Outlines & Highlights for Structured Computer Organization by Andrew S. Tanenbaum, ISBN 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:232

译者:

出版时间:2009-9-7

价格:USD 31.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781428886056

丛书系列:

图书标签:

• 计算机组织
• 结构化计算机组织
• Tanenbaum
• 计算机体系结构
• 计算机科学
• 教科书
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• Outlines & Highlights
• 计算机

《计算机系统导论：原理与实践》 一、 核心理念与目标读者 本书旨在为读者提供一个全面而深入的计算机系统理解框架，涵盖从最底层的硬件组成到上层软件交互的各个关键环节。我们关注的不仅仅是“如何工作”，更重要的是“为何如此”。本书适用于计算机科学、软件工程、电子工程等相关专业的本科生、研究生，以及希望系统性梳理和提升自身计算机系统知识的工程师和技术爱好者。 二、 内容纲要 本书的结构设计遵循由低到高的逻辑顺序，力求清晰、系统地展现计算机系统的全貌： 第一部分：数字逻辑与计算机基础 数字系统基础： 本部分将从最基本的数字逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）出发，介绍逻辑运算的原理，以及如何通过组合逻辑和时序逻辑电路构建更复杂的模块。我们将深入探讨布尔代数及其化简方法，为理解后续的硬件设计打下坚实基础。 二进制、八进制、十六进制表示： 学习不同数制之间的转换，理解计算机内部信息是如何以二进制形式存储和处理的。我们将介绍整数和浮点数的表示方法，以及它们在计算机中的运算规则。 逻辑门与组合电路： 学习如何使用逻辑门构建加法器、减法器、译码器、多路选择器等基本组合电路，理解它们在数据处理中的作用。 时序电路与存储元件： 介绍触发器（Flip-Flops）的基本原理，以及如何利用它们构建寄存器、计数器和存储器等时序电路，这些是实现计算机状态保存的关键。 第二部分：微处理器与指令集架构 CPU核心组件： 深入剖析中央处理器（CPU）的核心组成部分，包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组以及它们之间的相互协作。我们将详细讲解指令的取指、译码、执行和写回过程。 指令集架构（ISA）： 介绍不同类型的指令集架构，如精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）的特点与权衡。我们将分析典型的指令格式、寻址模式以及各种指令的功能，理解CPU如何响应软件的指令。 流水线技术： 探讨指令流水线技术如何提高CPU的执行效率，分析流水线中的冲突（结构冲突、数据冲突、控制冲突）及其解决方案，如转发（Forwarding）和分支预测（Branch Prediction）。 存储器层次结构： 介绍计算机系统中存储器从快到慢、从小到大的层次结构，包括寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器（RAM）和辅存（如硬盘）。理解缓存的工作原理，如局部性原理（Temporal and Spatial Locality）和缓存替换算法，以及它们对程序性能的影响。 第三部分：输入/输出与系统连接 I/O设备与接口： 介绍各种常见的输入/输出设备（键盘、鼠标、显示器、打印机等）及其工作原理。我们将重点讲解I/O接口的设计，包括端口、控制器以及数据传输方式（程序控制I/O、中断驱动I/O、DMA）。 总线系统： 详细介绍计算机内部不同组件之间进行数据通信的总线结构，包括地址总线、数据总线和控制总线。我们将分析各种总线协议，如PCIe，以及它们在现代计算机系统中的应用。 中断与异常处理： 讲解中断和异常的产生机制，以及CPU如何响应和处理这些事件，理解中断在实现多任务和I/O操作中的重要性。 第四部分：操作系统与系统软件 操作系统概述： 介绍操作系统的基本概念、功能和目标，包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理。 进程与线程： 深入讲解进程（Process）和线程（Thread）的概念，理解它们的状态、调度以及它们之间的通信与同步机制。 内存管理： 探讨各种内存管理技术，如分段（Segmentation）、分页（Paging）和虚拟存储器（Virtual Memory），理解它们如何提高内存利用率并保护进程空间。 文件系统： 介绍文件系统的结构、操作以及不同文件系统的特点。 系统调用： 讲解用户程序如何通过系统调用（System Calls）与操作系统进行交互，从而访问硬件资源和执行系统服务。 第五部分：计算机体系结构与性能评估 并行处理： 介绍多核处理器、多处理器系统以及GPU等并行计算架构，理解并行性在提升计算能力中的作用。 指令级并行（ILP）： 探讨更高级的指令级并行技术，如超标量（Superscalar）和VLIW（Very Long Instruction Word）架构。 多处理系统： 分析共享内存多处理器（SMP）和分布式内存多处理器（NUMA）的特点与通信模型。 性能度量与优化： 介绍衡量计算机系统性能的常用指标，如时钟周期、指令周期、MIPS、FLOPS等，并探讨影响性能的关键因素和优化策略。 三、 特色与亮点 由浅入深，逻辑严谨： 本书的结构设计充分考虑了读者的学习路径，从最基础的数字逻辑逐步过渡到复杂的系统架构，层层递进，确保知识体系的连贯性和完整性。 理论与实践相结合： 在讲解核心概念的同时，本书会引用具体的硬件实现和软件设计示例，帮助读者将抽象的理论与实际应用联系起来，提升理解深度。 强调“为何”和“权衡”： 我们不仅介绍计算机系统的组成和工作方式，更致力于分析各种设计选择背后的原理和权衡，帮助读者培养批判性思维和系统性分析能力。 适度的数学推导与图示： 必要的数学公式和概念推导将有助于加深理解，同时配合大量的图示和流程图，使复杂的概念更加直观易懂。 四、 学习价值 通过学习本书，读者将能够： 构建扎实的计算机系统知识基础： 掌握计算机从硬件到软件的各个层次的工作原理。 理解硬件与软件的交互机制： 深刻认识指令集架构在连接软硬件中的核心作用。 分析和评估计算机系统性能： 了解影响系统性能的关键因素，并具备一定的性能优化意识。 为后续深入学习打下基础： 为深入学习操作系统、计算机网络、编译原理、嵌入式系统等高级课程提供坚实的支撑。 提升解决复杂技术问题的能力： 培养从系统整体视角分析和解决问题的思维方式。 《计算机系统导论：原理与实践》 将是您探索计算机世界奥秘、提升专业技能的理想伴侣。

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