計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（第2版）

第1章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論
1.1 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況
1.1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生
1.2 國(guó)外計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)介
1.1.3 中國(guó)計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)介
1.1.4 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
1.2 計(jì)算機(jī)的分類、特點(diǎn)和技術(shù)指標(biāo)
1.2.1 計(jì)算機(jī)的分類
1.2.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)
1.2.3 計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)
1.3 計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)思想
1.3.1 馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想
1.3.2 計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
1.4 計(jì)算機(jī)的軟件與計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程
1.4.1 軟件的發(fā)展演變
1.4.2 計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程
1.5 計(jì)算機(jī)軟件與硬件的邏輯等價(jià)性
1.6 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念
1.6.1 計(jì)算機(jī)的層次結(jié)構(gòu)
1.6.2 計(jì)算機(jī)組成與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念
1.6.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中并行性的發(fā)展
1.7 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用
習(xí)題
第2章 數(shù)據(jù)的表示方法和數(shù)據(jù)校驗(yàn)
2.1 數(shù)據(jù)的表示方法及其轉(zhuǎn)換
2.1.1 數(shù)制
2.1.2 計(jì)算機(jī)為什么采用二進(jìn)制
2.1.3 不同數(shù)制問(wèn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
2.1.4 數(shù)據(jù)符號(hào)的表示
2.1.5 十進(jìn)制數(shù)的編碼與運(yùn)算
2.2 無(wú)符號(hào)數(shù)和有符號(hào)數(shù)
2.2.1 無(wú)符號(hào)數(shù)
2.2.2 有符號(hào)數(shù)及其編碼
2.3 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)
2.3.1 數(shù)的定點(diǎn)表示
2.3.2 數(shù)的浮點(diǎn)表示
2.3.3 IEEE754標(biāo)準(zhǔn)
2.4 非數(shù)值數(shù)據(jù)的表示方法
2.4.1 邏輯數(shù)據(jù)
2.4.2 字符的表示方法
2.4.3 漢字的表示方法
2.4.4 其他信息的表示
2.5 數(shù)據(jù)校驗(yàn)
2.5.1 奇偶校驗(yàn)
2.5.2 海明碼校驗(yàn)
2.5.3 循環(huán)冗余校驗(yàn)
習(xí)題二
第3章 運(yùn)算方法及運(yùn)算部件
3.1 二進(jìn)制串行加法器和十進(jìn)制加法器
3.2 定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算
3.2.1 定點(diǎn)補(bǔ)碼加、減運(yùn)算
3.2.2 加、減運(yùn)算的溢出處理
