《計算機組成與體系結構（第2版）》是2011年清華大學出版社出版的圖書，作者是王誠、宋佳興。
基本介紹
- 書名：計算機組成與體系結構（第2版）
- 作者：王誠、宋佳興
- ISBN：9787302260455
- 定價：33元
- 出版時間：2011-6-24
- 裝幀：平裝
內容簡介,圖書前言,圖書目錄,
內容簡介
本書包括數字電路基礎（先修部分）、計算機組成（主體部分）、計算機體系結構（提高部分）3個部分內容，共13章，重點講解計算機系統的完整組成和提高性能的可行途徑。作為教材，兼顧到計算機科學與技術專業中偏工程技術方向、偏軟體方向的本科生，也可用於軟體學院和計算機套用方向的學生。
圖書前言
作為“21世紀大學本科計算機專業系列教材”，遵照本系列教材評審組專家的意見，本書包括了數字電路基礎、計算機組成、計算機體系結構3個部分內容。本書讀者對象主要是學習計算機課程的大學生，包括計算機系的學生、軟體學院的學生和非計算機專業選修計算機課程的學生。可以根據不同的課程和教學要求，合理分配本教材中3部分內容的課時比例。全書共13章，其中第2章屬於先修內容，約占教材總量的7%，若是學生課前未曾學習過數字電路與邏輯設計課程，還是應該用少量學時對教材第2章的內容進行適當講解；第3～11章是課程的主體部分，約占教材總量的73%，主要是計算機組成方面的知識，重點圍繞基本計算機硬體系統5個功能部件的功能和組成進行講解分析；第12～13章是本課程的提高部分，約占教材總量的20%，主要是計算機體系結構方面的基礎知識，重點介紹提高計算機系統性能的各種可行思路與基本途徑。其中的指令流水線的淺顯內容已經出現 在計算機組成原理課程之中，但多數人還是願意把較為具體深入的指令流水技術安排到計算機系統結構課程中講授。
針對把計算機組成和系統結構合併成一門課程的情形，教材第3～13章的內容都屬於必學知識，建議教學學時安排為70～90學時。若只是用於計算機組成原理課程，計算機體系結構的內容另外開課，則只需講解第3～11章中的知識，建議教學學時安排為60～70學時。教材主體部分的內容是按照基本通用原理、簡明原理示例、典型產品現狀這樣3個層次來處理的。
基本通用原理是基礎，是學習與理解計算機組成與運行機制的核心知識。其特點是穩定性（不隨時間變遷而改變）和通用性（不隨具體機型而變化），是學生一定要掌握的部分。要把通用原理轉化成真實的計算機系統，還有許多技術與工程、性能價格比的平衡關係等需要解決。
在簡明原理示例這個層次，強調運用學習到的基本原理知識，學懂或者設計實現一台硬軟體基本完整、實現簡單（易懂、價廉）、但不一定是最理想（不追求更完備的性能、更好的實用價值）的計算機系統的技術與過程，增加對所學知識的理解深度和套用能力，力求把學習知識和增長實踐能力結合起來。
在典型產品現狀這個層次，將選擇某些典型計算機系統中的實例，給出其設計實現的結果及其外特性，可以體現用到的基本原理，更強調讓學生了解計算機當前的技術水平和發展現狀。對三個層次的教學要求不盡相同，對最佳化學生的知識結構各自發揮不同的作用。
在講解計算機組成和功能時，把通常的文字敘述和語言VHDL描述結合起來，體現計算機的最新設計手段和實現技術，保證教學內容的先進性，並儘量在提高授課質量，降低實驗、學習的難度方面做出新的探索。
教材內容具體安排如下。
第1章是全書內容的概述部分，簡要介紹計算機組成和體系結構的基本概念，從實現功能的角度來講解計算機硬體系統的基本組成；從功能和層次的觀點來講解計算機組成和體系結構各自需要研究和解決的問題，並簡要說明了本課程的教學目標和對學習方法的建議。
第2章簡明講解數字電路基礎知識和幾種常用的電路晶片，是為講解計算機組成和體系結構作電子線路方面的準備，沒有這些知識是很難學懂計算機硬體的組成和運行原理的。
第3章的數據表示和運算和第4章的運算器部件共同構成本書核心內容的第1個知識單元。主要圍繞計算機硬體系統中承擔數據運算功能的部件進行講解，在給出通用的基本原理知識的同時，還給出運算器部件的具體例子，展示運算器部件的設計過程和實現方法，提升學生的實踐能力。
