计算机组成与系统结构

　　本书主要介绍计算机组成与系统结构涉及的相关概念、理论和技术内容，主要包括指令集体系结构、数据的表示和存储，以及实现指令集体系结构的计算机各部件的内部工作原理、组成结构及其相互连接关系。本书共分9章：第1章对计算机系统及其性能评价进行概述性介绍；第2～3章主要介绍数据的机器级表示、运算，以及运算部件的结构与设计；第4章主要介绍包含主存、cache和虚拟存储器在内的存储器分层体系结构；第5～7章介绍指令系统以及各种CPU设计技术；第8～9章介绍总线互连以及输入输出系统。
　　本书内容详尽、反映现实、概念清楚、通俗易懂、实例丰富，并提供大量典型习题以供读者练习。本书可以作为计算机专业本科或大专院校学生计算机组成原理与系统结构课程的教材，也可以作为有关专业研究生或计算机技术人员的参考书。
 

目录

第1章　计算机系统概述1
　1.1　计算机的功能和特性1
　1.2　计算机的发展历程2
　　1.2.1　电子计算机的诞生2
　　1.2.2　第一代计算机2
　　1.2.3　第二代计算机3
　　1.2.4　第三代计算机4
　　1.2.5　第四代计算机4
　1.3　计算机系统的组成6
　　1.3.1　计算机硬件6
　　1.3.2　计算机软件9
　1.4　计算机系统的层次化结构10
　　1.4.1　最终用户眼中的计算机10
　　1.4.2　系统管理员眼中的计算机10
　　1.4.3　应用程序员眼中的计算机11
　　1.4.4　系统程序员眼中的计算机11
　　1.4.5　程序开发与执行过程11
　1.5　本教材的主要内容和组织结构14
　1.6　计算机系统性能评价16
　　1.6.1　计算机性能的定义16
　　1.6.2　计算机性能的测试16
　　1.6.3　用指令执行速度进行性能评估19
　　1.6.4　用基准程序进行性能评估20
　1.7　本章小结21
　习题1 22
第2章　数据的机器级表示25
　2.1　数制和编码25
　　2.1.1　信息的二进制编码25
　　2.1.2　进位计数制27
　　2.1.3　定点与浮点表示31
　　2.1.4　定点数的编码表示31
　2.2　整数的表示36
　　2.2.1　无符号整数的表示36
　　2.2.2　带符号整数的表示37
　　2.2.3　C语言中的整数类型37
　2.3　实数的表示38
　　2.3.1　浮点数的表示格式38
　　2.3.2　浮点数的规格化40
　　2.3.3　IEEE　754浮点数标准41
　　2.3.4　C语言中的浮点数类型45
　2.4　十进制数的表示47
　　2.4.1　用ASCII码字符表示47
　　2.4.2　用BCD码表示48
　2.5　非数值数据的编码表示49
　　2.5.1　逻辑值49
　　2.5.2　西文字符50
　　2.5.3　汉字字符51
　2.6　数据的宽度和存储53
　　2.6.1　数据的宽度和单位53
　　2.6.2　数据的存储和排列顺序55
　2.7　数据校验码58
　　2.7.1　奇偶校验码60
　　2.7.2　海明校验码60
　　2.7.3　循环冗余校验码64
　2.8　本章小结67
　习题2 68
第3章　运算方法和运算部件72
　3.1　高级语言和机器指令中的运算72
　　3.1.1　C程序中涉及的运算72
　　3.1.2　MIPS指令中涉及的运算75
　3.2　基本运算部件77
　　3.2.1　串行进位加法器78　　
　　3.2.2　进位选择加法器79
　　3.2.3　并行进位加法器79
　　3.2.4　算术逻辑部件82
　3.3　定点数运算85
　　3.3.1　补码加减运算86
　　3.3.2　原码加减运算88
　　3.3.3　移码加减运算89
　　3.3.4　原码乘法运算90
　　3.3.5　补码乘法运算95
　　3.3.6　快速乘法器99
　　3.3.7　原码除法运算101
　　3.3.8　补码除法运算108
　　3.3.9　阵列除法器112
　3.4　浮点数运算113
　　3.4.1　浮点数加减运算113
　　3.4.2　浮点数乘除运算117
　3.5　运算部件的组成120
　　3.5.1　定点运算部件120
　　3.5.2　浮点运算部件122
　3.6　十进制数加减运算124
　3.7　本章小结125
　习题3 126
第4章　存储器分层体系结构130
第5章　指令系统192
第6章　中央处理器229
第7章　指令流水线287
第8章　系统总线329
第9章　输入输出组织358
参考文献422