3.3 定點(diǎn)數(shù)乘法運(yùn)算
3.3.1 定點(diǎn)數(shù)的位移運(yùn)算
3.3.2 原碼一位乘法和兩位乘法
3.3.3 補(bǔ)碼一位乘法和兩位乘法
3.3.4 陣列乘法器
3.4 定點(diǎn)數(shù)除法運(yùn)算
3.4.1 原碼一位除法
3.4.2 原碼加減交替除法
3.4.3 補(bǔ)碼一位除法
3.4.4 陣列除法器
3.5 定點(diǎn)運(yùn)算器的組成與結(jié)構(gòu)
3.5.1 二進(jìn)制并行加法器
3.5.2 多功能算術(shù)邏輯單元SN74181
3.5.3 雙極型位片式運(yùn)算器AM29c101
3.5.4 定點(diǎn)運(yùn)算器的基本結(jié)構(gòu)
3.6 浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算方法與浮點(diǎn)運(yùn)算器
3.6.1 浮點(diǎn)數(shù)的加、減運(yùn)算
3.6.2 浮點(diǎn)數(shù)的乘、除法運(yùn)算
3.6.3 浮點(diǎn)運(yùn)算器的組成
習(xí)題三
第4章 主存儲(chǔ)器與Cache
4.1 存儲(chǔ)器系統(tǒng)概述
4.1.1 存儲(chǔ)器系統(tǒng)的Cache-主存層次結(jié)構(gòu)
4.1.2 存儲(chǔ)器分類
4.1.3 主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)
4.2 半導(dǎo)體讀／寫存儲(chǔ)器
4.2.1 靜態(tài)隨機(jī)讀／寫存儲(chǔ)器（SRAM）
4.2.2 動(dòng)態(tài)隨機(jī)讀／寫存儲(chǔ)器（DRAM）
4.2.3 存儲(chǔ)器芯片的讀／寫時(shí)序
4.2.4 DRAM的刷新
4.3 半導(dǎo)體只讀存儲(chǔ)器和閃速存儲(chǔ)器
4.3.1 固定掩膜只讀存儲(chǔ)器（ROM）
4.3.2 一次編程只讀存儲(chǔ)器（PROM）
4.3.3 可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器（EPROM）
4.3.4 閃速存儲(chǔ)器
4.4 主存儲(chǔ)器的組成與設(shè)計(jì)
4.4.1 主存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的分配
4.4.2 主存儲(chǔ)器與CPU的連接
4.4.3 主存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)
4.5 并行讀／寫存儲(chǔ)器
4.5.1 雙端口存儲(chǔ)器
4.5.2 單體多字存儲(chǔ)器
4.5.3 多體交叉存儲(chǔ)器
4.6 相聯(lián)存儲(chǔ)器
4.6.1 相聯(lián)存儲(chǔ)器的基本原理
4.6.2 相聯(lián)存儲(chǔ)器的基本組成
4.7 高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）
4.7.1 Cache的功能
4.7.2 cache的基本原理及結(jié)構(gòu)
4.7.3 Cache的讀／寫操作和命中率
4.7.4 地址映像
4.7.5 替換算法
4.7.6 Pentium Ⅱ的Cache組織
習(xí)題四
第5章 指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1 指令系統(tǒng)的作用和性能要求
5.1.1 指令系統(tǒng)的作用
5.1.2 對(duì)指令系統(tǒng)的性能要求
5.2 機(jī)器指令的設(shè)計(jì)要素
5.2.1 機(jī)器指令的組成要素
5.2.2 指令的表示和類型
5.2.3 指令集應(yīng)考慮的各種因素
5.3 指令的基本格式
5.3.1 指令的一般格式
5.3.2 操作碼的編碼技術(shù)
5.3.3 地址碼的安排
5.3.4 指令的字長(zhǎng)
5.4 操作類型和操作數(shù)類型
5.4.1 操作類型
5.4.2 操作數(shù)類型
5.5 指令尋址方式和操作數(shù)尋址方式
5.5.1 指令尋址方式（包括順序?qū)ぶ?、跳躍尋址）
5.5.2 操作數(shù)尋址方式
5.6 CISC和RISC的指令系統(tǒng)
5.6.1 復(fù)雜指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)CISC
5.6.2 精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)計(jì)算機(jī)RISC