前 言 計算機組成與體系結構（第2版）第5章的指令系統和第6章的控制器部件共同構成本書核心內容的第2個知識單元。主要圍繞計算機硬體系統中承擔指揮控制功能的硬連線方案的控制器部件進行講解，而對微程式控制器只作適當介紹。在給出通用的基本原理知識的同時，還給出控制器部件的具體例子，展示控制器部件的設計過程和實現方法，提升學生的實踐能力。
第7章的主存、第8章的高速快取和虛存以及第9章的輔助存儲器設備共同構成本書核心內容的第3個知識單元。主要圍繞計算機3級結構的存儲器件系統和外存儲器設備進行講解，還給出了通過字、位擴展技術，用存儲器晶片構建記憶體儲器的具體例子。
第10章的輸入輸出設備和第11章的輸入輸出系統共同構成本書核心內容的第4個知識單元。主要圍繞承擔計算機的輸入輸出功能的設備或者部件進行講解，給出了用於連線計算機各個部件的匯流排構成的實際例子，具體介紹了串列接口的內部線路的組成和使用方法。
第12章的流水線技術和第13章的並行計算機體系結構共同構成本書核心內容的第5個知識單元。對應計算機體系結構課程的主要知識，針對提高計算機系統的性能，更多地強調基本概念、提出問題的思路和解決問題的方案，基本上止步於定性說明。
通過本教材，學生可以學到數字電路的基礎知識，了解某些電路晶片的功能和用法，初步認識到某些邏輯功能是能夠使用數字電路實現的；可以從層次的觀點，掌握必要的基礎知識，計算機組成和運行機制方面的知識，以及必要的專業知識基礎，為下一步的學習和進一步提高實際工作能力做好準備；可以從系統的觀點，了解計算機體系結構領域的基本知識，理解提高計算機的部件和整機硬體性能的各種可行途徑，理解計算機系統中硬體、軟體的功能劃分和相互配合關係，能站在更高的層次上思考與解決學習、工作中遇到的問題。
為方便教學，本教材配有PowerPoint電子教案。除此之外，還有硬體實現的教學計算機設備，這個設備就是選用本教材第1～4個知識單元的實際例子組合而成的，確保課堂授課內容和教學實驗項目能夠完 美結合。還有內容詳盡的教學實驗指導書和通過軟體模擬實現的相同功能的模擬系統。良好的教學實踐環境和實驗條件，能夠有效地加深對課堂教學內容的理解，並使得學生在一定程度上獲得開展研究工作和計算機硬體系統設計的實際經驗，全面提高解決實際問題和創新思維的能力。
本書的第1～6章由王誠教授修訂，第7～13章由宋佳興副教授修訂，作者有多年從事本專業教學和科研工作的經歷。
由於時間和作者水平所限，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
作 者2011年4月於清華大學計算機科學與技術系
針對把計算機組成和系統結構合併成一門課程的情形，教材第3～13章的內容都屬於必學知識，建議教學學時安排為70～90學時。若只是用於計算機組成原理課程，計算機體系結構的內容另外開課，則只需講解第3～11章中的知識，建議教學學時安排為60～70學時。教材主體部分的內容是按照基本通用原理、簡明原理示例、典型產品現狀這樣3個層次來處理的。
基本通用原理是基礎，是學習與理解計算機組成與運行機制的核心知識。其特點是穩定性（不隨時間變遷而改變）和通用性（不隨具體機型而變化），是學生一定要掌握的部分。要把通用原理轉化成真實的計算機系統，還有許多技術與工程、性能價格比的平衡關係等需要解決。
在簡明原理示例這個層次，強調運用學習到的基本原理知識，學懂或者設計實現一台硬軟體基本完整、實現簡單（易懂、價廉）、但不一定是最理想（不追求更完備的性能、更好的實用價值）的計算機系統的技術與過程，增加對所學知識的理解深度和套用能力，力求把學習知識和增長實踐能力結合起來。
在典型產品現狀這個層次，將選擇某些典型計算機系統中的實例，給出其設計實現的結果及其外特性，可以體現用到的基本原理，更強調讓學生了解計算機當前的技術水平和發展現狀。對三個層次的教學要求不盡相同，對最佳化學生的知識結構各自發揮不同的作用。
在講解計算機組成和功能時，把通常的文字敘述和語言VHDL描述結合起來，體現計算機的最新設計手段和實現技術，保證教學內容的先進性，並儘量在提高授課質量，降低實驗、學習的難度方面做出新的探索。
教材內容具體安排如下。
第1章是全書內容的概述部分，簡要介紹計算機組成和體系結構的基本概念，從實現功能的角度來講解計算機硬體系統的基本組成；從功能和層次的觀點來講解計算機組成和體系結構各自需要研究和解決的問題，並簡要說明了本課程的教學目標和對學習方法的建議。
