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目次
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《計算機組成原理/21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術》闡述了計算機系統的組成原理和實現。全書分10章，第1～3章介紹了計算機組成的基本概念及相關基礎；第4～9章介紹了計算機組成的各部件的原理及其實現；第10章介紹了計算機體系的一個重要發展方向，即并行計算機體系結構。
《計算機組成原理/21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術》結構優化，內容精練，重點突出，并配有習題、實踐項目和電子教案。
《計算機組成原理/21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術》可作為大專院校理工科學生“計算機組成原理”課程的教材，也可供從事計算機領域相關工作的工程技術人員參考。
《計算機組成原理/21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術》結構優化，內容精練，重點突出，并配有習題、實踐項目和電子教案。
《計算機組成原理/21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術》可作為大專院校理工科學生“計算機組成原理”課程的教材，也可供從事計算機領域相關工作的工程技術人員參考。
名人/編輯推薦
《21世紀高等學校規劃教材·計算機科學與技術:計算機組成原理》可作為大專院校理工科學生“汁算機組成原理”課程的教材，也可供從事計算機領域相關工作的工程技術人員參考。
目次
第1章 計算機系統概述
1.1 計算機的發展簡史
1.1.1 第一代計算機——電子管電子計算機
1.1.2 第二代計算機一一一晶體管電子計算機
1.1.3 第三代計算機——集成電路計算機
1.1.4 第四代計算機——超大規模集成電路計算機
1.1.5 第五代計算機——普適計算機
1.2 計算機的分類
1.3 計算機系統簡介
1.3.1 計算機系統的層次結構
1.3.2 軟件與硬件的等價性原理
1.3.3 計算機體系結構和計算機組成
1.4 計算機的基本組成
1.4.1 馮·諾伊曼體系和哈佛體系計算機
1.4.2 計算機的硬件框圖
1.5 計算機性能的評價
1.5.1 性能評價的時間因素
1.5.2 性能評價程序的選擇
1.6 計算機系統設計的準則
1.7 本書結構
習題
第2章 運算基礎
2.1 數制和數制轉換
2.1.1 數制
2.1.2 數制轉換
2.2 數據的編碼和表示
2.2.1 無符號數
2.2.2 有符號數
2.2.3 浮點數表示
2.2.4 二進制信息編碼
2.3 定點數的運算
2.3.1 移位運算
2.3.2 加減法運算
2.3.3 乘法運算
2.3.4 除法運算
2.4 浮點數的運算
2.4.1 浮點數的加減法運算
2.4.2 浮點數的乘除法運算
2.4.3 保證位
2.5 檢錯碼和糾錯碼
2.5.1 檢錯和糾錯的理論基礎
2.5.2 奇偶校驗
2.5.3 CRC校驗
2.5.4 海明碼
小結
習題
第3章 數字電路和邏輯電路基礎
3.1 布爾代數
3.2 邏輯函數的化簡
3.2.1 代數化簡法
3.2.2 卡諾圖化簡法
3.3 組合邏輯電路
3.3.1 加法器
3.3.2 譯碼器
3.3.3 算術邏輯單元
3.3.4 數據選擇器
3.4 時序邏輯電路
3.4.1 觸發器
3.4.2 寄存器和移位寄存器
3.4.3 計數器
3.5 陣列邏輯電路
3.5.1 只讀存儲器
3.5.2 隨機存取存儲器
3.5.3 可編程邏輯器件
3.6 VHDL硬件描述語言
3.6.1 VHDL語法
3.6.2 數據類型、運算操作符
3.6.3 VHDL實例
3.6.4 VHDL工具介紹
小結
習題
第4章系統總線
4.1系統總線概述
4.1.1總線的分類
4.1.2總線的特性和性能指標
4.2總線的通信方式
4.2.1同步通信方式
4.2.2異步通信方式
4.3總線仲裁
4.3.1集中式仲裁方式
4.3.2分布式仲裁方式
4.4總線結構
4.4.1單總線結構
4.4.2雙獨立總線
4.4.3多總線結構
4.5常用高速總線標準
4.5.1 PCI總線
4.5.2 AGP總線
4.5.3 PCI Express
小結
習題
第5章存儲器
5.1概述
5.1.1存儲器分類
