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  • 全新现代计算机组成与体系结构(美)吉姆·莱丁9787111701088
  • 正版
    • 作者: (美)吉姆·莱丁著 | (美)吉姆·莱丁编 | (美)吉姆·莱丁译 | (美)吉姆·莱丁绘
    • 出版社: 机械工业出版社
    • 出版时间:2022-02-01
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    • 作者: (美)吉姆·莱丁著| (美)吉姆·莱丁编| (美)吉姆·莱丁译| (美)吉姆·莱丁绘
    • 出版社:机械工业出版社
    • 出版时间:2022-02-01
    • 版次:1
    • 印次:1
    • 页数:312
    • 开本:16开
    • ISBN:9787111701088
    • 版权提供:机械工业出版社
    • 作者:(美)吉姆·莱丁
    • 著:(美)吉姆·莱丁
    • 装帧:平装
    • 印次:1
    • 定价:119.00
    • ISBN:9787111701088
    • 出版社:机械工业出版社
    • 开本:16开
    • 印刷时间:暂无
    • 语种:暂无
    • 出版时间:2022-02-01
    • 页数:312
    • 外部编号:1202612305
    • 版次:1
    • 成品尺寸:暂无

    前言

    部计算机体系结构基础知识

    章计算机体系结构简介2

    1.1自动化计算设备的演进2

    1.1.1巴贝奇分析机2

    1.1.2ENIAC3

    1.1.3IBMPC4

    1.1.4iPhone6

    1.2摩尔定律7

    1.3计算机体系结构9

    1.3.1二进制数和十六进制数9

    1.3.26502微处理器12

    1.3.36502指令集13

    1.4总结15

    1.5习题15

    第2章数字逻辑17

    2.1电路17

    2.2晶体管18

    .逻辑门19

    2.4锁存器21

    2.5触发器

    2.6寄存器24

    2.7加法器25

    2.8时钟27

    2.9时序逻辑28

    2.10硬件描述语言28

    2.11总结32

    2.1习题2

    第3章处理器要素33

    3.1一个简单的处理器33

    3.1.1控制单元34

    3.1.2算术逻辑单元36

    3.1.3寄存器39

    3.2指令集40

    3.3寻址方式40

    3.3.1立即寻址方式41

    3.3.2寻址方式41

    3.3.3索引寻址方式42

    3.3.4间接索引寻址方式43

    3.4指令类型44

    3.4.1内存加载指令和存储指令44

    3.4.2寄存器到寄存器的数据传送指令45

    3.4.3堆栈指令45

    3.4.4算术运算指令45

    3.4.5逻辑运算指令46

    3.4.6分支指令46

    3.4.7子程序调用和返回指令46

    3.4.8处理器标志指令47

    3.4.9中断相关的指令47

    3.4.10空操作指令47

    3.5中断处理47

    3.5.1IR处理47

    3.5.2NMI处理48

    3.5.3BRK指令处理49

    3.6输入/输出操作50

    3.6.1程序查询I/O51

    3.6.2中断驱动I/O51

    3.6.3直接存储器访问51

    3.7总结52

    3.8习题52

    第4章计算机系统组件54

    4.1技术要求54

    4.2内存子系统54

    4.3MOSFET简介55

    4.4用MOSFET构建DRAM电路56

    4.4.1电容器56

    4.4.2DRAM位单元57

    4.4.3DDR4SDRAM58

    4.4.4GDDR60

    4.4.5预取60

    4.5I/O子系统61

    4.5.1串行数据总线和并行数据总线61

    4.5.2PCIExpress62

    4.5.3SATA63

    4.5.4M.264

    4.5.5USB64

    4.5.6Thunderbolt64

    4.6图形显示65

    4.6.1VGA65

    4.6.2DVI66

    4.6.3HDMI66

    4.6.4DisplayPort66

    4.7网络接口67

    4.7.1以太网67

    4.7.2Wi-Fi67

    4.8键盘和鼠标68

    4.8.1键盘68

    4.8.2鼠标69

    4.9现代计算机系统规范69

    4.10总结70

    4.11习题70

    第5章硬件-软件接口71

    5.1设备驱动程序71

    5.1.1并行端口72

    5.1.2PCIe设备驱动程序73

    5.1.3设备驱动程序结构74