第2章簡明講解數字電路基礎知識和幾種常用的電路晶片，是為講解計算機組成和體系結構作電子線路方面的準備，沒有這些知識是很難學懂計算機硬體的組成和運行原理的。
第3章的數據表示和運算和第4章的運算器部件共同構成本書核心內容的第1個知識單元。主要圍繞計算機硬體系統中承擔數據運算功能的部件進行講解，在給出通用的基本原理知識的同時，還給出運算器部件的具體例子，展示運算器部件的設計過程和實現方法，提升學生的實踐能力。
前 言 計算機組成與體系結構（第2版）第5章的指令系統和第6章的控制器部件共同構成本書核心內容的第2個知識單元。主要圍繞計算機硬體系統中承擔指揮控制功能的硬連線方案的控制器部件進行講解，而對微程式控制器只作適當介紹。在給出通用的基本原理知識的同時，還給出控制器部件的具體例子，展示控制器部件的設計過程和實現方法，提升學生的實踐能力。
第7章的主存、第8章的高速快取和虛存以及第9章的輔助存儲器設備共同構成本書核心內容的第3個知識單元。主要圍繞計算機3級結構的存儲器件系統和外存儲器設備進行講解，還給出了通過字、位擴展技術，用存儲器晶片構建記憶體儲器的具體例子。
第10章的輸入輸出設備和第11章的輸入輸出系統共同構成本書核心內容的第4個知識單元。主要圍繞承擔計算機的輸入輸出功能的設備或者部件進行講解，給出了用於連線計算機各個部件的匯流排構成的實際例子，具體介紹了串列接口的內部線路的組成和使用方法。
第12章的流水線技術和第13章的並行計算機體系結構共同構成本書核心內容的第5個知識單元。對應計算機體系結構課程的主要知識，針對提高計算機系統的性能，更多地強調基本概念、提出問題的思路和解決問題的方案，基本上止步於定性說明。
通過本教材，學生可以學到數字電路的基礎知識，了解某些電路晶片的功能和用法，初步認識到某些邏輯功能是能夠使用數字電路實現的；可以從層次的觀點，掌握必要的基礎知識，計算機組成和運行機制方面的知識，以及必要的專業知識基礎，為下一步的學習和進一步提高實際工作能力做好準備；可以從系統的觀點，了解計算機體系結構領域的基本知識，理解提高計算機的部件和整機硬體性能的各種可行途徑，理解計算機系統中硬體、軟體的功能劃分和相互配合關係，能站在更高的層次上思考與解決學習、工作中遇到的問題。
為方便教學，本教材配有PowerPoint電子教案。除此之外，還有硬體實現的教學計算機設備，這個設備就是選用本教材第1～4個知識單元的實際例子組合而成的，確保課堂授課內容和教學實驗項目能夠完 美結合。還有內容詳盡的教學實驗指導書和通過軟體模擬實現的相同功能的模擬系統。良好的教學實踐環境和實驗條件，能夠有效地加深對課堂教學內容的理解，並使得學生在一定程度上獲得開展研究工作和計算機硬體系統設計的實際經驗，全面提高解決實際問題和創新思維的能力。
本書的第1～6章由王誠教授修訂，第7～13章由宋佳興副教授修訂，作者有多年從事本專業教學和科研工作的經歷。
由於時間和作者水平所限，書中難免存在不足之處，敬請廣大讀者批評指正。
作 者2011年4月於清華大學計算機科學與技術系
圖書目錄
第1章 計算機系統概述1
1.1 計算機系統的基本組成及其層次結構1
1.2 計算機硬體的5個功能部件及其功能4
1.3 計算機系統主要的技術與性能指標7
1.4 計算機的體系結構、組成和實現概述9
1.5 計算機發展進步、分類和拓展套用的進程10
本章內容小結和學習方法建議13
習題與思考題14
第2章 數字電路基礎和常用器件15
2.1 數字電路的基本元件15
2.1.1 晶體二極體與三極體15
2.1.2 套用案例16
2.2 數字電路基礎及其相關處理方法18
2.2.1 3種基本邏輯關係18
2.2.2 邏輯函式及其描述方法21
2.2.3 邏輯函式的特性、規則與套用22
2.3 組合邏輯電路及時序邏輯電路23
2.3.1 常用邏輯門器件23
2.3.2 時序邏輯電路26
2.3.3 存儲器晶片簡介30
2.3.4 幾個專用功能器件和存儲器晶片的引腳圖30
2.4 現場可程式邏輯器件及其套用31
2.4.1 現場可程式器件概述31
