計算機組成（原書第5版）

第1章 計算機的基本結構
1. 1 計算機的類型
1. 2 功能部件
1. 2. 1 輸入設備
1. 2. 2 存儲器
1. 2. 3 運算器
1. 2. 4 輸出設備
1. 2. 5 控制器
1. 3 基本操作概念
1. 4 總線結構
1. 5 軟件
1. 6 性能
1. 6. 1 處理器時鐘
1. 6. 2 基本性能公式
1. 6. 3 流水線和超標量操作
1. 6. 4 時鐘頻率
1. 6. 5 指令集：CISC和RISC
1. 6. 6 編譯器
1. 6. 7 性能測量
1. 7 多處理器和多計算機
1. 8 發(fā)展歷程
1. 8. 1 第一代計算機
1. 8. 2 第二代計算機
1. 8. 3 第三代計算機
1. 8. 4 第四代計算機
1. 8. 5 后第四代計算機
1. 8. 6 性能的發(fā)展
1. 9 結束語
習題
參考文獻
第2章 機器指令和程序
2. 1 數(shù). 算術運算以及字符
2. 1. 1 數(shù)的表示
2. 1. 2 正數(shù)的加法
2. 1. 3 有符號數(shù)的加法和減法
2. 1. 4 整數(shù)算術運算中的溢出
2. 1. 5 字符
2. 2 內(nèi)存單元和尋址
2. 2. 1 按字節(jié)尋址能力
2. 2. 2 big-endian和little-endian分配
2. 2. 3 字的對齊
2. 2. 4 訪問數(shù). 字符和字符串
2. 3 存儲器操作
2. 4 指令和指令序列
2. 4. 1 寄存器傳送標記
2. 4. 2 匯編語言符號
2. 4. 3 基本指令類型
2. 4. 4 指令執(zhí)行和線性序列
2. 4. 5 轉(zhuǎn)移
2. 4. 6 條件碼
2. 4. 7 生成存儲器地址
2. 5 尋址方式
2. 5. 1 變量和常數(shù)的實現(xiàn)
2. 5. 2 間接和指針
2. 5. 3 變址和數(shù)組
2. 5. 4 相對尋址
2. 5. 5 附加方式
2. 6 匯編語言
2. 6. 1 匯編指示
2. 6. 2 程序的匯編和執(zhí)行
2. 6. 3 數(shù)的表示
2. 7 基本輸入／輸出操作
2. 8 堆棧和隊列
2. 9 子程序
2. 9. 1 子程序嵌套及處理器堆棧
2. 9. 2 參數(shù)傳遞
2. 9. 3 堆棧的結構
2. 10 附加的指令
2. 10. 1 邏輯指令
2. 10. 2 移位和循環(huán)移位指令
2. 10. 3 乘法和除法
2. 11 實例程序
2. 11. 1 向量點積程序
2. 11. 2 字節(jié)排序程序
2. 11. 3 鏈表
2. 12 機器指令的編碼
2. 13 結束語
習題
第3章 ARM. Motorola與Intel指令集
部分I ARM實例
3. 1 寄存器. 內(nèi)存訪問及數(shù)據(jù)傳遞
3. 1. 1 寄存器結構
3. 1. 2 內(nèi)存訪問指令和尋址方式
3. 1. 3 寄存器傳送指令
3. 2 算術和邏輯指令
3. 2. 1 算術指令
3. 2. 2 邏輯指令
3. 3 轉(zhuǎn)移指令
3. 3. 1 設置條件碼
3. 3. 2 用于數(shù)值相加的循環(huán)程序
3. 4 匯編語言
3. 5 I/O操作
3. 6 子程序
3. 7 實例程序
3. 7. 1 向量點積程序
3. 7. 2 字節(jié)排序程序
3. 7. 3 鏈表的插入和刪除子程序
部分II 68000實例
3. 8 寄存器與尋址方式
3. 8. 1 68000寄存器結構
3. 8. 2 尋址方式
3. 9 指令
