現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)（原書第5版）

出版者的話

譯者序

前言

第一部分　計算機(jī)系統(tǒng)概述

第1章　計算機(jī)和系統(tǒng) 3

1.0　引言 3

1.1　起點(diǎn) 6

1.2　計算機(jī)系統(tǒng)的組成 8

1.2.1　硬件組件 9

1.2.2　軟件組件 11

1.2.3　通信組件 12

1.2.4　計算機(jī)系統(tǒng) 12

1.3　虛擬化的概念 14

1.4　協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn) 14

1.5　本書概覽 15

1.6　計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)簡史 16

1.6.1　早期工作 17

1.6.2　計算機(jī)硬件 18

1.6.3　操作系統(tǒng) 20

1.6.4　通信、網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng) 24

小結(jié)與回顧 25

擴(kuò)展閱讀 25

復(fù)習(xí)題 26

習(xí)題 26

第2章　系統(tǒng)概念和系統(tǒng)架構(gòu)簡介 27

2.0　引言 27

2.1　系統(tǒng)的一般概念 27

2.2　IT系統(tǒng)的架構(gòu) 32

2.2.1　分布式處理系統(tǒng) 34

2.2.2　系統(tǒng)架構(gòu)師的作用 42

2.2.3　谷歌：系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)例 42

2.2.4另一個實(shí)例：Facebook的應(yīng)用架構(gòu) 45

小結(jié)與回顧 46

擴(kuò)展閱讀 47

復(fù)習(xí)題 47

習(xí)題 47

第二部分　計算機(jī)中的數(shù)據(jù)