2.4.2 CPLD和FPGA的編程與套用34
本章內容小結和學習方法建議35
習題與思考題35
第3章 數據表示、運算算法和線路實現37
3.1 數位化信息編碼的概念和二進制編碼知識37
3.1.1 數位化信息編碼的概念37
3.1.2 二進制編碼和碼制轉換38
3.1.3 檢錯糾錯碼44
3.2 數據表示48
3.2.1 邏輯類型數據的表示48
3.2.2 字元類型數據的表示48
3.2.3 多媒體信息編碼51
3.2.4 數值類型數據的表示53
3.3 二進制數值數據的編碼方案與運算算法58
3.3.1 原碼、反碼、補碼的定義58
3.3.2 補碼加、減運算規則和電路實現62
3.3.3 原碼一位乘法、除法的實現方案64
3.3.4 實現乘法、除法的其他方案69
本章內容小結和學習方法建議74
習題與思考題75
目 錄 計算機組成與體系結構（第2版）第4章 運算器部件77
4.1 算術邏輯運算單元的功能設計與線路實現77
4.2 定點運算器79
4.2.1 定點運算器部件的功能、組成與控制概述79
4.2.2 運算器晶片Am2901實例與使用80
4.2.3 MIPS多指令周期CPU系統的運算器的組成及其功能84
4.2.4 簡化TEC-2000計算機的運算器部件的功能、組成與設計85
4.3 浮點運算和浮點運算器91
4.3.1 浮點數的運算規則91
4.3.2 浮點運算器舉例95
本章內容小結和學習方法建議97
習題與思考題98
第5章 指令系統和彙編語言程式設計101
5.1 指令格式和指令系統概述101
5.1.1 指令的定義和指令格式101
5.1.2 操作碼的組織與編碼102
5.1.3 運算元的指定與使用103
5.1.4 指令的分類104
5.1.5 指令周期及其對計算機性能和硬體結構的影響105
5.2 基本定址方式概述107
5.3 指令系統舉例109
5.3.1 Pentium II計算機的指令系統110
5.3.2 MIPS32計算機的指令系統112
5.3.3 PDP-11計算機的指令系統113
5.3.4 TEC-2000 計算機的指令系統115
5.4 TEC-2000計算機的彙編語言程式設計118
5.4.1 彙編語言及其程式設計中的有關概念118
5.4.2 教學計算機的彙編程式設計舉例120
本章內容小結和學習方法建議125
習題與思考題126
第6章 控制器128
6.1 控制器的功能與組成概述128
6.2 硬連線控制器129
6.2.1 硬連線控制器的組成和運行原理簡介130
6.2.2 MIPS32計算機的控制器簡介131
6.2.3 TEC-2000和TH-FPGA計算機控制器概述136
6.2.4 簡化TEC-2000的CPU系統的設計146
6.3 微程式控制器部件157
6.3.1 微程式控制器的基本組成和運行原理157
6.3.2 微程式設計中的下地址形成邏輯和微程式設計160
本章內容小結和學習方法建議163
習題與思考題164
第7章 多級結構存儲器系統和主存儲器168
7.1 存儲器系統概述168
7.1.1 存儲器分類168
7.1.2 存儲器系統目標169
7.1.3 多級結構存儲器系統171
7.2 主存儲器172
7.2.1 主存儲器概述172
7.2.2 動態存儲器的存儲原理174
7.2.3 靜態存儲器的存儲原理175
7.2.4 存儲器容量擴展176
7.3 教學計算機的主存儲器實例178
7.4 提高主存儲器性能的途徑181
本章內容小結和學習方法建議183
習題與思考題183
第8章 高速緩衝存儲器和虛擬存儲器185
8.1 高速緩衝存儲器185
8.1.1 Cache的運行原理185
8.1.2 Cache的3種映像方式187
8.1.3 Cache實用中的問題189
8.2 虛擬存儲器部件192
8.2.1 虛擬存儲器的概念介紹192
8.2.2 段式存儲管理192
8.2.3 頁式存儲管理193
本章內容小結和學習方法建議195
習題與思考題195
第9章 外部存儲器設備198
9.1 外存設備概述198
9.1.1 主要技術指標198
9.1.2 磁記錄原理與記錄方式199
9.2 磁碟設備201
