具体描述
本书主要介绍计算机各大部件的结构、工作原理、设计方法及组成整机的有关技术,同时讲述了计算机系统结构的基本概念、设计原理、分析方法及发展趋势。具体内容有:计算机系统概述、计算机逻辑部件、运算方法与运算器、存储器系统、指令系统、控制器、输入输出系统、计算机系统结构、计算机系统结构的发展方向。每章后均附有习题。
本书可作为高等职业技术学院、各类专科学校和成人教育计算机有关专业的教材,亦可供高校本科有关专业师生、工程技术人员和其他读者学习使用。
作者简介
目录信息
1 计算机系统概述
1.1 计算机系统的硬件结构1.2 计算机的工作过程
1.3 计算机的软件系统
1.4 计算机系统的层次结构
1.5 系统结构的评价标准
习题
2 计算机逻辑部件
2.1 寄存器
2.2 计数器
2.3 编码器和译码器
2.4 总线缓冲器和总线控制器
2.5 时钟发生器
习题
3 运算方法与运算器
3.1 数的小数点表示方法
3.2 带符号数的表示方法
3.3 运算器
3.4 定点加减法运算
3.5 定点乘法运算
3.6 定点除法运算
3.7 浮点算术运算
习题
4 存储器系统
4.1 存储器的基本知识
4.2 半导体存储器
4.3 并行主存储器
4.4 高速缓冲存储器
4.5 虚拟存储器
4.6 存储保护
习题
5 指令系统
5.1 指令系统
5.2 指令格式
5.3 寻址方式
5.4 指令的分类
5.5 精简指令系统计算机RISC
习题
6 控制器
6.1 中央处理器的功能与组成
6.2 控制器的功能与结构
6.3 时序
6.4 微程序控制器
6.5 组合逻辑控制器
6.6 PLA逻辑控制器
6.7 系统总线
习题
7 输入输出系统
7.1 概述
7.2 主机与外设的数据传送方式
7.3 外围设备
习题
8 计算机系统结构
8.1 标量流水技术
8.2 向量流水处理
8.3 并行处理与多处理机系统
习题
9 计算机系统结构的发展方向
9.1 数据流计算机
9.2 数据库机与知识库机
9.3 归约机
习题
参考文献
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
**评价四:** 这本书的排版和配图水平达到了教科书的顶尖水准。很多晦涩难懂的概念,比如总线事务的仲裁过程,或者多级缓存的映射策略,如果仅仅依靠文字描述,几乎不可能形成清晰的认知。然而,这本书中的插图设计得极其专业,线条清晰,色彩运用得当,每一个图例都仿佛是为理解特定概念量身定做的一把钥匙。我发现自己可以仅仅通过对照图示,就能快速定位和理解章节的核心内容。这种视觉化的学习辅助极大地提升了阅读效率,尤其是在学习那些涉及空间布局和时间序列的知识点时。此外,本书的章节结构安排也体现了对学习者心路的关怀。它没有一开始就抛出最复杂的并发控制问题,而是循序渐进地从最基本的数字逻辑门开始,逐步构建起完整的计算模型,这种由浅入深,由局部到整体的叙事结构,使得学习过程更加平稳和自信。对于自学者而言,这种精心设计的阅读路径是极其宝贵的。
**评价三:** 作为一名有着多年编程经验的开发人员,我深知底层知识对于突破瓶颈的重要性。这本书在数据通路和控制单元的设计这一块,简直就是一本精妙的工程蓝图。它细致地剖析了不同代际处理器中控制逻辑的演变,从硬布线控制到微程序控制,每一步的取舍都伴随着性能、功耗和设计的复杂度考量。我尤其喜欢它对时序逻辑和组合逻辑在CPU控制设计中应用的对比分析,这使得我们这些习惯于高层抽象的程序员,能够真正理解为什么在特定时刻需要对时钟频率和指令周期进行精细控制。