計算機組成原理與系統(tǒng)結構

第1章 計算機組成原理概論
1.1 計算機系統(tǒng)的發(fā)展與應用
1.1.1 計算機的產(chǎn)生
1.1.2 計算機的發(fā)展
1.1.3 微型計算機的發(fā)展
1.1.4 計算機的應用
1.2 計算機的分類和性能指標
1.2.1 按計算機體系結構分類
1.2.2 按計算機的用途分類
1.2.3 按計算機的使用方式分類
1.2.4 按計算機的規(guī)模分類
1.2.5 計算機的性能指標
1.3 計算機系統(tǒng)的基本組成
1.3.1 計算機硬件系統(tǒng)
1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)
1.3.3 計算機系統(tǒng)的層次結構
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習題1
第2章 計算機硬件基礎
2.1 半導體器件的開關特性
2.1.1 二極管的開關特性
2.1.2 三極管的開關特性
2.1.3 MOS管的開關特性
2.2 基本邏輯運算和基本門電路
2.2.1 邏輯變量和邏輯表達式
2.2.2 邏輯門
2.2.3 邏輯代數(shù)的基本定律
2.2.4 邏輯函數(shù)的化簡
2.3 組合邏輯電路實例
2.3.1 法器
2.3.2 算術邏輯部件
2.3.3 譯碼器
2.3.4 數(shù)據(jù)選擇器
2.4 時序邏輯電路
2.4.1 觸發(fā)器和鎖存器
2.4.2 寄存器
2.4.3 移位寄存器
2.4.4 計數(shù)器
2.5 計算機芯片的制造過程
2.5.1 制造芯片的準備階段
2.5.2 光刻蝕
2.5.3 摻雜
2.5.4 測試、切割和封裝
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習題2
第3章 信息編碼與數(shù)據(jù)表示
3.1 數(shù)值數(shù)據(jù)的表示
3.1.1 進位計數(shù)制
3.1.2 不同數(shù)制之間數(shù)的相互轉換
3.1.3 十進制數(shù)的編碼
3.2 數(shù)據(jù)格式
3.2.1 機器數(shù)
3.2.2 小數(shù)點的表示方法
3.3 定點機器數(shù)表示方法
3.3.1 原碼表示法
3.3.2 補碼表示法
3.3.3 反碼表示法
3.3.4 移碼表示法
3.3.5 定點機器數(shù)轉換
3.4 浮點機器數(shù)表示方法
3.4.1 浮點數(shù)的格式
3.4.2 浮點數(shù)的規(guī)格化表示
3.4.3 浮點數(shù)的表示范圍
3.5 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示
3.5.1 字符編碼
3.5.2 漢字編碼
3.6 校驗碼
3.6.1 奇偶校驗碼
3.6.2 海明校驗碼
3.6.3 循環(huán)冗余檢驗碼
3.7 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)表示
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習題3
第4章 運算方法與運算器
4.1 定點數(shù)的加減運算及實現(xiàn)
4.1.1 補碼加減運算及運算器
4.1.2 機器數(shù)的移位運算
4.1.3 移碼加減運算與判溢
4.1.4 十進制加法運算
4.2 定點數(shù)的乘法運算及實現(xiàn)
4.2.1 原碼乘法及實現(xiàn)
4.2.2 補碼乘法及實現(xiàn)
4.2.3 陣列乘法器
4.3 定點數(shù)除法運算及實現(xiàn)
4.3.1 原碼除法及實現(xiàn)
4.3.2 補碼除法及實現(xiàn)
4.3.3 陣列除法器
4.4 定點運算器的組成與結構
4.4.1 定點運算器的組成
4.4.2 定點運算器的內(nèi)部總線結構與通路
4.4.3 標志寄存器
4.5 浮點運算及運算器
4.5.1 浮點加減運算
4.5.2 浮點乘法運算
4.5.3 浮點除法運算
4.5.4 浮點運算器
4.6 浮點運算器舉例
4.6.1 80x87算術協(xié)處理器
4.6.2 浮點運算流水線
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習題4
第5章 存儲體系
5.1 存儲體系概述
5.1.1 存儲器的分類
5.1.2 存儲器的層次結構
5.2 主存儲器
5.2.1 主存儲器性能指標
5.2.2 主存儲器的工作原理
5.2.3 隨機讀寫存儲器
5.2.4 只讀存儲器
5.2.5 高性能的主存儲器
5.3 主存儲器與CPu的連接
5.3.1 存儲器芯片介紹
5.3.2 存儲容量的擴展