第3章　數(shù)值系統(tǒng) 51

3.0　引言 51

3.1　作為物理表示的數(shù)值 51

3.2　不同進(jìn)制的計數(shù) 52

3.3　不同進(jìn)制下的算術(shù)運(yùn)算 55

3.4　不同進(jìn)制下的數(shù)值轉(zhuǎn)換 57

3.5　十六進(jìn)制數(shù)和算術(shù) 59

3.6　特殊轉(zhuǎn)換情況—相關(guān)的進(jìn)制 60

3.7　小數(shù) 61

3.8　混合數(shù)值轉(zhuǎn)換 65

小結(jié)與回顧 65

擴(kuò)展閱讀 66

復(fù)習(xí)題 66

習(xí)題 67

第4章　數(shù)據(jù)格式 70

4.0　引言 70

4.1　概述 70

4.2　字母字符數(shù)據(jù) 72

4.3　可視數(shù)據(jù) 77

4.3.1　位圖圖像 78

4.3.2　對象圖像 81

4.3.3　將字符表示為圖像 83

4.3.4　視頻圖像 84

4.4　音頻數(shù)據(jù) 85

4.5　數(shù)據(jù)壓縮 87

4.6　頁面描述語言 89

4.7　計算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)格式 89

小結(jié)與回顧 91

擴(kuò)展閱讀 92

復(fù)習(xí)題 92

習(xí)題 93

第5章　數(shù)值數(shù)據(jù)表示 96

5.0　引言 96

5.1無符號二進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制編碼的十進(jìn)制表示 96

5.2　有符號整型數(shù)的表示 99

5.2.1　符號-幅值表示法 99

5.2.2以9為基的十進(jìn)制補(bǔ)碼表示和以1為基的二進(jìn)制補(bǔ)碼表示 101

5.2.3　10的補(bǔ)碼和2的補(bǔ)碼 105

5.2.4　溢出條件和進(jìn)位條件 107

5.2.5　其他進(jìn)制 108

5.2.6　補(bǔ)碼數(shù)值的規(guī)則小結(jié) 109

5.3　實(shí)數(shù) 109

5.3.1　指數(shù)記數(shù)法回顧 109

5.3.2　浮點(diǎn)數(shù)格式 111

5.3.3　規(guī)格化和浮點(diǎn)數(shù)的格式化 113

5.3.4　編程實(shí)例 114

5.3.5　浮點(diǎn)數(shù)計算 115

5.3.6　計算機(jī)中的浮點(diǎn)數(shù) 117

5.3.7　十進(jìn)制和二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換 119

5.4　編程注意事項 120

小結(jié)與回顧 120

擴(kuò)展閱讀 121

復(fù)習(xí)題 121

習(xí)題 122

第三部分　計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和硬件操作

第6章　“小伙計”計算機(jī) 129

6.0　引言 129

6.1　“小伙計”計算機(jī)的結(jié)構(gòu) 129

6.2　“小伙計”計算機(jī)的操作 130

6.3　一個簡單的程序 132

6.4　一個擴(kuò)展的指令集 133

6.5　指令周期 135

6.6　關(guān)于計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的說明 138

小結(jié)與回顧 138

復(fù)習(xí)題 138

習(xí)題 139

第7章　CPU和內(nèi)存 141

7.0　引言 141

7.1　CPU的組成 142

7.2　寄存器的概念 143

7.3　內(nèi)存單元 145

7.3.1　內(nèi)存的操作 145

7.3.2　內(nèi)存容量和尋址限制 148

7.3.3　主存的特征和實(shí)現(xiàn) 149

7.4　“取-執(zhí)行”指令周期 150

7.5　總線 153

7.6　指令類型 156

7.6.1數(shù)據(jù)移動指令 157

7.6.2　算術(shù)指令 159

7.6.3　布爾邏輯指令 159

7.6.4　單操作數(shù)操作指令 159

7.6.5　位操作指令 160

7.6.6　移位和循環(huán)移位指令 160

7.6.7　程序控制指令 161

7.6.8　棧指令 161

7.6.9　多數(shù)據(jù)指令 164

7.6.10　其他指令 164

7.7　指令字格式 165

7.8　指令字的需求和約束 166

小結(jié)與回顧 168

擴(kuò)展閱讀 169

復(fù)習(xí)題 169

習(xí)題 170

第8章CPU和內(nèi)存：設(shè)計、增強(qiáng)和實(shí)現(xiàn) 172

8.0　引言 172

8.1　CPU的架構(gòu) 173

8.1.1　概述 173

8.1.2　傳統(tǒng)的現(xiàn)代架構(gòu) 173

8.2　CPU的特征與增強(qiáng) 174

8.2.1　概述 174

8.2.2“取-執(zhí)行”周期的時序問題 175

8.2.3　一種改進(jìn)CPU性能的模型 176

8.2.4標(biāo)量和超標(biāo)量處理器的組成 179

8.3　內(nèi)存增強(qiáng) 182

8.3.1　寬路徑內(nèi)存訪問 183

8.3.2　內(nèi)存交叉 183

8.3.3　Cache存儲器 184

8.4　現(xiàn)代超標(biāo)量CPU 187

8.5　多處理技術(shù) 189

8.6　關(guān)于實(shí)現(xiàn)的幾點(diǎn)評述 191

小結(jié)與回顧 192

擴(kuò)展閱讀 192

復(fù)習(xí)題 193

習(xí)題 194

第9章　輸入/輸出 196

9.0　引言 196

9.1　典型I/O設(shè)備的特性 197

9.2　編程式I/O 201

9.3　中斷 203

9.3.1　服務(wù)中斷 203

9.3.2　中斷的使用 204

9.3.3　多重中斷和優(yōu)先次序 208

9.4　直接內(nèi)存訪問 211

9.5　I/O控制器 214

小結(jié)與回顧 215

擴(kuò)展閱讀 215

復(fù)習(xí)題 216

習(xí)題 216

第10章　計算機(jī)外設(shè) 218

10.0　引言 218

10.1　存儲的層次 219

10.2　固態(tài)存儲器 220

10.3　磁盤 221

10.4　光盤存儲 227

10.5　磁帶 229

10.6　顯示器 230

10.6.1　顯示器的基本設(shè)計 230

10.6.2　圖形處理單元 232

10.6.3　液晶顯示技術(shù) 234

10.6.4　OLED顯示技術(shù) 234

10.7　打印機(jī) 235

10.7.1　激光打印機(jī) 236

10.7.2　噴墨打印機(jī) 236

10.8　用戶輸入設(shè)備 237

10.8.1　鍵盤