计算机组成与体系结构（原书第4版） kindle 网盘 高速 下载地址大全 免费

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第1章 绪论 1 1.1 引言 1 1.2 计算机的主要部件 2 1.3 一个实例系统：吃力地读专业词汇 3 1.4 标准组织 12 1.5 发展历史 13 1.5.1 第零代：机械计算机（1642～1945年） 13 1.5.2 第一代：电子管计算机（1945～1953年） 15 1.5.3 第二代：晶体管计算机（1954～1965年） 18 1.5.4 第三代：集成电路计算机（1965～1980年） 20 1.5.5 第四代：超大规模集成电路计算机（1980～） 20 1.5.6 摩尔定律 22 1.6 计算机层次结构 23 1.7 云计算：计算即服务 24 1.8 冯·诺依曼模型 26 1.9 非冯·诺依曼模型 28 1.10 并行处理器和并行计算 29 1.11 并行性：机器智能的推动者——深蓝和沃森 30 本章小结 32 扩展阅读 32 参考文献 33 复习题 34 习题 35 第2章 计算机系统中的数据表示 37 2.1 引言 37 2.2 按位计数系统 37 2.3 不同进制之间的转换 38 2.3.1 无符号整数的转换 38 2.3.2 小数的转换 40 2.3.3 2的幂次作为基数的计数系统之间的转换 41 2.4 有符号整数表示 42 2.4.1 原码 42 2.4.2 补码系统 45 2.4.3 有符号数的移码表示 49 2.4.4 无符号数与有符号数 50 2.4.5 计算机、算术和布斯算法 50 2.4.6 进位和溢出 53 2.4.7 使用移位进行二进制乘法和除法 54 2.5 浮点数表示 55 2.5.1 一个简单的模型 55 2.5.2 浮点运算 57 2.5.3 浮点误差 58 2.5.4 IEEE-754浮点标准 59 2.5.5 表数范围、精度和准确度 60 2.5.6 有关浮点数的其他问题 61 2.6 字符编码 62 2.6.1 二进制编码的十进制 63 2.6.2 EBCDIC 64 2.6.3 ASCII 64 2.6.4 Unicode 65 2.7 错误检测与纠错 67 2.7.1 循环冗余校验 67 2.7.2 汉明码 69 2.7.3 里德-所罗门纠错码 74 本章小结 74 扩展阅读 75 参考文献 75 复习题 76 习题 76 特别关注：数据记录和传输的编码 82 第3章 布尔代数与数字逻辑 88 3.1 引言 88 3.2 布尔代数 89 3.2.1 布尔表达式 89 3.2.2 布尔代数的基本定律 90 3.2.3 化简布尔表达式 91 3.2.4 求反 92 3.2.5 表示布尔函数 93 3.3 逻辑门 94 3.3.1 逻辑门符号 94 3.3.2 通用逻辑门 95 3.3.3 多输入逻辑门 96 3.4 数字组件 96 3.4.1 数字电路及其与布尔代数的关系 96 3.4.2 集成电路 97 3.4.3 汇总：从问题描述到电路 99 3.5 组合逻辑电路 100 3.5.1 基本概念 100 3.5.2 典型的组合逻辑电路示例 100 3.6 时序电路 105 3.6.1 基本概念 105 3.6.2 时钟 105 3.6.3 触发器 105 3.6.4 有限状态机 108 3.6.5 时序电路示例 112 3.6.6 时序逻辑的应用：卷积编码和维特比检测 115 3.7 电路设计 119 本章小结 119 扩展阅读 120 参考文献 120 复习题 121 习题 122 特别关注：卡诺图 128 第4章 一个简单的计算机模型MARIE 139 4.1 引言 139 4.2 CPU基本知识和组织结构 139 4.2.1 寄存器 139 4.2.2 ALU 140 4.2.3 控制单元 140 4.3 总线 140 4.4 时钟 143 4.5 输入／输出子系统 144 4.6 存储器的组成和寻址方式 145 4.7 中断 148 4.8 MARIE 149 4.8.1 组织结构 149 4.8.2 寄存器和总线 150 4.8.3 指令集架构 151 4.8.4 寄存器传输表示 153 4.9 指令的执行过程 155 4.9.1 取指-译码-执行周期 155 4.9.2 中断和指令周期 155 4.9.3 MARIE的I/O 