5.1.2存儲器的層次結構
5.2主存儲器
5.2.1主存儲器的基本結構
5.2.2主存的技術指標
5.2.3半導體存儲器接151的基本技術
5.2.4 DRAM的刷新
5.2.5多體交叉存儲技術
5.2.6高級DRAM技術
5.3輔助存儲器
5.3.1輔助存儲器的種類與技術指標
5.3.2硬磁盤存儲器
5.3.3固態硬盤
5.3.4磁盤陣列存儲器
5.3.5光盤存儲器
5.3.6磁帶存儲器
5.4 Cache
5.4.1 Cache的工作原理
5.4.2地址映射
5.4.3替換策略
5.4.4 Cache寫策略
5.4.5 Cache的性能分析
5.4.6改進Cache性能的措施
5.4.7 Cache綜合舉例
5.5虛擬存儲器
5.5.1虛擬存儲器的基本原理
5.5.2虛擬存儲器的管理
5.5.3快表TLB
5.5.4 Pentium處理機的虛擬存儲器技術
小結
習題
第6章輸入輸出系統
6.1 I/O概述
6.1.1 I/O接口的功能及組成
6.1.2 I/O接口與I/O端口
6.1.3 I/O端口的編址方式
6.2程序查詢方式
6.2.1程序查詢的基本思想
6.2.2程序查詢方式的工作流程
6.3程序中斷方式
6.3.1中斷的基本概念
6.3.2中斷處理流程
6.3.3中斷向量
6.3.4中斷判優邏輯
6.3.5中斷的嵌套
6.4 DMA方式
6.4.1 DMA的工作方式
6.4.2 DMA接口組成
6.4.3 DMA的工作過程
6.5 I/O通道和I/O處理機
6.5.1 I/O通道的種類和功能
6.5.2通道型I/O處理機和外圍處理機
6.6 I/O接口標準
6.6.1 IDE和SATA
6.6.2 USB和FireWire
……
第7章 CPU的結構與功能
第8章 指令系統
第9章 控制器
第10章 并行計算機系統結構
附錄A 使用硬布線方法設計CPU
附錄B 常用的計算機組成原理仿真軟件
參考文獻
1.1 計算機的發展簡史
1.1.1 第一代計算機——電子管電子計算機
1.1.2 第二代計算機一一一晶體管電子計算機
1.1.3 第三代計算機——集成電路計算機
1.1.4 第四代計算機——超大規模集成電路計算機
1.1.5 第五代計算機——普適計算機
1.2 計算機的分類
1.3 計算機系統簡介
1.3.1 計算機系統的層次結構
1.3.2 軟件與硬件的等價性原理
1.3.3 計算機體系結構和計算機組成
1.4 計算機的基本組成
1.4.1 馮·諾伊曼體系和哈佛體系計算機
1.4.2 計算機的硬件框圖
1.5 計算機性能的評價
1.5.1 性能評價的時間因素
1.5.2 性能評價程序的選擇
1.6 計算機系統設計的準則
1.7 本書結構
習題
第2章 運算基礎
2.1 數制和數制轉換
2.1.1 數制
2.1.2 數制轉換
2.2 數據的編碼和表示
2.2.1 無符號數
2.2.2 有符號數
2.2.3 浮點數表示
2.2.4 二進制信息編碼
2.3 定點數的運算
2.3.1 移位運算
2.3.2 加減法運算
2.3.3 乘法運算
2.3.4 除法運算
2.4 浮點數的運算
2.4.1 浮點數的加減法運算
2.4.2 浮點數的乘除法運算
2.4.3 保證位
2.5 檢錯碼和糾錯碼
2.5.1 檢錯和糾錯的理論基礎
2.5.2 奇偶校驗
2.5.3 CRC校驗
2.5.4 海明碼
小結
習題
第3章 數字電路和邏輯電路基礎
3.1 布爾代數
3.2 邏輯函數的化簡
3.2.1 代數化簡法
3.2.2 卡諾圖化簡法
3.3 組合邏輯電路
3.3.1 加法器
3.3.2 譯碼器
3.3.3 算術邏輯單元
3.3.4 數據選擇器
3.4 時序邏輯電路
3.4.1 觸發器
3.4.2 寄存器和移位寄存器
3.4.3 計數器
3.5 陣列邏輯電路
3.5.1 只讀存儲器
3.5.2 隨機存取存儲器
3.5.3 可編程邏輯器件
3.6 VHDL硬件描述語言
3.6.1 VHDL語法
3.6.2 數據類型、運算操作符
3.6.3 VHDL實例
3.6.4 VHDL工具介紹
小結
習題
第4章系統總線
4.1系統總線概述
4.1.1總線的分類
4.1.2總線的特性和性能指標
4.2總線的通信方式
4.2.1同步通信方式
4.2.2異步通信方式
4.3總線仲裁
4.3.1集中式仲裁方式
4.3.2分布式仲裁方式
4.4總線結構
4.4.1單總線結構
4.4.2雙獨立總線
4.4.3多總線結構
4.5常用高速總線標準
4.5.1 PCI總線
4.5.2 AGP總線
4.5.3 PCI Express
小結
習題
第5章存儲器
5.1概述