5.6.3 RISC和CISC的比較
習(xí)題五
第6章 中央處理器與設(shè)計(jì)
6.1 CPU的基本功能與結(jié)構(gòu)
6.1.1 CPU的基本功能
6.1.2 CPU的基本結(jié)構(gòu)
6.1.3 算術(shù)／邏輯運(yùn)算器的功能
6.1.4 控制器的結(jié)構(gòu)及功能
6.1.5 寄存器與總線接口
6.2 時(shí)序與控制
6.2.1 指令周期
6.2.2 時(shí)序信號(hào)發(fā)生器
6.2.3 控制方式
6.3 硬布線控制器的組成與設(shè)計(jì)
6.3.1 基本概念
6.3.2 硬布線控制器的基本原理
6.3.3 硬布線控制器的設(shè)計(jì)步驟
6.3.4 硬布線控制器設(shè)計(jì)舉例
6.3.5 陣列邏輯控制器
6.3.6 指令執(zhí)行過(guò)程舉例
6.4 微程序控制器結(jié)構(gòu)原理
6.4.1 微程序控制的基本概念
6.4.2 微程序控制器的基本結(jié)構(gòu)
6.4.3 微程序控制的基本原理
6.4.4 微程序控制器和硬布線控制器的比較
6.5 微程序設(shè)計(jì)技術(shù)
6.5.1 微指令的編碼方式
6.5.2 微地址的形成方法
6.5.3 微指令的格式
6.S.4 微程序設(shè)計(jì)舉例
6.6 流水線式CPU
6.6.1 并行處理技術(shù)
6.6.2 流水線式CPU的結(jié)構(gòu)
6.6.3 流水線中的主要問(wèn)題及解決方法
6.7 CPU舉例
6.7.1 早期Intel系列CPU簡(jiǎn)介
6.7.2 早期Pentium系列CPU
6.7.3 RISC處理器
6.8 多核處理器
6.8.1 為什么要發(fā)展多核處理器
6.8.2 多核處理器的技術(shù)關(guān)鍵
習(xí)題六
第7章 輔存與虛擬存儲(chǔ)器系統(tǒng)
7.1 存儲(chǔ)器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
7.1.1 局部性原理
7.1.2 多級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)
7.1.3 主存-輔存層次結(jié)構(gòu)
7.1.4 三級(jí)存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)
7.2 輔助存儲(chǔ)器
7.2.1 磁表面記錄原理及記錄方式
7.2.2 磁盤存儲(chǔ)器
7.2.3 磁帶存儲(chǔ)器
7.2.4 光盤存儲(chǔ)器
7.3 微型可移動(dòng)U盤和SSD固態(tài)硬盤
7.3.1 微型司移動(dòng)U盤
7.3.2 SSD固態(tài)硬盤
7.4 虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)
7.4.1 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念
7.4.2 虛擬存儲(chǔ)器的管理方式
7.4.3 虛擬存儲(chǔ)器的工作過(guò)程
習(xí)題七
第8章 系統(tǒng)總線及其互連結(jié)構(gòu)
8.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互連結(jié)構(gòu)
8.2 總線的基本概念
8.2.1 總線的作用及分類
8.2.2 總線的特性與標(biāo)準(zhǔn)
8.2.3 總線的連接方式
8.2.4 總線的數(shù)據(jù)傳送方式
8.3 總線仲裁和協(xié)議
8.3.1 總線仲裁
8.3.2 總線協(xié)議
8.4 PCI總線
8.4.1 PCI總線的特點(diǎn)
8.4.2 PCI總線信號(hào)定義
8.4.3 PCI總線周期類型和操作
8.4.4 PCI總線仲裁器
8.5 外部通信總線
8.5.1 RS-232C串行通信總線
8.5.2 通用串行總線USB
8。6總線設(shè)計(jì)要素
習(xí)題八
第9章 輸入／輸出組成與設(shè)計(jì)
9.1 輸入／輸出系統(tǒng)概述
9.1.1 I／O接口的基本功能
9.1.2 I／O接口的基本組成
9.1.3 I／O設(shè)備的編址方式
9.1.4 I／O接口的類型
9.2 程序直接控制方式
9.2.1 無(wú)條件傳送方式
9.2.2 程序查詢方式
9.2.3 程序查詢方式的接口
9.3 程序中斷方式
9.3.1 中斷的基本概念及分類
9.3.2 中斷的請(qǐng)求和中斷屏蔽
9.3.3 中斷響應(yīng)和中斷處理
9.3.4 中斷判優(yōu)和多重中斷
9.3.5 程序中斷設(shè)備接口和工作原理