5.3.3 主存儲器與CPU的連接
5.4 高速存儲器
5.4.1 雙端口存儲器
5.4.2 多體交叉存儲器
5.4.3 相聯(lián)存儲器
5.5 高速緩沖存儲器
5.5.1 Cache的基本原理
5.5.2 主存與Cache的地址映射方式
5.5.3 替換算法
5.5.4 寫策略
5.5.5 Cache的多層次設計
5.6 虛擬存儲器
5.7 外存儲器
5.7.1 磁盤存儲器
5.7.2 RAID
5.7.3 光盤存儲器
5.7.4 閃存盤
5.8 存儲保護
5.9 lA32架構的存儲系統(tǒng)舉例
5.9.1 P6微架構下的Cache
5.9.2 IntelNetBurst微架構下的Cache
5.9.3 IntelCore微架構的多核高效內(nèi)存管理技術
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習顥5
第6章 指令系統(tǒng)
6.1 指令格式
6.1.1 指令操作碼與地址碼
6.1.2 指令字長和操作碼擴展
6.2 尋址方式
6.2.1 指令尋址
6.2.2 數(shù)據(jù)尋址
6.3 指令類型
6.4 指令系統(tǒng)概述
6.4.1 指令系統(tǒng)的要求
6.4.2 指令系統(tǒng)的發(fā)展
6.4.3 CISC的特點
6.4.4 RISC的特點
6.4.5 指令系統(tǒng)舉例
本章小結
習題6
第7章 控制器
7.1 控制器的組成及指令的執(zhí)行
7.1.1 計算機的基本組成和功能
7.1.2 控制器的組成
7.1.3 時序系統(tǒng)
7.1.4 控制方式和時序的產(chǎn)生
7.1.5 系統(tǒng)結構和數(shù)據(jù)通路的設計
7.1.6 簡單計算機系統(tǒng)主機各部件的實現(xiàn)方案
7.1.7 指令的執(zhí)行過程
7.2 硬布線控制器
7.2.1 控制器的設計方法
7.2.2 硬布線控制器的結構與原理
7.2.3 硬布線控制器的時序系統(tǒng)
7.2.4 硬布線控制器設計舉例
7.3 微程序控制器
7.3.1 微程序控制的基本概念和工作原理
7.3.2 簡單微程序控制器的設計
7.3.3 微程序設計技術
7.3.4 微程序控制方式下模型機的設計實例
7.3.5 模型機微程序設計
7.3.6 微程序控制器與硬布線控制器的比較
本章小結
習題7
第8章 輸入輸出系統(tǒng)
8.1 概述
8.1.1 輸入輸出系統(tǒng)的構成
8.1.2 外設與CPU的連接
8.1.3 I／O指令格式
8.2 輸入輸出接口
8.2.1 I／O接口的功能
8.2.2 I／O接口的組成
8.3 主機與外設交換信息的方式
8.3.1 程序查詢方式
8.3.2 程序中斷方式
8.3.3 直接存儲器訪問方式
8.3.4 通道與輸入輸出處理機方式
8.4 中斷系統(tǒng)
8.4.1 中斷的基本概念
8.4.2 中斷請求與判優(yōu)
8.4.3 中斷響應
8.4.4 中斷服務與返回
本章小結
習題8
第9章 總線
9.1 總線的基本概念
9.1.1 總線的特性
9.1.2 總線的分類
9.1.3 總線的性能指標
9.2 系統(tǒng)總線的結構
9.3 總線信息的傳送方式
9.4 總線仲裁和定時
9.4.1 總線仲裁
9.4.2 總線的定時
9.5 實用總線標準
9.5.1 ISA總線
9.5.2 EISA總線
9.5.3 PCI總線
9.5.4 PCIExpress總線
9.5.5 RS-232C／RS-485接口總線
9.5.6 USB接口總線
9.5.7 IEEE1394接口總線
本章小結
習題9
第10章 流水線與并行處理技術
10.1 流水線原理
10.1.1 流水線基本概念
10.1.2 流水線分類
10.1.3 流水線性能分析
10.2 流水線相關及處理
10.2.1 結構相關
10.2.2 數(shù)據(jù)相關
10.2.3 控制相關
10.2.4 流水線的中斷與處理
10.3 流水線的調(diào)度方法
10.3.1 非線性流水線的靜態(tài)調(diào)度技術
10.3.2 流水線的動態(tài)調(diào)度技術
10.4 高級流水線技術
10.4.1 超標量流水線技術
10.4.2 超流水線技術
10.4.3 超標量超流水線技術
10.4.4 超長指令字技術
10.4.5 向量流水技術
10.5 并行處理技術
10.5.1 并行處理技術的基本概念
10.5.2 SIMD陣列處理機
10.5.3 多處理機系統(tǒng)
10.6 Pentium微處理器的系統(tǒng)結構
10.6.1 PentiumⅡ微處理器
10.6.2 Pentium4微處理器
10.7 片上多核處理器架構
10.7.1 IntelCore微架構
10.7.2 IBMCell架構
本章小結
習題10