光盤
2.3.8 可刻光盤
2.3.9 可擦寫光盤
2.3.10 DVD
2.4 輸入輸出設備
2.4.1 總線
2.4.2 終端
2.4.3 鼠標
2.4.4 打印機
2.4.5 調(diào)制解調(diào)器
2.4.6 字符編碼
2.5 小結(jié)
習題
第3章 數(shù)字邏輯層
3.1 門和布爾代數(shù)
3.1.1 門
3.1.2 布爾代數(shù)
3.1.3 布爾函數(shù)的實現(xiàn)
3.1.4 等價電路
3.2 基本數(shù)字邏輯電路
3.2.1 集成電路
3.2.2 組合邏輯電路
3.2.3 算術電路
3.2.4 時鐘
3.3 內(nèi)存
3.3.1 鎖存器
3.3.2 觸發(fā)器
3.3.3 寄存器
3.3.4 內(nèi)存組成
3.3.5 內(nèi)存芯片
3.3.6 RAM和ROM
3.4 CPU芯片和總線
3.4.1 CPU芯片
3.4.2 計算機總線
3.4.3 總線寬度
3.4.4 總線時鐘
3.4.5 總線仲裁
3.4.6 總線操作
3.5 CPU芯片舉例
3.5.1 Pentium II
3.5.2 UltraSPARC II
3.5.3 picoJavs II
3.6 總線舉例
3.6.1 ISA總線
3.6.2 PCI總線
3.6.3 通用串行總線
3.7 接口電路
3.7.1 輸入輸出芯片
3.7.2 地址譯碼
3.8 小結(jié)
習題
第4章 微體系結(jié)構層
4.1 微體系結(jié)構舉例
4.1.1 數(shù)據(jù)通路
4.1.2 微指令
4.1.3 微指令控制：Mic-1
4.2 指令系統(tǒng)舉例：IJVM
4.2.1 堆棧
4.2.2 IJVM內(nèi)存模型
4.2.3 IJVM指令集
4.2.4 將Java編譯為IJVM
4.3 實現(xiàn)舉例
4.3.1 微指令和符號語言
4.3.2 用Mic-1實現(xiàn)IJVM
4.4 微體系結(jié)構層設計
4.4.1 速度與價格
4.4.2 縮短指令執(zhí)行路徑長度
4.4.3 帶預取的設計：Mic-2
4.4.4 流水線設計：Mic'3
4.4.5 七段流水線設計：Mic-4
4.5 提高性能
4.5.1 高速緩存
4.5.2 分支預測
4.5.3 亂序執(zhí)行和寄存器重命名
4.5.4 推測執(zhí)行
4.6 微體系結(jié)構層舉例
4.6.1 Pentium II CPU的微體系結(jié)構
4.6.2 UltraSPARC-II CPU的微體系結(jié)構
4.6.3 pioJavaII CPU的微體系結(jié)構
4.6.4 三種CPU的比較
4.7 小結(jié)
習題
第5章 指令系統(tǒng)層
5.1 指令系統(tǒng)層概述
5.1.1 指令系統(tǒng)層的性質(zhì)
5.1.2 存儲模式
5.1.3 寄存器
5.1.4 指令
5.1.5 PentiumII指令系統(tǒng)層概述
5.1.6 UltraSPARCII指令系統(tǒng)層概述
5.1.7 Java虛擬機指令系統(tǒng)層概述
5.2 數(shù)據(jù)類型
5.2.1 數(shù)值數(shù)據(jù)類型
5.2.2 非數(shù)值數(shù)據(jù)類型
5.2.3 Pentium II的數(shù)據(jù)類型
5.2.4 UltraSPARCII的數(shù)據(jù)類型
5.2.5 Java虛擬機的數(shù)據(jù)類型
5.3 指令格式
5.3.1 指令格式設計標準
5.3.2 操作碼擴展
5.3.3 Pentium II指令格式
5.3.4 UltraSPARCII指令格式
5.3.5 Java虛擬機指令格式
5.4 尋址
5.4.1 尋址方式
5.4.2 立即尋址
5.4.3 直接尋址
5.4.4 寄存器尋址
5.4.5 寄存器間接尋址
5.4.6 變址尋址
5.4.7 基址變址尋址
5.4.8 堆棧尋址
5.4.9 轉(zhuǎn)移指令的尋址方式
5.4.10 操作碼和尋址方式的關系
5.4.11 PentiumII的尋址方式
5.4.12 UltraSPARCII的尋址方式
5.4.13 Java虛擬機尋址方式
5.4.14 尋址方式討論
5.5 指令類型
5.5.1 數(shù)據(jù)移動指令
5.5.2 雙操作數(shù)指令
5.5.3 單操作數(shù)指令
