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計算機組成原理(微課版 )(第2版) 版權信息
- ISBN：9787115660626
- 條形碼：9787115660626 ; 978-7-115-66062-6
- 裝幀：平裝
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
計算機組成原理(微課版 )(第2版) 本書特色
1.立足經典，體系創新：本書是在經典課程體系框架下，從硬件設計師視角出發，逐步深入直至設計完整的CPU，以深入理解計算機系統，掌握計算機部件構成和運行的基本原理。
2.所有重點難點均配套有豐富的虛擬仿真實驗:以動手實踐的方式學習課程理論知識，積累工程實踐經驗提升工程能力。
3.精彩的微課視頻教學內容支撐:通過對重點難點的微課講解大大降低學生學習的難度，提升學習體驗。
4.優質的教學輔助資源平臺支撐：通過中國大學MOOC平臺上線的“計算機組成原理”課程，提供在線學習及輔導，通過EduCoder在線實訓平臺，進行所有實驗內容在線實操并實時診斷。
5.官方認證優質教材：本書是國家級精品資源在線課“計算機組成原理”配套教材，也是軟件工程教指委推薦教材。
計算機組成原理(微課版 )(第2版) 內容簡介
本書利用組合邏輯、同步時序邏輯電路設計的相關知識，從邏輯門開始逐步構建運算器、存儲器、數據通路和控制器，*終集成為完整的CPU原型系統，使讀者從設計者的角度理解計算機部件構成及運行的基本原理，掌握軟硬件協同的概念。 全書共9章，主要內容包括計算機系統概述、數據信息的表示、運算方法與運算器、存儲系統、指令系統、中央處理器、指令流水線、總線系統、輸入輸出系統。 本書可作為高等學校計算機相關專業“計算機組成原理”課程的教材，也可作為碩士研究生入學考試的參考書，還可作為計算機工程技術人員的參考書。
計算機組成原理(微課版 )(第2版) 目錄
第 1章 計算機系統概論1
1.1 計算機發展歷程 1
1.1.1 國外計算機發展概況 1
1.1.2 摩爾定律 2
1.1.3 集成電路工藝發展概況 2
1.1.4 我國計算機發展概況 3
1.2 計算機系統的組成 4
1.2.1 計算機硬件系統 4
1.2.2 計算機軟件系統 7
1.3 計算機系統的層次結構 8
1.3.1 系統層次結構 8
1.3.2 各層之間的關系 10
1.3.3 軟件和硬件的邏輯功能等價性 10
1.4 計算機性能指標和評價 10
1.4.1 基本性能指標 10
1.4.2 與時間有關的性能指標 11
1.4.3 CPU性能公式應用 14
1.4.4 性能測試及其工具 15
1.5 課程學習的建議 16
習題1 17
實踐訓練 18
第 2章 數據信息的表示 19
2.1 數據表示的作用 19
2.2 數值數據的表示 19
2.2.1 數的機器碼表示 19
2.2.2 定點數表示 25
2.2.3 浮點數表示 26
2.2.4 十進制編碼* 31
2.2.5 計算機中的數據類型 33
2.3 非數值數據的表示 40
2.3.1 字符表示 40
2.3.2 漢字編碼 40
2.4 數據信息的校驗 42
2.4.1 碼距與校驗 43
2.4.2 奇偶校驗 44
2.4.3 海明校驗 45
2.4.4 循環冗余校驗 49
習題2 53
實踐訓練 56
第3章 運算方法與運算器 57
3.1 計算機中的運算 57
3.1.1 C語言中的位運算 57
3.1.2 C語言中的邏輯運算 57
3.1.3 C語言中的移位運算 58
3.1.4 C語言中的算術運算 59
3.2 定點加減法運算 60
3.2.1 補碼加減法運算方法 60
3.2.2 溢出及檢測 62
3.2.3 加減法的邏輯實現 64
3.3 定點乘法運算 69
3.3.1 原碼一位乘法 69
3.3.2 補碼一位乘法 72
3.3.3 陣列乘法器 75
3.3.4 補碼陣列乘法器 76
3.3.5 乘法器性能優化* 77
3.4 定點除法運算 77
3.4.1 原碼一位除法 78
3.4.2 陣列除法器 81
3.5 浮點運算 83
3.5.1 浮點加減法運算 83
3.5.2 浮點乘法運算 86
3.5.3 浮點除法運算 86
3.6 運算器 87
3.6.1 定點運算器 87
3.6.2 浮點運算器 91
習題3 92
實踐訓練 94
第4章 存儲系統 95
4.1 存儲器概述 95
4.1.1 存儲器分類 95
4.1.2 存儲器技術指標 96
4.1.3 存儲系統層次結構 97
4.1.4 主存的基本結構 97
4.1.5 主存中數據的存放 98
4.2 半導體存儲器 100
4.2.1 靜態MOS存儲器 100
4.2.2 動態MOS存儲器 105
4.2.3 只讀存儲器 110
4.2.4 DRAM的發展* 112
4.3 主存的組織及與CPU的連接 116
4.3.1 存儲器與CPU的連接 116
4.3.2 存儲器的擴展 116
4.4 并行主存系統 118
4.5 高速緩沖存儲器 121
4.5.1 cache工作原理 121
4.5.2 程序局部性 122
4.5.3 cache的基本概念 122
4.5.4 cache讀、寫流程與關鍵技術 123
4.5.5 相聯存儲器 125
4.5.6 地址映射 126
4.5.7 替換算法 134
4.5.8 寫入策略 136
4.5.9 cache應用 137
4.6 虛擬存儲器 138
4.6.1 虛擬存儲器的工作原理 138
4.6.2 虛擬存儲器的地址映射與變換 139