9.2.1 磁記錄介質201
9.2.2 磁碟驅動器202
9.2.3 磁碟控制器203
9.3 磁碟陣列204
9.4 光碟設備207
9.4.1 唯讀光碟207
9.4.2 可刻光碟208
9.4.3 可擦寫光碟210
9.4.4 DVD210
9.4.5 Blu-Ray211
本章內容小結和學習方法建議211
習題與思考題211
第10章 輸入輸出設備212
10.1 輸入輸出設備概述212
10.2 常用的輸入設備213
10.3 常用的輸出設備215
10.3.1 點陣式輸出設備基本原理215
10.3.2 顯示器的組成和運行原理216
10.3.3 印表機的組成和運行原理220
10.3.4 計算機終端223
本章內容小結和學習方法建議224
習題與思考題224
第11章 輸入輸出系統225
11.1 計算機輸入輸出系統概述225
11.2 計算機匯流排226
11.2.1 匯流排概述226
11.2.2 匯流排結構228
11.2.3 匯流排寬度229
11.2.4 匯流排時鐘230
11.2.5 匯流排仲裁232
11.2.6 匯流排舉例234
11.3 輸入輸出接口240
11.3.1 輸入輸出接口的功能240
11.3.2 通用可程式接口組成240
11.3.3 輸入輸出接口舉例241
11.4 輸入輸出方式244
11.4.1 程式直接控制方式244
11.4.2 程式中斷傳送方式244
11.4.3 直接存儲器訪問方式247
11.4.4 I/O通道控制方式249
11.4.5 外圍處理機方式249
本章內容小結和學習方法建議249
習題與思考題250
第12章 流水線技術252
12.1 流水線的基本概念252
12.1.1 流水線的概念252
12.1.2 流水線的表示方法254
12.1.3 流水線的特點255
12.1.4 流水線的分類方法256
12.2 流水線的性能指標259
12.2.1 流水線的吞吐率259
12.2.2 流水線的加速比262
12.2.3 流水線的效率262
12.2.4 流水線的最佳段數263
12.3 DLX指令集與DLX流水線263
12.3.1 DLX指令集結構介紹263
12.3.2 DLX的一種簡單實現268
12.3.3 DLX流水線的實現原理270
12.4 流水線中的相關問題273
12.4.1 結構相關273
12.4.2 數據相關275
12.4.3 控制相關281
12.5 指令級並行技術285
12.5.1 基本概念285
12.5.2 多指令發射技術286
本章內容小結和學習方法建議289
習題與思考題289
第13章 並行計算機體系結構291
13.1 並行計算機體系結構概述291
13.1.1 計算機體系結構的發展291
13.1.2 計算機體系結構的分類292
13.1.3 並行計算機體系結構分類294
13.2 並行計算機系統的設計問題295
13.2.1 並行計算機系統的網際網路295
13.2.2 並行計算機系統的性能問題300
13.2.3 並行計算機系統的軟體問題302
13.3 SIMD計算機簡介303
13.3.1 陣列處理機303
13.3.2 向量處理機304
13.4 共享記憶體的多處理機系統306
13.4.1 一致性記憶體訪問的UMA多處理機系統307
13.4.2 非一致性記憶體訪問的NUMA多處理機系統312
13.4.3 基於Cache記憶體訪問的COMA多處理機系統314
13.5 基於訊息傳遞的多計算機系統314
13.5.1 大規模並行處理機316
13.5.2 工作站集群316
本章內容小結和學習方法建議317
習題與思考題318
主要參考書319
1.1 計算機系統的基本組成及其層次結構1
1.2 計算機硬體的5個功能部件及其功能4
1.3 計算機系統主要的技術與性能指標7
1.4 計算機的體系結構、組成和實現概述9
1.5 計算機發展進步、分類和拓展套用的進程10
本章內容小結和學習方法建議13
習題與思考題14
第2章 數字電路基礎和常用器件15
2.1 數字電路的基本元件15
2.1.1 晶體二極體與三極體15
2.1.2 套用案例16