5.5.4 比較和條件轉(zhuǎn)移指令
5.5.5 過程調(diào)用指令
5.5.6 循環(huán)控制指令
5.5.7 輸入輸出指令
5.5.8 Pentium II指令系統(tǒng)
5.5.9 UltraSPARCll指令系統(tǒng)
5.5.10 picoJavaII指令系統(tǒng)
5.5.11 指令集比較
5.6 控制流
5.6.1 順序控制流和轉(zhuǎn)移
5.6.2 過程
5.6.3 協(xié)同過程
5.6.4 陷阱
5.6.5 中斷
5.7 詳細舉例：漢諾塔
5.7.1 PentiumII匯編語言實現(xiàn)的漢諾塔
5.7.2 UltraSPARC II匯編語言實現(xiàn)的漢諾塔
5.7.3 Java虛擬機匯編語言實現(xiàn)的漢諾塔
5.8 Intel的IA-64
5.8.1 Pentium II的問題
5.8.2 IA-64模型：顯式并行指令計算
5.8.3 判定
5.8.4 預取
5.8.5 現(xiàn)實障礙
5.9 小結(jié)
習題
第6章 操作系統(tǒng)層
6.1 虛擬內(nèi)存
6.1.1 內(nèi)存分頁
6.1.2 內(nèi)存分頁的實現(xiàn)
6.1.3 請求調(diào)頁和工作集模型
6.1.4 頁置換策略
6.1.5 頁大小和碎片
6.1.6 分段
6.1.7 分段的實現(xiàn)
6.1.8 PentiumII中的虛擬內(nèi)存
6.1.9 UltraSPARC的虛擬內(nèi)存
6.1.10 虛擬內(nèi)存和高速緩存
6.2 虛擬輸入輸出指令
6.2.1 文件
6.2.2 虛擬輸入輸出指令的實現(xiàn)
6.2.3 目錄管理指令
6.3 用于并行處理的虛擬指令
6.3.1 進程創(chuàng)建
6.3.2 競爭條件
6.3.3 使用信號量的進程同步
6.4 操作系統(tǒng)實例
6.4.1 簡介
6.4.2 虛擬內(nèi)存實例
6.4.3 虛擬輸入輸出實例
6.4.4 進程管理實例
6.5 小結(jié)
習題
第7章 匯編語言層
7.1 匯編語言簡介
7.1.1 什么是匯編語言
7.1.2 為什么使用匯編語言
7.1.3 匯編語言語句的格式
7.1.4 偽指令
7.2 宏
7.2.1 宏定義、調(diào)用和擴展
7.2.2 帶參數(shù)的宏
7.2.3 高級特性
7.2.4 匯編器中宏處理的實現(xiàn)
7.3 匯編過程
7.3.1 兩趟匯編的匯編器
7.3.2 第一趟掃描
7.3.3 第二趟掃描
7.3.4 符號表
7.4 鏈接和加載
7.4.1 鏈接器的功能
7.4.2 目標模塊的結(jié)構
7.4.3 綁定時間和動態(tài)重定位
7.4.4 動態(tài)鏈接
7.5 小結(jié)
習題
第8章 并行計算機體系結(jié)構
8.1 并行計算機設計中的主要問題
8.1.1 通信模型
8.1.2 互連網(wǎng)絡
8.1.3 性能
8.1.4 軟件
8.1.5 并行計算機的分類
8.2 SIMD計算機
8.2.1 陣列處理機
8.2.2 向量處理機
8.3 共享內(nèi)存的多處理器系統(tǒng)
8.3.1 內(nèi)存語義
8.3.2 基于UMA總線的SMP體系結(jié)構
8.3.3 使用交叉開關的UMA多處理器系統(tǒng)
8.3.4 使用多級交換網(wǎng)絡的UMA多處理器系統(tǒng)
8.3.5 NUMA多處理器系統(tǒng)
8.3.6 cache一致的NUMA多處理器系統(tǒng)
8.3.7 COMA多處理器系統(tǒng)
8.4 基于消息傳遞的多計算機系統(tǒng)
8.4.1 MPP：大規(guī)模并行處理機
8.4.2 COW：工作站集群
8.4.3 調(diào)度
8.4.4 用于多計算機系統(tǒng)的通信軟件
8.4.5 應用層的共享內(nèi)存
8.5 小結(jié)
習題
第9章 推薦讀物和參考文獻
9.1 推薦讀物
9.1.1 一般性和介紹性的讀物
9.1.2 計算機系統(tǒng)組成
9.1.3 數(shù)字邏輯層
9.1.4 微體系結(jié)構層
9.1.5 指令系統(tǒng)層
9.1.6 操作系統(tǒng)層
9.1.7 匯編語言層
9.1.8 并行計算機體系結(jié)構
9.1.9 二進制數(shù)和浮點數(shù)
9.2 參考文獻
附錄A 二進制數(shù)
附錄B 浮點數(shù)
索引