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電腦組成原理(電腦科學與技術第3版面向新工科專業建設電腦系列教材國家級一流本科課程配套教材)

  • 作者：編者:張功萱//鄒建偉//王曉峰//周俊龍|責編:閆紅梅//李燕|總主編:張堯學
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302629801
  • 出版日期：2023/05/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：402
人民幣：RMB 69.9 元      售價：元
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內容大鋼
    本書主要討論電腦單機系統的組成原理及內部工作機制，包括電腦各大部件的工作原理、邏輯實現、設計方法及其互連構成電腦整機的技術。全書共6章，主要內容包括電腦概述、數據信息的表示與運算單元、存儲層次與系統、指令系統與控制單元、I/O設備、匯流排與I/O系統組織。
    本書結合了作者團隊多年的教學實踐經驗，吸取了國內外有關著作和資料的精華，內容豐富、概念明確、思路清晰、重點突出、通俗易懂，並含有大量例題與習題。
    本書可作為高等學校電腦及相關專業「電腦組成原理」課程的教材，也可作為研究生入學考試的複習用書。
作者介紹
編者:張功萱//鄒建偉//王曉峰//周俊龍|責編:閆紅梅//李燕|總主編:張堯學
    張功萱，南京理工大學教授/博士生導師，本科畢業於天津大學。獲電子電腦學士學位，研究生就讀於南京理工大學。分別獲電腦應用碩士學位和電腦應用技術博士學位。中國電腦學會理事、中國電腦體系結構專委會副主任、江蘇省電腦學會常務理事。曾作為澳大利亞RMIT訪問學者，開展國際合作交流。主要研究領域包括：Web服務與分散式計算、可信計算與信息安全、多核及嵌入式技術。主持和參與國家自然基金項目、863項目、江蘇自然基金重大專項、國防預研等21項；在國內外期刊上（如IEEE TPDS等）發表論文近80篇，SCI收錄12篇；申請國家/國防發明專利12項，授權5項；獲省部級科技進步獎二等獎1項、三等獎1項。主講本科課程為「電腦組成原理」和「電腦系統結構」，其中「電腦組成原理」為江蘇省精品課程。
目錄
第1章  電腦概述
  1.1  電腦的發展歷史
    1.1.1  更新換代的電腦硬體
    1.1.2  日臻完善的電腦軟體
    1.1.3  電腦系統的8個思想
  1.2  電腦系統的硬體組成
    1.2.1  電腦的功能部件
    1.2.2  馮·諾依曼電腦
    1.2.3  RISC-V系統架構簡介
  1.3  電腦的軟體系統
    1.3.1  系統軟體
    1.3.2  應用軟體
    1.3.3  軟體定義系統
  1.4  電腦系統的組織結構
    1.4.1  電腦系統的層次結構
    1.4.2  電腦硬體系統的組織
  1.5  電腦的工作特點和性能指標
    1.5.1  電腦的工作特點
    1.5.2  電腦的性能指標
  1.6  CPU的性能與評價方法
    1.6.1  CPU的性能及度量因素
    1.6.2  CPU性能的評價方法
  習題
第2章  數據信息的表示與運算單元
  2.1  帶符號數的表示
    2.1.1  機器數與真值
    2.1.24  種碼製表示
  2.2  數的定點表示
    2.2.1  定點小數
    2.2.2  定點整數
  2.3  定點運算單元的組織
    2.3.1  運算器的設計方法
    2.3.2  定點補碼加減運算
    2.3.3  定點乘法運算
    2.3.4  定點除法運算
    2.3.5  定點運算器的組成
電腦組成原理(第3版)
目錄
  2.4  數的浮點表示
    2.4.1  浮點表示方法
    2.4.2  IEEE754浮點數標準
  2.5  浮點運算單元的組織
    2.5.1  浮點加減運算
    2.5.2  浮點乘除運算
    2.5.3  浮點運算器的組成
  2.6  非數值型數據的表示
    2.6.1  邏輯數——二進位串
    2.6.2  字元與字元串
    2.6.3  漢字信息的表示
  2.7  數據的長度與存儲方式