2.2 數字電路基礎及其相關處理方法18
2.2.1 3種基本邏輯關係18
2.2.2 邏輯函式及其描述方法21
2.2.3 邏輯函式的特性、規則與套用22
2.3 組合邏輯電路及時序邏輯電路23
2.3.1 常用邏輯門器件23
2.3.2 時序邏輯電路26
2.3.3 存儲器晶片簡介30
2.3.4 幾個專用功能器件和存儲器晶片的引腳圖30
2.4 現場可程式邏輯器件及其套用31
2.4.1 現場可程式器件概述31
2.4.2 CPLD和FPGA的編程與套用34
本章內容小結和學習方法建議35
習題與思考題35
第3章 數據表示、運算算法和線路實現37
3.1 數位化信息編碼的概念和二進制編碼知識37
3.1.1 數位化信息編碼的概念37
3.1.2 二進制編碼和碼制轉換38
3.1.3 檢錯糾錯碼44
3.2 數據表示48
3.2.1 邏輯類型數據的表示48
3.2.2 字元類型數據的表示48
3.2.3 多媒體信息編碼51
3.2.4 數值類型數據的表示53
3.3 二進制數值數據的編碼方案與運算算法58
3.3.1 原碼、反碼、補碼的定義58
3.3.2 補碼加、減運算規則和電路實現62
3.3.3 原碼一位乘法、除法的實現方案64
3.3.4 實現乘法、除法的其他方案69
本章內容小結和學習方法建議74
習題與思考題75
目 錄 計算機組成與體系結構（第2版）第4章 運算器部件77
4.1 算術邏輯運算單元的功能設計與線路實現77
4.2 定點運算器79
4.2.1 定點運算器部件的功能、組成與控制概述79
4.2.2 運算器晶片Am2901實例與使用80
4.2.3 MIPS多指令周期CPU系統的運算器的組成及其功能84
4.2.4 簡化TEC-2000計算機的運算器部件的功能、組成與設計85
4.3 浮點運算和浮點運算器91
4.3.1 浮點數的運算規則91
4.3.2 浮點運算器舉例95
本章內容小結和學習方法建議97
習題與思考題98
第5章 指令系統和彙編語言程式設計101
5.1 指令格式和指令系統概述101
5.1.1 指令的定義和指令格式101
5.1.2 操作碼的組織與編碼102
5.1.3 運算元的指定與使用103
5.1.4 指令的分類104
5.1.5 指令周期及其對計算機性能和硬體結構的影響105
5.2 基本定址方式概述107
5.3 指令系統舉例109
5.3.1 Pentium II計算機的指令系統110
5.3.2 MIPS32計算機的指令系統112
5.3.3 PDP-11計算機的指令系統113
5.3.4 TEC-2000 計算機的指令系統115
5.4 TEC-2000計算機的彙編語言程式設計118
5.4.1 彙編語言及其程式設計中的有關概念118
5.4.2 教學計算機的彙編程式設計舉例120
本章內容小結和學習方法建議125
習題與思考題126
第6章 控制器128
6.1 控制器的功能與組成概述128
6.2 硬連線控制器129
6.2.1 硬連線控制器的組成和運行原理簡介130
6.2.2 MIPS32計算機的控制器簡介131
6.2.3 TEC-2000和TH-FPGA計算機控制器概述136
6.2.4 簡化TEC-2000的CPU系統的設計146
6.3 微程式控制器部件157
6.3.1 微程式控制器的基本組成和運行原理157
6.3.2 微程式設計中的下地址形成邏輯和微程式設計160
本章內容小結和學習方法建議163
習題與思考題164
第7章 多級結構存儲器系統和主存儲器168
7.1 存儲器系統概述168
7.1.1 存儲器分類168
7.1.2 存儲器系統目標169
7.1.3 多級結構存儲器系統171
7.2 主存儲器172
7.2.1 主存儲器概述172
7.2.2 動態存儲器的存儲原理174
7.2.3 靜態存儲器的存儲原理175
7.2.4 存儲器容量擴展176
7.3 教學計算機的主存儲器實例178
7.4 提高主存儲器性能的途徑181
本章內容小結和學習方法建議183
習題與思考題183
第8章 高速緩衝存儲器和虛擬存儲器185
8.1 高速緩衝存儲器185
8.1.1 Cache的運行原理185
