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計算機組織與結構

計算機組織與結構

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訂購需時10-14天
9789572161289
張慈牧、陳大任
全華科技
2008年2月20日
227.00  元
HK$ 215.65
省下 $11.35
 
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* 叢書系列:大專電子
* 規格:平裝 / 568頁 / 16k / 普級 / 單色印刷 / 初版
* 出版地:台灣


大專電子


專業/教科書/政府出版品 > 電機資訊類 > 電子









  本書涵蓋計算機結構中所有核心主題,每一主題基礎理論與實際設計並重,且將計算機結構與其他計算機系統設計領域之聯繫,闡述得淋漓盡致!精選的章尾習題更有助於讀者深入瞭解所涵蓋的內容。本書內容包含七大部份:背景與緣起、指令集架構、算數/邏輯單元、資料路徑與控制、記憶體系統設計、輸入/ 輸出與介面及進階架構,涵蓋了計算機結構中所有的核心主題,提供讀者對此領域一個平衡且完備的觀點。本書適用於大學、科大電子、資工系「計算機組織」、「計算機結構」之課程。

本書特色

1 . 涵蓋計算機結構中所有核心主題,每一主題基礎理論與實際設計並重。
2 . 將計算機結構與其他計算機系統設計領域之聯繫,闡述得淋漓盡致。
3 . 每章的內容均設計為具有承先啟後功能的單元,便於教學。
4 . 精選的章尾習題有助於深入瞭解所涵蓋的內容。
5 . 全書中所用的符號表示與專業術語均保持一致。



PART 1 背景與緣起
1. 組合數位電路 3
1.1 訊號、邏輯操作、邏輯閘 3
1.2  布林函數及運算式 6
1.3 設計邏輯閘電路系統 8
1.4 有用的組合部件 11
1.5 可程式化的組合部件 13
1.6  時間與電路考量 15
習 題 17
參考書目與進階讀物 20
2. 擁有記憶能力的數位電路 21
2.1 閂鎖、正反器、暫存器 21
2.2 有限狀態機 23
2.3 設計序向電路 25
2.4 有用的序向部件 27
2.5 可程式化的序向部件 30
2.6 事件的時脈與時間 31
習 題 33
參考書目與進階讀物 36
3. 計算機系統技術 37
3.1  從組件到應用 38
3.2 計算機系統與其部件 40
3.3 世代的進展 43
3.4 處理器與記憶體技術 47
3.5  周邊、I/O、通訊 49
3.6 軟體系統與應用程式 52
習 題 53
參考書目與進階讀物 55
4. 計算機效能 57
4.1 成本、效能、與成本/效能 57
4.2 定義計算機效能 60
4.3 效能增益與Amdahl定律 63
4.4  效能度量vs效能模型 65
4.5 計算機效能報告 70
4.6 更高效能的探索 72
習 題 74
參考書目與進階讀物 77

PART 2 指令集架構
5. 指令與定址 81
5.1 硬體的抽象觀點 81
5.2 指令格式 84
5.3 簡單的算數與邏輯指令 87
5.4?載入與儲存指令 88
5.5 跳躍與分支指令 90
5.6 定址模式 94
習 題 97
參考書目與進階讀物 99
6. 程序與資料 101
6.1 簡單的程序呼叫 101
6.2 使用堆疊來儲存資料 104
6.3 參數與運算結果 106
6.4 資料型別 108
6.5 陣列與指標 111
6.6 其他的指令 115
習 題 119
參考書目與進階讀物 121
7. 組合語言程式 123
7.1  機器與組合語言 123
7.2 組譯器命令 125
7.3 假指令 128
7.4 巨集指令 130
7.5 連結與載入 132
7.6 執行組譯器程式 133
習 題 136
參考書目與進階讀物 138
8. 指令集的各種樣貌 139
8.1  複雜指令 140
8.2 其他的定址模式 141
8.3 指令格式的各種型態 145
8.4 指令集設計與演進 146
8.5  RISC/CISC的分野 148
8.6 界線要畫在哪 150
習 題 153
參考書目與進階讀物 155

PART 3 算數/邏輯單元
9. 數字表示法 159
9.1 進位系統 159
9.2 數字集合與編碼 162
9.3  數字進位轉換 165
9.4 有號整數 166
9.5 定點數 169
9.6 浮點數 171
習 題 173
參考書目與進階讀物 176
10. 加法器與簡單的ALU 177
10.1 簡單的加法器 177
10.2 進位傳遞網路 179
10.3  計數與遞增 182
10.4 設計快速的加法器 183
10.5 邏輯與位移操作 186
10.6 多功能的ALU 189
習 題 191
參考書目與進階讀物 194
11. 乘法器與除法器 195
11.1 位移-加法乘法 196
11.2 硬體乘法器 199
11.3 用程式撰寫乘法 201
11.4 位移-減法除法 204
11.5 硬體除法器 207
11.6  用程式撰寫除法 210
習 題 212
參考書目與進階讀物 215
12. 浮點數算數 217
12.1 捨入模式 217
12.2 特殊值與例外 221
12.3 浮點數加法 224
12.4 其他的浮點數操作 226
12.5 浮點數指令 227
12.6 運算結果的精確度與誤差 231
習 題 234
參考書目與進階讀物 237