4.6.3 頁式虛擬存儲器 139
習題4 147
實踐訓練 152
第5章 指令系統 153
5.1 指令系統概述 153
5.2 指令格式 154
5.2.1 指令字長度 154
5.2.2 指令地址碼 155
5.2.3 指令操作碼 156
5.3 尋址方式 157
5.3.1 指令尋址方式 157
5.3.2 操作數尋址方式 158
5.4 指令類型 164
5.5 指令格式設計 166
5.6 CISC和RISC 167
5.6.1 復雜指令系統計算機 168
5.6.2 精簡指令系統計算機 168
5.7 指令系統舉例 169
5.7.1 PDP-11指令系統 169
5.7.2 Intel x86指令系統* 170
5.7.3 MIPS指令系統 175
5.7.4 RISC-V指令系統* 178
習題5 182
實踐訓練 185
第6章 中央處理器 186
6.1 中央處理器概述 186
6.1.1 中央處理器的功能 186
6.1.2 中央處理器的組成 186
6.2 指令周期 189
6.2.1 指令執行的一般流程 189
6.2.2 指令周期的基本概念 189
6.2.3 寄存器傳送語言 191
6.3 數據通路及指令操作流程 191
6.3.1 數據通路模型與定時 192
6.3.2 單總線結構的數據通路 193
6.3.3 專用通路結構的數據通路 201
6.4 時序與控制 218
6.4.1 中央處理器的時序 218
6.4.2 控制方式 219
6.4.3 時序發生器 220
6.5 硬布線控制器 223
6.5.1 三級時序硬布線控制器 223
6.5.2 三級時序硬布線控制器設計 224
6.5.3 現代時序硬布線控制器 225
6.5.4 現代時序硬布線控制器設計 226
6.6 微程序控制器 229
6.6.1 微程序控制的基本概念 229
6.6.2 微程序控制器組成原理 231
6.6.3 微程序控制器設計 234
6.6.4 微指令及其編碼方法 239
6.7 異常與中斷處理 241
6.7.1 異常與中斷的基本概念 241
6.7.2 異常與中斷處理過程 242
6.7.3 支持中斷的CPU設計 243
習題6 247
實踐訓練 253
第7章 指令流水線 254
7.1 流水線概述 254
7.1.1 流水線的基本概念 254
7.1.2 MIPS指令流水線 254
7.1.3 流水線的時空圖表示 255
7.2 流水線數據通路 257
7.2.1 單周期數據通路流水改造 257
7.2.2 流水線中的控制信號及傳遞 259
7.2.3 指令在流水線中的執行過程 260
7.3 流水線沖突與處理 263
7.3.1 流水線沖突 263
7.3.2 結構沖突處理 265
7.3.3 控制沖突處理 265
7.3.4 插入氣泡解決數據沖突 267
7.3.5 使用重定向解決數據沖突 271
7.3.6 動態分支預測技術* 275
7.3.7 流水線性能分析 279
7.4 流水線的異常與中斷 280
7.5 指令級并行技術 282
習題7 283
實踐訓練 286
第8章 總線系統 287
8.1 總線概述 287
8.1.1 總線分類 287
8.1.2 總線組成 289
8.1.3 總線標準 291
8.1.4 總線與三態門 291
8.1.5 總線性能指標 293
8.2 總線傳輸機制 294
8.2.1 總線傳輸過程 294
8.2.2 總線的信息傳送 295
8.2.3 總線仲裁 298
8.2.4 總線定時 301
8.3 總線結構 306
8.3.1 單總線結構 306
8.3.2 雙總線結構 307
8.3.3 三總線結構 308
8.3.4 高性能總線結構 309
8.4 常用總線 312
8.4.1 常用片內總線 312
8.4.2 常用系統總線 313
8.4.3 常用I/O總線 315
8.4.4 常用外部總線 317
習題8 318
第9章 輸入輸出系統 321
9.1 輸入輸出設備與特性 321
9.2 I/O接口 322
9.2.1 I/O接口的功能 322
9.2.2 I/O接口的結構 322
9.2.3 I/O接口的編址 323
9.2.4 I/O接口的軟件 325
9.2.5 I/O接口的分類 326
9.3 數據傳輸控制方式 326
9.4 程序控制方式 327
9.4.1 簡單設備程序查詢流程 328
9.4.2 復雜設備程序查詢流程 329
9.4.3 程序查詢特點 330
9.5 程序中斷控制方式 332
9.5.1 中斷的基本概念 333
9.5.2 中斷請求 337
9.5.3 中斷響應 341
9.5.4 中斷識別 341
9.5.5 中斷處理 343
9.6 DMA方式 347
9.6.1 DMA的基本概念 347
9.6.2 內存爭用問題 347
9.6.3 DMA控制器 348
9.6.4 DMA傳輸流程 349
9.7 通道方式 351
9.7.1 通道的基本概念 351
9.7.2 通道的類型 352
9.7.3 CPU對通道的控制 354
9.7.4 通道結構的發展 354
9.8 常見I/O設備* 354
9.8.1 鍵盤 354
9.8.2 鼠標 355
9.8.3 打印機 356
9.8.4 顯示器 358
9.8.5 硬盤存儲器 359
9.8.6 磁盤陣列 362
9.8.7 光盤存儲器 365
習題9 368
實踐訓練 371
參考文獻 372
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