3. 10 匯編語言
3. 11 程序流控制
3. 11. 1 條件碼標志
3. 11. 2 轉(zhuǎn)移指令
3. 12 I／0操作
3. 13 堆棧和子程序
3. 14 邏輯指令
3. 15 實例程序
3. 15. 1 向量點積程序
3. 15. 2 字節(jié)排序程序
3. 15. 3 鏈表的插入和刪除子程序
部分III IA-32 Pentium實例
3. 16 寄存器和尋址方式
3. 16. 1 IA-32寄存器結構
3. 16. 2 IA-32尋址方式
3. 17 IA-32指令
3. 18 IA-32匯編語言
3. 19 程序流控制
3. 19. 1 條件跳轉(zhuǎn)及條件碼標志
3. 19. 2 無條件跳轉(zhuǎn)
3. 20 邏輯和移位/循環(huán)移位指令
3. 20. 1 邏輯操作
3. 20. 2 移位與循環(huán)移位操作
3. 21 I／O操作
3. 21. 1 存儲器映射I／O
3. 21. 2 獨立I／O
3. 21. 3 塊傳送
3. 22 子程序
3. 23 其他指令
3. 23. 1 乘法與除法指令
3. 23. 2 多媒體擴展 MMX 指令
3. 23. 3 向量 SIMD 指令
3. 24 實例程序
3. 24. 1 向量點積程序
3. 24. 2 字節(jié)排序程序
3. 24. 3 鏈表的插入與刪除子程序
3. 25 結束語
習題
參考文獻
第4章 輸入輸出組織結構
4. 1 訪問I／O設備
4. 2 中斷
4. 2. 1 中斷的硬件
4. 2. 2 中斷的允許和禁止
4. 2. 3 處理多臺設備
4. 2. 4 控制設備請求
4. 2. 5 異常
4. 2. 6 在操作系統(tǒng)中使用的中斷
4. 3 處理器舉例
4. 3. 1 ARM中斷結構
4. 3. 2 68000中斷結構
4. 3. 3 Pentium的中斷結構
4. 4 直接存儲器訪問
4. 5 總線
4. 5. 1 同步總線
4. 5. 2 異步總線
4. 5. 3 討論
4. 6 接口電路
4. 6. 1 并行端口
4. 6. 2 串行端口
4. 7 標準I／O接口
4. 7. 1 外圍部件互連 PCI 總線
4. 7. 2 SCSII總線
4. 7. 3 通用串行總線 USB
4. 8 結束語
習題
參考文獻
第5章 存儲器系統(tǒng)
5. 1 基本概念
5. 2 半導體隨機存儲器
5. 2. 1 存儲器芯片的內(nèi)部組織結構
5. 2. 2 靜態(tài)存儲器
5. 2. 3 異步動態(tài)隨機存儲器
5. 2. 4 同步動態(tài)隨機存儲器
5. 2. 5 大容量存儲器的結構
5. 2. 6 存儲器系統(tǒng)因素
5. 2. 7 Rambus存儲器
5. 3 只讀存儲器
5. 3. 1 ROM
5. 3. 2 PROM
5. 3. 3 EPROM
5. 3. 4 EEPROM
5. 3. 5 閃存
5. 4 速度. 容量和成本
5. 5 高速緩存
5. 5. 1 映射功能
5. 5. 2 替換算法
5. 5. 3 映射技術的例子
5. 5. 4 商用處理器中高速緩存的例子
5. 6 性能因素
5. 6. 1 交叉
5. 6. 2 命中率和失效開銷
5. 6. 3 處理器芯片上的高速緩存
5. 6. 4 其他改進
5. 7 虛擬存儲器
5. 8 存儲器管理需求
5. 9 輔助存儲器
5. 9. 1 磁性硬盤
5. 9. 2 光盤
5. 9. 3 磁帶系統(tǒng)
5. 10 結束語
習題
參考文獻
第6章 算術運算
6. 1 有符號數(shù)加減法
6. 2 快速加法器設計
