Studyguide for Structured Computer Organization by Andrew S. Tanenbaum, ISBN 9780131485211 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:AIPI

作者:Cram101 Textbook Reviews

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:2010-1-11

价格:USD 32.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781616983659

丛书系列:

图书标签:

计算机组织
计算机体系结构
Tanenbaum
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具体描述

探索计算机体系结构的核心：从硬件到软件的严谨解析本书并非直接呈现《Structured Computer Organization by Andrew S. Tanenbaum, ISBN 9780131485211》中的具体章节或习题解答，而是以一种更为宏观且深入的视角，引领读者系统地理解计算机系统的组织结构。我们将从最基础的层面出发，逐步构建起对现代计算设备运作原理的清晰认知。从逻辑门到指令集：理解计算机的语言我们首先会深入探讨数字逻辑的基础，从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，了解它们是如何组合来执行算术和逻辑运算的。这部分内容将揭示计算机如何通过二进制的组合与运算来处理信息。接着，我们将进入更高级的层面，学习如何构建组合逻辑电路和时序逻辑电路，例如加法器、寄存器、计数器等，这些是构成计算机核心部件的基本单元。随后，我们将重点关注指令集体系结构（ISA）。这是硬件与软件之间的桥梁，定义了处理器能够理解和执行的指令集合。我们将详细分析不同类型的指令，包括数据传输指令、算术逻辑指令、控制流指令（如跳转、分支）等，并探讨指令编码的原理。理解ISA是理解软件如何在硬件上运行的关键。 CPU设计与微程序控制：中央处理器的奥秘在掌握了指令集之后，我们将步入中央处理器（CPU）的设计。这部分内容将详细介绍CPU的组成部分，包括算术逻辑单元（ALU）、寄存器文件、控制单元等，并重点解析CPU如何执行指令的流水线技术。流水线是提高CPU性能的关键，我们将探讨其工作原理、潜在的冒险以及如何解决这些问题。此外，我们还将深入研究CPU的控制单元设计。我们将详细阐述微程序控制和硬连线控制这两种主流的控制方式，并分析它们各自的优缺点。对于微程序控制，我们将揭示微指令的概念，以及微程序如何一步步指导CPU完成指令的执行过程。存储器系统：数据的组织与访问计算机的性能很大程度上取决于其存储器系统。本书将全面剖析不同层级的存储器，从速度最快的寄存器，到CPU内部的缓存（一级、二级、三级缓存），再到主存储器（RAM），以及容量巨大但速度较慢的二级存储（硬盘、固态硬盘）。我们将详细讲解缓存的工作原理，包括缓存的结构、映射方式（直接映射、全关联映射、组相干映射）、替换算法（LRU、FIFO）以及写策略（写回、写通）。理解缓存对于优化程序性能至关重要，因为它可以显著减少CPU访问主存储器的次数。同时，我们还会探讨主存储器的组织方式，包括内存的寻址、编址以及如何与CPU进行数据交换。对于辅助存储器，我们将简要介绍其工作原理和在计算机系统中的作用。输入/输出（I/O）系统：连接世界计算机并非孤立运行，它需要与外部世界进行交互。本部分内容将聚焦于输入/输出（I/O）系统。我们将解析I/O设备（如键盘、鼠标、显示器、网络接口卡）如何连接到计算机系统，以及CPU如何与这些设备进行通信。我们将详细介绍不同的I/O控制技术，包括程序查询I/O、中断驱动I/O和直接内存访问（DMA）。DMA尤其重要，它允许I/O设备直接与主存储器进行数据传输，而无需CPU的介入，从而大大提高了I/O效率。总线系统：数据传输的动脉总线是计算机系统中连接各个组件（CPU、存储器、I/O设备）的通信通道。我们将深入研究不同类型的总线，例如数据总线、地址总线和控制总线，并探讨总线仲裁机制。总线带宽和总线速度是影响系统性能的重要因素。层次化存储器与虚拟存储器：抽象与管理我们将进一步探讨层次化存储器设计的思想，以及虚拟存储器这一强大的抽象机制。虚拟存储器使得程序可以使用比物理内存更大的地址空间，并提供了内存保护和多道程序设计的支持。我们将解析页式存储管理、段式存储管理以及它们的组合，以及缺页中断的处理过程。性能评估与优化：让计算机运行得更快理解计算机的组织结构最终是为了能够更好地设计和优化它们。我们将讨论一些基本的性能评估指标，如指令周期、时钟周期、CPI（每指令时钟周期数）、MIPS（每秒百万指令数）等。同时，我们也会简要介绍一些常见的性能优化技术，例如指令级并行、线程级并行和多处理器系统。通过对以上这些关键概念的系统性梳理和深入剖析，本书旨在帮助读者建立起对计算机系统组织的全面而深刻的理解，从而为进一步学习操作系统、编译器设计、计算机网络等相关领域打下坚实的基础。