9.4 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)（DMA）方式
9.4.1 DMA方式的基本概念
9.4.2 DMA控制器組成
9.4.3 DMA傳送過(guò)程
9.4.4 DMA傳輸方式
9.4.5 DMA控制器與系統(tǒng)的連接方式
9.5 通道控制方式和輸入／輸出處理機(jī)
9.5.1 I／O通道的基本概念
9.5.2 I／O通道的基本功能
9.5.3 I／O通道的類型
9.5.4 通道型I／O處理機(jī)（IOP）和外圍處理機(jī)
9.6 輸入／輸出（I／O）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
習(xí)題九
第10章 輸入／輸出（I／O）設(shè)備
10.1 概述
10.1.1 I／O設(shè)備的基本功能
10.1.2 I／O設(shè)備的特點(diǎn)
10.1.3 I／O設(shè)備的分類
10.1.4 I／O設(shè)備與主機(jī)的連接
10.2 輸入設(shè)備
10.2.1 鍵盤
10.2.2 鼠標(biāo)器
10.2.3 觸摸屏
10.2.4 語(yǔ)音與文字輸入系統(tǒng)
10.2.5 數(shù)碼相機(jī)
10.2.6 數(shù)碼攝像機(jī)
10.3 輸出設(shè)備
10.3.1 CRT顯示器
10.3.2 液晶顯示器
10.3.3 等離子顯示技術(shù)
10.3.4 打印設(shè)備
習(xí)題十
第11章 流水技術(shù)與流水處理機(jī)
11.1 指令重疊與先行控制
11.1.1 重疊方式
11.1.2 先行控制技術(shù)
11.2 流水線的時(shí)空?qǐng)D與流水線的分類
11.2.1 流水線的時(shí)空?qǐng)D
11.2.2 流水線分類
11.2.3 流水技術(shù)的特點(diǎn)
11.3 流水線的性能
11.3.1 吞吐率（throughput rate）
11.3.2 加速比（speedup ratio）
11.3.3 效率（efficiency）
11.3.4 舉例
11.4 流水線的相關(guān)處理和控制機(jī)構(gòu)
11.4.1 局部相關(guān)及處理方法
11.4.2 全局性相關(guān)及其處理
11.4.3 流水機(jī)器的中斷處理
11.4.4 非線性流水線調(diào)度
11.5 向量流水處理與向量流水處理機(jī)
11.5.1 向量的流水處理
11.5.2 向量流水處理機(jī)
11.6 指令級(jí)高度并行的超級(jí)處理機(jī)
11.6.1 超標(biāo)量處理機(jī)
11.6.z超長(zhǎng)指令字（VLIW）處理機(jī)
11.6.3 超流水線處理機(jī)
習(xí)題十
第12章 并行處理機(jī)與多處理機(jī)
12.1 并行處理機(jī)
12.1.1 并行處理機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
12.1.2 并行處理機(jī)的特點(diǎn)
12.1.3 并行處理機(jī)的算法
12.2 并行處理機(jī)的互連網(wǎng)絡(luò)與存儲(chǔ)分配
12.2.1 并行處理機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)
12.2.2 基本的單級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)
12.2.3 多級(jí)互連網(wǎng)絡(luò)
12.2.4 并行處理機(jī)的質(zhì)數(shù)存儲(chǔ)系統(tǒng)
12.3 多處理機(jī)系統(tǒng)
12.3.1 多處理機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)和分類
12.3.2 多處理機(jī)Cache一致性問(wèn)題及其解決方法
12.4 多處理機(jī)的并行算法
12.4.1 并行程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)
12.4.2 并行程序設(shè)計(jì)模型
12.4.3 并行程序設(shè)計(jì)算法
12.5 多處理機(jī)的操作系統(tǒng)
12.5.1 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的復(fù)雜性和特點(diǎn)
12.5.2 多處理機(jī)操作系統(tǒng)的類型
12.6 多處理機(jī)實(shí)例與機(jī)群系統(tǒng)及計(jì)算模型簡(jiǎn)介
習(xí)題十二
參考文獻(xiàn)