6. 3 正數(shù)乘法
6. 4 有符號操作數(shù)乘法
6. 5 快速乘法
6. 5. 1 乘數(shù)位偶重編碼
6. 5. 2 求和項的進位保留加法
6. 6 整數(shù)除法
6. 7 浮點數(shù)及其操作
6. 7. 1 浮點數(shù)的IEEE標準
6. 7. 2 浮點數(shù)算術運算
6. 7. 3 保護位與截取
6. 7. 4 浮點操作的實現(xiàn)
6. 8 結束語
習題
參考文獻
笫7章 基本處理部件
7. 1 一些基本概念
7. 1. 1 寄存器傳送
7. 1. 2 執(zhí)行算術或邏輯操作
7. 1. 3 從存儲器中取出一個字
7. 1. 4 向存儲器中存儲一個字
7. 2 一條完整指令的執(zhí)行
7. 3 多總線結構
7. 4 硬件控制
7. 5 微程序控制
7. 5. 1 微指令
7. 5. 2 微程序的順序
7. 5. 3 寬轉(zhuǎn)移尋址方式
7. 5. 4 帶有下一地址字段的微指令
7. 5. 5 預取微指令
7. 5. 6 仿真
7. 6 結束語
習題
第8章 流水線
8. 1 基本概念
8. 1. 1 高速緩存的作用
8. 1. 2 流水線性能
8. 2 數(shù)據(jù)阻塞
8. 2. 1 操作數(shù)傳遞
8. 2. 2 用軟件方法處理數(shù)據(jù)阻塞
8. 2. 3 副作用
8. 3 指令阻塞
8. 3. 1 無條件轉(zhuǎn)移
8. 3. 2 條件轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移預測
8. 4 對指令集的影響
8. 4. 1 尋址方式
8. 4. 2 條件碼
8. 5 數(shù)據(jù)通路和控制
8. 6 超標量操作
8. 6. 1 無序執(zhí)行
8. 6. 2 執(zhí)行完成
8. 6. 3 調(diào)度操作
8. 7 UltraSPARCⅡ?qū)嵗?br />8. 7. 1 SPARC體系結構
8. 7. 2 UltraSPARC II
8. 7. 3 流水線結構
8. 8 性能考慮
8. 8. 1 指令阻塞的影響
8. 8. 2 流水線的段數(shù)
8. 9 結束語
習題
參考文獻
第9章 嵌入式系統(tǒng)
9. 1 嵌入式系統(tǒng)的實例
9. 1. 1 微波爐
9. 1. 2 數(shù)碼照相機
9. 1. 3 家用遙測技術
9. 2 嵌入式應用中的處理器芯片
9. 3 一個簡單的微控制器
9. 3. 1 并行I／O端口
9. 3. 2 串行I／O接口
9. 3. 3 計數(shù)器／定時器
9. 3. 4 中斷控制機制
9. 4 程序設計問題
9. 4. 1 輪詢方法
9. 4. 2 中斷方法
9. 5 I/O設備的時序限制
9. 5. 1 通過環(huán)形緩沖區(qū)做傳送的C程序
9. 5. 2 通過環(huán)形緩沖區(qū)做傳送的匯編語言
程序
9. 6 反應計時器實例
9. 6. 1 用于反應計時器的C程序
9. 6. 2 用于反應計時器的匯編語言程序
9. 6. 3 最后評價
9. 7 嵌入式處理器系列
9. 7. 1 基于Intel 8051的微控制器
9. 7. 2 Motorola微控制器
9. 7. 3 ARM微控制器
9. 8 設計問題
9. 9 片上系統(tǒng)
9. 10 結束語
習題
參考文獻
第10章 計算機外圍設備
10. 1 輸入設備
10. 1. 1 鍵盤
10. 1. 2 鼠標
10. 1. 3 跟蹤球. 操作桿和觸摸墊
10. 1. 4 掃描儀
10. 2 輸出設備