157 4.10 一个简单的程序 157 4.11 关于编译程序的讨论 159 4.11.1 编译程序的作用 159 4.11.2 使用汇编语言的原因 160 4.12 指令集的扩展 161 4.13 关于译码的讨论：硬连线和微程序控制 166 4.13.1 机器控制 166 4.13.2 硬连线控制 169 4.13.3 微程序控制 171 4.14 实际的计算机体系结构 174 4.14.1 Intel体系结构 175 4.14.2 MIPS体系结构 179 本章小结 181 扩展阅读 182 参考文献 183 复习题 184 习题 185 第5章 仔细审视指令集架构 192 5.1 引言 192 5.2 指令格式 192 5.2.1 指令集设计决策 192 5.2.2 小端和大端方式 193 5.2.3 CPU内部的存储：堆栈和寄存器 195 5.2.4 操作数个数和指令长度 196 5.2.5 扩展操作码 199 5.3 指令类型 202 5.3.1 数据传送 202 5.3.2 算术运算 202 5.3.3 布尔逻辑运算指令 203 5.3.4 位操作指令 203 5.3.5 输入／输出指令 203 5.3.6 传送控制指令 204 5.3.7 专用指令 204 5.3.8 正交指令集 204 5.4 寻址 204 5.4.1 数据类型 204 5.4.2 寻址方式 205 5.5 指令流水线 207 5.6 指令集架构实例 210 5.6.1 Intel 211 5.6.2 MIPS 211 5.6.3 Java虚拟机 212 5.6.4 ARM 215 本章小结 216 扩展阅读 217 参考文献 218 复习题 218 习题 219 第6章 存储器 224 6.1 引言 224 6.2 存储器类型 224 6.3 存储器的层次结构 225 6.4 高速缓存 227 6.4.1 缓存映射策略 229 6.4.2 替换策略 240 6.4.3 有效访问时间和命中率 240 6.4.4 发生缓存失效的时间 241 6.4.5 缓存写策略 241 6.4.6 指令和数据缓存 243 6.4.7 缓存的级别 244 6.5 虚拟存储器 244 6.5.1 分页 245 6.5.2 使用分页管理的有效访问时间 250 6.5.3 汇总：使用缓存、TLB和分页技术 252 6.5.4 分页和虚拟存储器的优缺点 253 6.5.5 分段 253 6.5.6 分段和分页的组合 254 6.6 存储器管理实例 254 本章小结 255 扩展阅读 255 参考文献 256 复习题 256 习题 257 第7章 输入／输出和存储系统 263 7.1 引言 263 7.2 I/O及其性能 263 7.3 阿姆达尔定律 263 7.4 I/O体系结构 266 7.4.1 I/O控制方法 267 7.4.2 字符I/O与块I/O 271 7.4.3 I/O总线操作 272 7.5 数据传输模式 274 7.5.1 并行数据传输 275 7.5.2 串行数据传输 276 7.6 磁盘技术 277 7.6.1 硬盘驱动器 278 7.6.2 固态硬盘 280 7.7 光盘 282 7.7.1 CD-ROM 282 7.7.2 DVD 285 7.7.3 蓝光光盘 286 7.7.4 光盘记录方式 286 7.8 磁带 287 7.9 RAID 290 7.9.1 RAID-0 290 7.9.2 RAID-1 291 7.9.3 RAID-2 291 7.9.4 RAID-3 292 7.9.5 RAID-4 293 7.9.6 RAID-5 293 7.9.7 RAID-6 294 7.9.8 RAID DP 295 7.9.9 混合RAID系统 297 7.10 数据存储的未来 298 本章小结 300 扩展阅读 300 参考文献 301 复习题 302 习题 303 特别关注：数据压缩 308 第8章 系统软件 327 8.1 引言 327 8.2 操作系统 327 8.2.1 操作系统的历史 328 8.2.2 操作系统的设计 332 8.2.3 操作系统的服务 332 8.3 保护环境 335 8.3.1 虚拟机 336 8.3.2 子系统和分区 337 8.3.3 保护环境和系统结构的演变 339 8.4 编程工具 340 8.4.1 汇编程序和汇编 340 8.4.2 链接器 