5.1.1存儲器分類
5.1.2存儲器的層次結構
5.2主存儲器
5.2.1主存儲器的基本結構
5.2.2主存的技術指標
5.2.3半導體存儲器接151的基本技術
5.2.4 DRAM的刷新
5.2.5多體交叉存儲技術
5.2.6高級DRAM技術
5.3輔助存儲器
5.3.1輔助存儲器的種類與技術指標
5.3.2硬磁盤存儲器
5.3.3固態硬盤
5.3.4磁盤陣列存儲器
5.3.5光盤存儲器
5.3.6磁帶存儲器
5.4 Cache
5.4.1 Cache的工作原理
5.4.2地址映射
5.4.3替換策略
5.4.4 Cache寫策略
5.4.5 Cache的性能分析
5.4.6改進Cache性能的措施
5.4.7 Cache綜合舉例
5.5虛擬存儲器
5.5.1虛擬存儲器的基本原理
5.5.2虛擬存儲器的管理
5.5.3快表TLB
5.5.4 Pentium處理機的虛擬存儲器技術
小結
習題
第6章輸入輸出系統
6.1 I/O概述
6.1.1 I/O接口的功能及組成
6.1.2 I/O接口與I/O端口
6.1.3 I/O端口的編址方式
6.2程序查詢方式
6.2.1程序查詢的基本思想
6.2.2程序查詢方式的工作流程
6.3程序中斷方式
6.3.1中斷的基本概念
6.3.2中斷處理流程
6.3.3中斷向量
6.3.4中斷判優邏輯
6.3.5中斷的嵌套
6.4 DMA方式
6.4.1 DMA的工作方式
6.4.2 DMA接口組成
6.4.3 DMA的工作過程
6.5 I/O通道和I/O處理機
6.5.1 I/O通道的種類和功能
6.5.2通道型I/O處理機和外圍處理機
6.6 I/O接口標準
6.6.1 IDE和SATA
6.6.2 USB和FireWire
……
第7章 CPU的結構與功能
第8章 指令系統
第9章 控制器
第10章 并行計算機系統結構
附錄A 使用硬布線方法設計CPU
附錄B 常用的計算機組成原理仿真軟件
參考文獻
書摘/試閱
1.CD—ROM光盤
CD—ROM即只讀型光盤，又稱固定型光盤。它由生產廠家預先寫入數據和程序，使用時用戶只能讀出，不能修改或寫入新內容。CD—ROM光盤上有一條從內向外連續的螺旋形路徑，稱為光道。數據和程序都是以刻痕的形式保存在由凹痕和平坦表面相互交替而組成的光道上。當一束激光照射在盤面上，根據盤面上不同表面的不同反射率來讀出程序和數據。一片CD—ROM盤上，存儲容量可達到600MB。程序和數據文件是按內螺旋線的規律順序存放在盤上的，比起磁盤的同心圓式的存放方式，光盤能獲得更大的存儲容量。但是，光驅在讀取光道上的信息時，只能以恒定的線速度進行，不能像磁盤驅動器那樣以恒定的角速度來讀取文件的每個扇區，這使得光驅控制邏輯更為復雜，讀出速度較慢。
2.CD—R光盤
CD—R光盤采用WORM（Write—Only—Read—More）標準，光盤可由用戶寫入信息，寫入后可以多次讀出；但只能寫入一次，所以稱為只寫一次型光盤。CD—R光盤的寫入是利用聚焦成1μm左右的激光束的熱能，使記錄介質表面的形狀發生永久性變化而完成的，所以之后不能抹除和改寫。CD—R的盤片有金碟、綠碟、藍碟三種，它們主要因為記錄層和反射層采用的材料不同而呈現出不同的顏色。
3.CD—RW光盤
這種光盤是可以寫入、擦除和重寫的可逆性記錄系統。這種光盤類似于磁盤，可重復讀寫。CD—RW光盤是利用激光照射引起記錄介質的可逆性物理變化來進行讀寫的，光盤上有一個能夠變換相位的可刻錄層，所以CD—RW光盤又稱為相變光盤。相變光盤的寫入是利用激光照射記錄介質，產生記錄介質的晶態和非晶態之間的相互轉換。因為不同的狀態對于入射光的發射（或折射）的強度是不一致的，所以就能存儲二進制信息。
4.DVD—ROM光盤
DVD代表通用數字光盤，簡稱高容量CD。事實上，任何DVD—ROM光驅都是CD—ROM光驅，即這類光驅既能讀取CD光盤，也能讀取DVD光盤。DVD除了密度較高以外，其他技術與CD—ROM完全相同。
DVD采用與CD類似的技術，兩種盤具有同樣的尺寸。CD—ROM最多可以容納737MB數據，而DVD的單面盤就可以存儲4.7GB（單層）到8.5GB（雙層）容量的數據。DVD每面可以有兩層用來刻錄數據，每一層單獨壓制，然后結合到一起最終形成1.2mm厚的光盤。與CD一樣，DVD每一層都是以單一的螺旋形路徑的形式印制，從光盤的最里端開始向外環繞。螺旋形路徑上包含與CD中相同的凹痕和平地。每一層都覆蓋一層反射激光的金屬膜；外層的金屬膜較薄，以便激光穿過它讀取里層的數據。
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