8.1.2 Cache的3種映像方式187
8.1.3 Cache實用中的問題189
8.2 虛擬存儲器部件192
8.2.1 虛擬存儲器的概念介紹192
8.2.2 段式存儲管理192
8.2.3 頁式存儲管理193
本章內容小結和學習方法建議195
習題與思考題195
第9章 外部存儲器設備198
9.1 外存設備概述198
9.1.1 主要技術指標198
9.1.2 磁記錄原理與記錄方式199
9.2 磁碟設備201
9.2.1 磁記錄介質201
9.2.2 磁碟驅動器202
9.2.3 磁碟控制器203
9.3 磁碟陣列204
9.4 光碟設備207
9.4.1 唯讀光碟207
9.4.2 可刻光碟208
9.4.3 可擦寫光碟210
9.4.4 DVD210
9.4.5 Blu-Ray211
本章內容小結和學習方法建議211
習題與思考題211
第10章 輸入輸出設備212
10.1 輸入輸出設備概述212
10.2 常用的輸入設備213
10.3 常用的輸出設備215
10.3.1 點陣式輸出設備基本原理215
10.3.2 顯示器的組成和運行原理216
10.3.3 印表機的組成和運行原理220
10.3.4 計算機終端223
本章內容小結和學習方法建議224
習題與思考題224
第11章 輸入輸出系統225
11.1 計算機輸入輸出系統概述225
11.2 計算機匯流排226
11.2.1 匯流排概述226
11.2.2 匯流排結構228
11.2.3 匯流排寬度229
11.2.4 匯流排時鐘230
11.2.5 匯流排仲裁232
11.2.6 匯流排舉例234
11.3 輸入輸出接口240
11.3.1 輸入輸出接口的功能240
11.3.2 通用可程式接口組成240
11.3.3 輸入輸出接口舉例241
11.4 輸入輸出方式244
11.4.1 程式直接控制方式244
11.4.2 程式中斷傳送方式244
11.4.3 直接存儲器訪問方式247
11.4.4 I/O通道控制方式249
11.4.5 外圍處理機方式249
本章內容小結和學習方法建議249
習題與思考題250
第12章 流水線技術252
12.1 流水線的基本概念252
12.1.1 流水線的概念252
12.1.2 流水線的表示方法254
12.1.3 流水線的特點255
12.1.4 流水線的分類方法256
12.2 流水線的性能指標259
12.2.1 流水線的吞吐率259
12.2.2 流水線的加速比262
12.2.3 流水線的效率262
12.2.4 流水線的最佳段數263
12.3 DLX指令集與DLX流水線263
12.3.1 DLX指令集結構介紹263
12.3.2 DLX的一種簡單實現268
12.3.3 DLX流水線的實現原理270
12.4 流水線中的相關問題273
12.4.1 結構相關273
12.4.2 數據相關275
12.4.3 控制相關281
12.5 指令級並行技術285
12.5.1 基本概念285
12.5.2 多指令發射技術286
本章內容小結和學習方法建議289
習題與思考題289
第13章 並行計算機體系結構291
13.1 並行計算機體系結構概述291
13.1.1 計算機體系結構的發展291
13.1.2 計算機體系結構的分類292
13.1.3 並行計算機體系結構分類294
13.2 並行計算機系統的設計問題295
13.2.1 並行計算機系統的網際網路295
13.2.2 並行計算機系統的性能問題300
13.2.3 並行計算機系統的軟體問題302
13.3 SIMD計算機簡介303
13.3.1 陣列處理機303
13.3.2 向量處理機304
13.4 共享記憶體的多處理機系統306
13.4.1 一致性記憶體訪問的UMA多處理機系統307
13.4.2 非一致性記憶體訪問的NUMA多處理機系統312
13.4.3 基於Cache記憶體訪問的COMA多處理機系統314
13.5 基於訊息傳遞的多計算機系統314
13.5.1 大規模並行處理機316
13.5.2 工作站集群316
本章內容小結和學習方法建議317
習題與思考題318
主要參考書319
