计算机组织与结构

第1章计算机系统概述 1.1计算机的发展历程 1.2计算机的种类 1.3计算机的性能与评测 1.3.1计算机的性能指标 1.3.2计算机的性能评测 1.4计算机的基本组成 1.5计算机语言 1.6计算机系统的分层组织结构 本章小结 习题 第2章数据的机器级表示及运算 2.1数制及转换 2.1.1进位记数制 2.1.2数制的转换 2.2数值数据的机器表示 2.2.1数据的机器数表示 2.2.2定点数和浮点数 2.3非数值数据的机器表示 2.3.1二进制编码的十进制数 2.3.2字符编码 2.3.3汉字的表示方法 2.4定点数的运算及实现 2.4.1定点数的加减运算 2.4.2定点数的乘法运算 2.4.3定点数的除法运算 2.5浮点数的运算 2.5.1浮点数的加减运算 2.5.2浮点数的乘除运算 2.6数据校验码 2.6.1奇偶校验码 2.6.2汉明校验码 2.6.3循环冗余校验码 本章小结 习题 第3章汇编级机器组织 3.1汇编级机器指令系统 3.1.1指令系统的发展 3.1.2指令系统性能的要求 3.1.3指令操作的种类 3.2指令格式 3.2.1指令字长 3.2.2地址码 3.2.3操作码 3.3数据的存储与寻址方式 3.3.1数据的存储方式 3.3.2寻址方式 3.4指令集架构 3.4.1CISC和RISC 3.4.2典型指令集架构 3.5指令系统举例 3.5.1Intel 80x86指令系统 3.5.2RISCV指令系统 本章小结 习题
第4章存储系统组织与结构 4.1存储系统概述 4.1.1存储器的组织 4.1.2存储器的分类 4.1.3存储器的分层结构 4.2半导体存储器 4.2.1半导体存储器的种类 4.2.2半导体存储器的组成与工作原理 4.2.3内存条 4.2.4主存储器的设计 4.3交叉存储技术 4.4高速缓冲存储器 4.4.1cache实现的基本原理 4.4.2主存与cache的地址映射 4.4.3替换算法 4.4.4cache的写策略 4.4.5cache性能分析 4.4.6cache举例： Pentium Ⅳ的cache组织 4.5虚拟存储器 4.5.1虚拟存储器实现的基本原理 4.5.2虚拟存储器的分页式管理 4.5.3虚拟存储器的分段式管理 4.5.4虚拟存储器的段页式管理 4.5.5虚拟存储器的替换策略 4.5.6虚拟存储器举例： Pentium的虚拟存储器组织 本章小结 习题 第5章输入输出系统组织 5.1输入输出系统概述 5.1.1输入输出设备 5.1.2输入输出接口 5.1.3输入输出设备的编址与管理 5.2输入输出控制方式 5.2.1程序控制方式 5.2.2中断控制方式 5.2.3DMA控制方式 5.2.4通道控制方式 5.3外部存储器 5.3.1磁盘存储器 5.3.2磁带存储器 5.3.3光盘存储器 5.4RAID技术 本章小结 习题 第6章总线与接口组织 6.1部件的互连结构 6.2总线互连 6.2.1总线的基本概念 6.2.2总线互连结构 6.2.3总线的控制方式 6.3总线标准及举例 6.3.1总线标准 6.3.2ISA总线 6.3.3PCI总线 6.3.4PCI 线 6.3.5PCIE总线 6.3.6现代微机的总线配置 6.4外部总线接口 6.4.1SCSI接口 6.4.2USB接口 6.4.3USB TypeC接口 本章小结 习题 第7章CPU组织与结构 7.1CPU的功能和组成 7.1.1CPU的功能 7.1.2CPU的基本组成 7.1.3CPU的寄存器组织 7.2指令周期 7.2.13个时间概念 7.2.2典型指令的指令周期 7.2.3指令周期的方框图语言描述 7.3CPU的时序和控制 7.3.1CPU的时序系统 7.3.2CPU的控制方式 7.4控制部件的硬布线实现 7.4.1硬布线控制器的基本原理 7.4.2硬布线控制器设计举例 7.4.3硬布线控制器的缺点及其改进 7.5微程序控制器 7.5.1微程序控制的基本概念 7.5.2微程序控制器的组成 7.5.3微程序设计举例 7.5.4微程序控制的特点 7.6微程序设计技术 7.6.1微命令编码 7.6.2微地址的形成方法 7.6.3微指令的格式及执行方式 7.7典型CPU及主要技术 7.7.1Intel CPU 7.7.2Intel第12代Core处理器 本章小结 习题 第8章并行组织与结构 8.1计算机系统的并行性 8.1.1计算机体系结构的概念 8.1.2体系结构中的并行性 8.1.3提高并行性的技术途径 8.2流水线技术 8.2.1流水线的基本概念 8.2.2流水线的分类 8.2.3流水线的主要性能参数 8.2.4流水线的相关问题 8.2.5超流水线技术 8.3多处理机系统 8.3.1多处理机系统分类 8.3.2多处理机的cache一致性 8.4集群系统 8.4.1集群系统的定义 8.4.2集群系统的组成 8.4.3集群系统举例 8.5多核处理器 8.5.1多核处理器产生的背景 8.5.2多核处理器结构 8.5.3多核发展的关键技术 8.5.4多核发展趋势 8.6并行编程模型 本章小结 习题 参考文献