10. 2. 1 視頻顯示器
10. 2. 2 平面顯示器
10. 2. 3 打印機
10. 2. 4 圖形加速卡
10. 3 串行通信連接
10. 3. 1 異步傳輸
10. 3. 2 同步傳輸
10. 3. 3 標準通信接口
10. 4 結束語
習題
第11章 處理器系列
11. 1 ARM系列
11. 1. 1 Thumb指令集
11. 1. 2 處理器和CPU內(nèi)核
11. 2 Motorola680X0和ColdFire系列
11. 2. 1 68020處理器
11. 2. 2 68030和68040處理器的改進
11. 2. 3 68060處理器
11. 2. 4 ColdFire系列
11. 3 Intel IA-32系列
11. 3. 1 IA-32存儲器分段
11. 3. 2 16位模式
11. 3. 3 80386和80486處理器
11. 3. 4 Pentium處理器
11. 3. 5 PentiumPro處理器
11. 3. 6 PentiumⅡ和PentiumⅢ處理器
11. 3. 7 Pentium4處理器
11. 3. 8 AMD公司的IA-32處理器
11. 4 PowerPC系列
11. 4. 1 寄存器集
11. 4. 2 存儲器尋址方式
11. 4. 3 指令
11. 4. 4 PowerPC處理器
11. 5 Sun公司SPARC系列
11. 6 康柏ALPHA系列
11. 6. 1 指令和尋址方式的格式
11. 6. 2 ALPHA21064處理器
11. 6. 3 ALPHA21164處理器
11. 6. 4 ALPHA21264處理器
11. 7 IntelIA-64系列
11. 7. 1 指令包
11. 7. 2 條件執(zhí)行
11. 7. 3 推測性裝入
11. 7. 4 寄存器和寄存器堆棧
11. 7. 5 Itanium處理器
11. 8 堆棧處理器
11. 8. 1 堆棧結構
11. 8. 2 堆棧指令
11. 8. 3 堆棧中的硬件寄存器
11. 9 結束語
習題
參考文獻
第12章 大型計算機系統(tǒng)
12. 1 并行處理的形式
12. 2 陣列處理器
12. 3 通用多處理器結構
12. 4 互連網(wǎng)絡
12. 4. 1 信號總線
12. 4. 2 縱橫 Crossbar 網(wǎng)絡
12. 4. 3 多段網(wǎng)絡
12. 4. 4 超立方體網(wǎng)絡
12. 4. 5 網(wǎng)狀網(wǎng)絡
12. 4. 6 樹狀網(wǎng)絡
12. 4. 7 環(huán)狀網(wǎng)絡
12. 4. 8 實用性因素
12. 4. 9 混合拓撲網(wǎng)絡
12. 4. 10 對稱式多處理器
12. 5 多處理器的存儲器組織結構
12. 6 程序并行性與共享變量
12. 6. 1 共享變量訪問
12. 6. 2 高速緩存一致性
12. 6. 3 加鎖和高速緩存一致性
12. 7 多計算機
12. 7. 1 局域網(wǎng)
12. 7. 2 以太網(wǎng) CSMMCD 總線
12. 7. 3 令牌環(huán)
12. 7. 4 工作站網(wǎng)絡
12. 8 共享存儲器和消息傳遞實例
12. 8. 1 共享存儲器實例
12. 8. 2 消息傳遞實例
12. 9 性能因素
12. 9. 1 Amdahl定律
12. 9. 2 性能指標
12. 10 結束語
習題
參考文獻
附錄A 邏輯電路
附錄B ARM指令集
附錄C Motorola68000指令集
附錄D IntelIA-32指令集
附錄E 字符編碼與數(shù)的轉(zhuǎn)換
索引