342 8.4.3 动态链接库 342 8.4.4 编译器 344 8.4.5 解释器 346 8.5 Java：以上全部 346 8.6 数据库软件 351 8.7 事务管理器 354 本章小结 356 扩展阅读 356 参考文献 357 复习题 357 习题 358 第9章 可供选择的体系结构 360 9.1 引言 360 9.2 RISC设备 361 9.3 Flynn分类法 365 9.4 并行和多处理器体系结构 367 9.4.1 超标量和超长指令字 368 9.4.2 向量处理器 369 9.4.3 互连网络 370 9.4.4 共享存储器的多处理器 373 9.4.5 分布式计算 375 9.5 其他的并行处理方法 377 9.5.1 数据流计算 377 9.5.2 神经网络 379 9.5.3 脉动阵列 381 9.6 量子计算 382 本章小结 384 扩展阅读 385 参考文献 385 复习题 387 习题 388 第10章 嵌入式系统专题 390 10.1 引言 390 10.2 嵌入式硬件概述 391 10.2.1 标准的嵌入式系统硬件 391 10.2.2 可重构硬件 394 10.2.3 定制设计的嵌入式硬件 398 10.3 嵌入式软件概述 403 10.3.1 嵌入式系统的存储器组织 403 10.3.2 嵌入式操作系统 404 10.3.3 嵌入式系统的软件开发 406 本章小结 407 扩展阅读 408 参考文献 409 复习题 410 习题 410 第11章 性能测量和分析 412 11.1 引言 412 11.2 计算机性能公式 412 11.3 数学准备工作 413 11.3.1 均值的含义 413 11.3.2 统计学和语义 417 11.4 基准测试 418 11.4.1 时钟频率、MIPS和FLOPS 419 11.4.2 综合测试基准：Whetstone、Linpack和Dhrystone 420 11.4.3 SPEC基准 421 11.4.4 事务处理性能委员会基准 424 11.4.5 系统仿真 428 11.5 CPU性能优化 428 11.5.1 分支优化 429 11.5.2 使用好的算法和简单代码 431 11.6 磁盘性能 433 11.6.1 理解问题 433 11.6.2 物理因素 434 11.6.3 逻辑因素 434 本章小结 438 扩展阅读 438 参考文献 439 复习题 440 习题 440 第12章 网络的组成和体系结构 444 12.1 引言 444 12.2 早期的商用计算机网络 444 12.3 早期的学术和科研网络：因特网的根源和体系结构 444 12.4 网络协议Ⅰ：ISO/OSI统一协议 447 12.4.1 一个小故事 447 12.4.2 OSI参考模型 448 12.5 网络协议Ⅱ：TCP/IP网络体系结构 451 12.5.1 IPv4 452 12.5.2 IPv4的麻烦 453 12.5.3 传输控制协议 456 12.5.4 TCP的工作过程 457 12.5.5 IPv6 460 12.6 网络组成 464 12.6.1 物理传输介质 465 12.6.2 接口卡 469 12.6.3 中继器 469 12.6.4 集线器 469 12.6.5 交换机 470 12.6.6 网桥和网关 470 12.6.7 路由器和路由 471 12.7 因特网的脆弱性 478 本章小结 479 扩展阅读 479 参考文献 480 复习题 480 习题 481 第13章 选择存储系统和接口 483 13.1 引言 483 13.2 SCSI架构 483 13.2.1 “经典”并行SCSI 484 13.2.2 SCSI架构模型3 486 13.3 因特网SCSI 492 13.4 存储区域网络 494 13.5 其他I/O连接 494 13.5.1 并行总线：XT到ATA 495 13.5.2 串行ATA和串行连接的SCSI 496 13.5.3 外围设备互连 496 13.5.4 串行接口USB 496 13.6 云存储 497 本章小结 498 扩展阅读 499 参考文献 500 复习题 500 习题 500 附录A 数据结构和计算机 502 精选习题答案与提示 516

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