书中关于并行性处理的讨论,比如超标量架构的指令发射逻辑和乱序执行的原理,讲解得非常清晰,它不仅仅停留在“快”这个表象,而是深入到了如何通过硬件手段重构程序的执行顺序以达到性能最大化的工程智慧。这本书提供了一个坚实的理论基础,让我们在面对现代多核、异构计算的复杂性时,能够回归到最基本的计算模型上去审视问题,而不是被表面的技术名词所迷惑。
**评价一:** 这本书的内容真是让人眼前一亮,特别是它对底层硬件原理的阐述,深入浅出,即便是初次接触计算机领域的读者也能领悟其中的奥妙。作者在描述CPU的工作机制时,没有陷入冗长晦涩的术语堆砌,而是巧妙地运用了生动的比喻,比如将寄存器比作工匠手边的工具箱,将内存比作仓库的不同层级,让抽象的概念变得触手可及。我尤其欣赏它在指令集架构(ISA)部分的处理方式,它并没有简单罗列各种指令,而是侧重于讲解设计思想,比如RISC和CISC的权衡与演进,这对于理解现代处理器设计的哲学至关重要。读完这部分,我感觉自己不再只是一个会使用软件的“用户”,而是一个能洞察机器“思考”过程的“观察者”。书中对流水线技术和缓存一致性协议的讲解也极其到位,它没有停留在概念层面,而是通过实际案例和图示,清晰地展示了性能瓶颈的产生与优化路径,这对于未来想要从事高性能计算或系统优化的读者来说,无疑是一份宝贵的财富。整体而言,这本书的叙事节奏把握得非常好,知识点层层递进,逻辑严密,让人读起来有一种酣畅淋漓的满足感。
**评价二:** 坦白说,我对技术书籍的阅读体验往往是伴随着挑战和挫败感的,但这本书给我带来了完全不同的感受。它最成功的地方在于构建了一个宏大而又细致入微的“系统观”。作者并没有将硬件和软件割裂开来,而是清晰地描绘了它们之间相互依赖、相互影响的复杂关系。例如,在讨论操作系统如何管理虚拟内存时,书中清晰地串联起了硬件的页表机制、操作系统的内存分配策略,以及应用程序对内存的请求过程,这种跨越不同抽象层次的讲解方式,极大地拓宽了我的视野。我过去总觉得硬件是固定的“铁盒子”,软件是运行在上面的“幽灵”,但这本书让我明白了,两者是一个共同进化的有机体。特别是关于I/O子系统和中断处理的那几章,分析得极为透彻,让我明白了为什么不同的外设在系统中的响应速度会有如此显著的差异,背后的根源就在于总线仲裁和DMA的设计哲学。这本书的语言风格是那种沉稳而富有洞察力的,它不哗众取宠,而是用扎实的论据和严谨的逻辑说服读者,让人忍不住想一页接一页地读下去,去探索更多隐藏在系统表象之下的运行机理。
**评价五:** 我通常认为技术专著在“前沿性”和“基础性”之间很难找到平衡点,但这本著作成功地架起了这座桥梁。它在夯实经典计算机体系结构核心知识的同时,对当前正在发生的技术变革保持着敏锐的洞察力。例如,它对内存墙问题的分析不仅回顾了DRAM的发展,还引入了新型非易失性存储器的潜力与挑战,让人对未来的存储层次结构有了更前瞻性的思考。更让我印象深刻的是,书中对能效比这个日益重要的指标的重视程度。它没有将能耗视为一个次要问题,而是贯穿始终地讨论了如何通过架构优化(如动态电压频率调整、功耗门控)来实现性能与功耗的平衡,这对于当下整个计算行业面临的绿色计算挑战具有极强的现实指导意义。这本书提供给读者的,不仅仅是一套知识体系,更是一种面向未来技术演进的分析框架,它教会我们如何批判性地看待新的架构提案,并预判其在现有生态中的兼容性和潜力。读完它,感觉自己对整个计算机学科的脉络把握得更精准了。