计算机原理与体系结构

《计算机系列教材:计算机原理与体系结构》共分10章，全面而又系统地讨论计算机体系结构的相关知识。在第1章引言中讨论计算机的发展和计算机体系结构的变化与发展历程。第2～4章主要讨论运算器的基本构成原理，从数据表示、数字逻辑的基础开始逐步引导，进而讨论运算器的工作原理。第5章主要讨论指令与指令系统，完善计算机体系结构的指令概念。第6章主要讨论控制器与控制器性能提高的相关技术，对指令流水和分支预测等主要技术进行详细的讨论。第7章和第8章主要讨论计算机存储系统以及外设与总线系统。第9章全面讨论在高速计算要求下的并行处理与多处理机技术，并介绍先进的并行处理与多处理机技术应用，如网格计算、云计算和集群计算。第10章对虚拟化技术原理进行讨论，诸如处理器虚拟化、内存虚拟化、I／O虚拟化VMW结构。

第1章引言/1
1.1计算机及其发展/1
1.1.1计算机发展史/1
1.1.2计算机的分类/3
1.1.3计算机的应用领域/5
1.2冯·诺依曼计算机及系统组成/6
1.2.1冯·诺依曼计算机的特点/6
1.2.2计算机的硬件系统/7
1.2.3计算机的软件系统/8
1.2.4计算机硬件与软件的关系/9
1.3计算机系统的基本概念/10
1.3.1计算机系统中的层次概念/10
1.3.2计算机体系结构/12
1.3.3存储程序计算机体系结构及其发展/13
1.3.4计算机实现技术及其发展/15
1.3.5计算机技术的挑战和体系结构的生命周期/20
1.4计算机性能评价指标/22
1.4.1机器字长/22
1.4.2存储容量/23
1.4.3运算速度/23
1.4.4兼容性/23
1.5课后习题/23
课后习题答案/24
第2章计算机中的数据信息/27
2.1进位记数制/27
2.2数值转换/30
2.2.1多项式替代法/30
2.2.2基数乘/除法/30
2.2.3混合法/32
2.2.4数制转换中小数位数的确定/32
2.3计算机中数值数据的表示/33
2.3.1真值与机器码/33
2.3.2原码表示/34
2.3.3反码表示/35
2.3.4补码表示/36
2.3.5移码表示/37
2.3.6原码、反码和补码之间的转换/38
2.4二一十进制编码/39
2.4.18421码/39
2.4.2余3码/39
2.4.32421码/40
2.5计算机中非数值数据的表示/40
2.5.1ASCII码/40
2.5.2Unicode码/44
2.5.3汉字国标码GB2312—80/46
2.5.4汉字点阵显示/47
2.5.5校验码/49
2.6高级数据表示/51
2.6.1自定义数据表示/51
2.6.2向量数组数据表示/52
2.6.3堆栈数据表示/53
2.6.4引入数据表示的原则/53
2.7课后习题/58
课后习题答案/58
第3章数字逻辑基础/60
3.1数字信号基础/60
3.1.1电源电压/60
3.1.2逻辑电平/60
3.1.3噪声容限/61
3.1.4直流电压传输特性/61
3.1.5静态约束/62
3.2半导体基础/63
3.2.1半导体/62
3.2.2二极管/64
3.2.3电容/64
3.2.4MOS晶体管/64
3.3布尔表达式/67
3.3.1术语/67
3.3.2与或式/67
3.3.3或与式/68
3.4布尔代数/69
3.4.1公理/69
……
第4章运算方法与运算器/136
第5章指令与指令系统/174
第6章控制器及性能提高/219
第7章存储系统/300
第8章输入/输出系统与总线/391
第9章并行处理机与多处理机/449
第10章虚拟化技术原理/523