    5.2BIOS75

    5.3引导过程77

    5.3.1BIOS引导77

    5.3.2UEFI引导77

    5.3.3嵌入式设备78

    5.4操作系统78

    5.5进程和线程80

    5.6多处理84

    5.7总结84

    5.8习题85

    第6章专用计算领域86

    6.1实时计算86

    6.2数字信号处理89

    6.2.1模数转换器和数模转换器89

    6.2.2DSP硬件特91

    6..信号处理算法92

    6.3GPU处理95

    6.4专用体系结构示例98

    6.5总结99

    6.6习题99

    第二部分处理器体系结构和指令集

    第7章处理器和存储器体系结构102

    7.1技术要求102

    7.2冯·诺依曼体系结构、哈体系结构、改进型哈体系结构102

    7.2.1冯·诺依曼体系结构102

    7.2.2哈体系结构104

    7..改进型哈体系结构104

    7.3物理内存和虚拟内存105

    7.4分页虚拟内存107

    7.4.1页面状态位109

    7.4.2内存池110

    7.5内存管理单元111

    7.6总结113

    7.7习题113

    第8章能提升技术114

    8.1高速缓存114

    8.1.1多级处理器缓存115

    8.1.2静态RAM116

    8.1.3一级缓存117

    8.1.4直接映缓存117

    8.1.5组相联映缓存119

    8.1.6全相联映缓存120

    8.1.7处理器缓存写策略121

    8.1.8二级缓存和三级缓存122

    8.2指令流水线1

    8.2.1超流水线125

    8.2.2流水线冒险125

    8..微操作和寄存器重命名126

    8.2.4条件分支127

    8.3同时多线程128

    8.4SM处理129

    8.5总结129

    8.6习题130

    第9章专用处理器扩展131

    9.1技术要求131

    9.2处理器的特权模式131

    9.2.1中断和异常处理131

    9.2.2保护环133

    9..监控模式和用户模式135

    9.2.4系统调用135

    9.3浮点数运算136

    9.3.18087浮点协处理器137

    9.3.2IEEE754浮点数标准138

    9.4功耗管理139

    9.5系统安全管理140

    9.6总结142

    9.7习题142

    0章现代处理器体系结构与指令集143

    10.1技术要求143

    10.2x86体系结构与指令集143

    10.2.1x86寄存器集145

    10.2.2x86寻址方式147

    10..x6指令类别149

    10.2.4x86指令格式152

    10.2.5x86汇编语言153

    10.3x64体系结构与指令集155

    10.3.1x64寄存器集156

    10.3.2x64指令类别和格式156

    10.3.3x64汇编语言157

    10.432位ARM体系结构与指令集158

    10.4.1ARM寄存器集160

    10.4.2ARM寻址方式161

    10.4.3ARM指令类别162

    10.4.4ARM汇编语言164

    10.564位ARM体系结构与指令集166

    10.6总结168

    10.7习题169

    1章RISC-V体系结构与指令集171

    11.1技术要求171

    11.2RISC-V体系结构与功能171

    11.3RISC-V基础指令集173

    11.3.1计算指令173

    11.3.2控制流指令174

    11.3.3访存指令174

    11.3.4系统指令175

    ……

    作为一名软件开发人员、系统设计师或计算机体系结构专业的学生,当你探索数字设备体系结构时,被其复杂击垮?本书将帮你学现代计算机系统的工作原理——从晶体管开关到协作多处理器服务器。在本书中,你将深入学习处理器的内部行为,以设计更高效、可扩展更好的软件系统。 本书全面介绍了计算机系统的基础知识,包括晶体管、逻辑门、时序逻辑和指令作。将了解现代处理器体系结构以及包括x86、x64、ARM和RISC-V在内的指令,还看到如何在低成本的FPGA板上实现RISC-V处理器,以及如何编写量子计算程序并在实际的量子计算机上运行。读完本书,你将深入理解现代处理器和计算机体系结构,并了解其未来的发展方向。 学完本书,你将能够: ? 掌握晶体管技术和数字电路原理。 ? 理解计算机处理器的基本功能单元。 ? 理解流水线和超标量执行。 ? 学会使用浮点数据格式。 ? 理解管理员模式的目的和操作。 ? 在低成本的FPGA板上实现完整的RISC-V处理器。 ? 了解虚拟机实现的相关技术。 ? 编写量子计算程序并在量子计算机上运行。

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