    2.7.1  數據的長度
    2.7.2  數據的存儲方式
  2.8  數據校驗碼
    2.8.1  碼距與數據校驗碼
    2.8.2  奇偶校驗碼
    2.8.3  海明校驗碼
    2.8.4  循環冗余校驗碼
  習題
第3章  存儲層次與系統
  3.1  存儲系統概述
    3.1.1  存儲器的分類
    3.1.2  存儲器系統的層次結構
    3.1.3  主存儲器的組成和基本操作
    3.1.4  存儲器的主要技術指標
  3.2  半導體隨機存取存儲器
    3.2.1  半導體隨機存取存儲器的分類
    3.2.2  半導體隨機存取存儲器的單元電路
    3.2.3  半導體隨機存取存儲器的晶元結構及實例
    3.2.4  半導體存儲器的組成
  3.3  非易失性存儲器
    3.3.1  只讀存儲器
    3.3.2  閃速存儲器
    3.3.3  新型的非易失性存儲器
  3.4  並行存儲器
    3.4.1  雙埠存儲器
    3.4.2  並行主存系統
    3.4.3  相聯存儲器
  3.5  高速緩衝存儲器
    3.5.1  Cache在存儲體系中的地位和作用
    3.5.2  Cache的結構及工作原理
    3.5.3  Cache的替換演算法與寫策略
  3.6  虛擬存儲器
    3.6.1  頁式虛擬存儲器
    3.6.2  段式虛擬存儲器
    3.6.3  段頁式虛擬存儲器
  習題
第4章  指令系統與控制單元
  4.1  機器指令格式與定址方式
    4.1.1  兩種機器指令設計風格
    4.1.2  機器指令格式設計方法
    4.1.3  指令與操作數的定址方式
    4.1.4  指令的類型與功能
  4.2  RISC-V系統的指令設計
    4.2.1  RISC-V指令的格式設計
    4.2.2  RISC-V指令的定址方式
    4.2.3  RISC-V指令的類型與功能
  4.3  控制單元初階——控制器設計
    4.3.1  指令執行的基本步驟
    4.3.2  控制器的基本功能
    4.3.3  控制器的組成方式

    4.3.4  控制器的控制方式
    4.3.5  控制器的時序系統
  4.4  控制單元進階——CPU的總體結構
    4.4.1  寄存器的設置與作用
    4.4.2  通路結構及指令流程分析
  4.5  控制單元示例——模型機的結構
    4.5.1  模型機的數據通路結構
    4.5.2  模型機的指令系統格式
    4.5.3  模型機的三級時序系統
  4.6  控制單元設計——硬聯邏輯控制器
    4.6.1  設計的基本步驟
    4.6.2  模型機的設計方法
  4.7  控制單元設計——微程序控制器
    4.7.1  微程序控制器概述
    4.7.2  微指令的編譯方法
    4.7.3  微程序的控制設計
  4.8  RISC-V處理器結構
    4.8.1  RISC-V系統設計技術概述
    4.8.2  RISC-V數據通路結構設計
    4.8.3  RISC-V典型指令流程分析
  4.9  控制單元高階——流水線處理技術
    4.9.1  流水線概述與分類
    4.9.2  流水線的性能與障礙
    4.9.3  RISC-V系統流水線技術
  習題
第5章  I/O設備
  5.1  I/O設備概述
  5.2  輸入設備
    5.2.1  鍵盤
    5.2.2  滑鼠
    5.2.3  觸摸屏
  5.3  輸出設備
    5.3.1  顯示器
    5.3.2  印表機
    5.3.3  多模態與3D列印
  5.4  I/O存儲器
    5.4.1  磁表面存儲器的基本原理
    5.4.2  磁記錄方式
    5.4.3  磁碟存儲器
    5.4.4  光碟存儲器
    5.4.57  種廉價磁碟冗余陣列
  5.5  新型存儲訪問構件
    5.5.1  固態硬碟
    5.5.2  保護訪問模式
    5.5.3  存算一體模式
  5.6  多媒體I/O設備
    5.6.1  音頻設備
    5.6.2  視頻設備
    5.6.3  圖像設備
  習題

第6章  匯流排與I/O系統組織
  6.1  匯流排的組成與結構
    6.1.1  匯流排的特點與分類
    6.1.2  匯流排的標準與性能
    6.1.3  匯流排的組成與結構
    6.1.4  匯流排的設計與實現
  6.2  PCI和PCIExpress匯流排
    6.2.1  PCI和PCIExpress的發展概況
    6.2.2  PCIExpress匯流排的架構
    6.2.3  PCIExpress匯流排協議
  6.3  現代電腦系統匯流排
    6.3.1  快速路徑互連簡介
    6.3.2  快速路徑匯流排互連架構
    6.3.3  快速路徑匯流排協議簡介
    6.3.4  英特爾超級路徑互連匯流排簡介
  6.4  通用串列匯流排
    6.4.1  USB的架構
    6.4.2  USB的事務和傳輸
  6.5  其他設備匯流排
    6.5.1  小型電腦系統介面
    6.5.2  SATA介面
  6.6  I/O系統組織概述
    6.6.1  I/O系統需要解決的主要問題
    6.6.2  I/O系統的組成
    6.6.3  主機與外設間的連接與組織管理
    6.6.4  I/O數據傳送的控制方式
    6.6.5  I/O介面的功能與分類
  6.7  程序控制方式
    6.7.1  直接程序控制方式
    6.7.2  程序中斷控制方式
    6.7.3  RISC-V的中斷處理方式
  6.8  直接存儲器訪問方式
    6.8.1  DMA方式的特點與應用場合
    6.8.2  DMA的傳送方式
    6.8.3  DMA的硬體組織
    6.8.4  DMA控制器的組成
    6.8.5  DMA控制的數據傳送過程
  6.9  I/O通道方式
  習題
附錄A  RISC-V32位指令系統
附錄B  模型機微指令設計方案
參考文獻

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