PART 4 資料路徑與控制
13. 指令執行步驟 241
13.1 一個小型的指令集合 242
13.2 指令執行單元 244
13.3 單週期的資料路徑 245
13.4 分支與跳躍 247
13.5 產生控制訊號 247
13.6  單週期設計的效能 250
習 題 252
參考書目與進階讀物 254
14. 控制單元構成 255
14.1 多週期的實作 256
14.2 時脈週期與控制訊號 258
14.3 控制狀態機 260
14.4 多週期設計的效能 262
14.5  微程式設計 264
14.6 例外處理 267
習 題 269
參考書目與進階讀物 271
15. 管線化的資料路徑 273
15.1 管線化的概念 274
15.2 管線推遲或氣泡 276
15.3 管線時脈與效能 279
15.4  管線化資料路徑設計 282
15.5 管線化控制 284
15.6 最佳化管線 285
習 題 288
參考書目與進階讀物 290
16. 管線效能的限制 291
16.1 資料相依與危障 291
16.2 資料轉送 294
16.3 管線分支危障 296
16.4 分支預測 297
16.5 進階管線化 299
16.6 管線中的例外 302
習 題 303
參考書目與進階讀物 306

PART 5 記憶體系統設計
17 主記憶體的概念 309
17.1 記憶體結構與SRAM 309
17.2 DRAM與更新週期 312
17.3 記憶體屏障 315
17.4  管線化與交錯式記憶體 317
17.5 非揮發性記憶體 319
17.6 記憶體階層的需求 320
習 題 323
參考書目與進階讀物 325
18. 快取記憶體的組織 327
18.1 快取的需求 327
18.2 是什麼讓快取運作? 330
18.3  直接映射的快取 332
18.4 集合關連式快取 334
18.5 快取與主記憶體 336
18.6 改善快取效能 338
習 題 340
參考書目與進階讀物 343
19. 巨量記憶體的概念 345
19.1?磁碟記憶體的基礎概念 346
19.2  磁碟上的資料組織 348
19.3 磁碟效能 351
19.4 磁碟快取 352
19.5 磁碟陣列與RAID 353
19.6  其他種類的巨量記憶體 357
習 題 359
參考書目與進階讀物 362
20. 虛擬記憶體與分頁 363
20.1 虛擬記憶體的需求 364
20.2 虛擬記憶體中的位址轉譯 365
20.3 轉譯備用緩衝區 368
20.4 分頁置換策略 371
20.5 主記憶體與巨量記憶體 374
20.6 改善虛擬記憶體效能 375
習 題 378
參考書目與進階讀物 380

PART 6 輸入/輸出與介面
21. 輸入/輸出裝置 383
21.1  輸入/輸出裝置及其控制器 383
21.2 鍵盤與滑鼠 385
21.3 視覺顯示單元 387
21.4 硬複製輸入/輸出裝置 390
21.5 其他輸入/輸出裝置 394
21.6 輸入/輸出裝置的網路 396
習 題 398
參考書目與進階讀物 401
22. 輸入/輸出規劃 403
22.1 I/O效能與評估標準 403
22.2 輸入/輸出的定址 405
22.3  排程式的I/O:輪詢機制 408
22.4 需求導向式的I/O:中斷機制 409
22.5 I/O資料傳輸與DMA 410
22.6  提升I/O的效能 413
習 題 417
參考書目與進階讀物 420
23. 匯流排、連結、介面 423
23.1 系統內與系統間連結 423
23.2 匯流排與其吸引力 427
23.3 匯流排通訊協定 429
23.4 匯流排仲裁與效能 431
23.5 介面連接的基礎概念 434
23.6 介面連接標準 435
習 題 438
參考書目與進階讀物 441
24. 工作區切換與中斷 443
24.1 進行I/O的系統呼叫 443
24.2 中斷、例外、與陷阱 445
24.3  簡單的中斷處理 447
24.4 巢狀中斷 450
24.5 工作區切換的種類 451
24.6 執行緒與多緒執行 454
習 題 455
參考書目與進階讀物 457

PART 7 進階架構
25. 邁向高效能之路 461
25.1 過往與現今的效能趨勢 461
25.2 效能導向的ISA擴充 464
25.3 指令層級的平行化 467
25.4  測度與數值預測 470
25.5 特殊用途硬體加速器 473
25.6 向量、陣列與平行處理 475
習 題 478
參考書目與進階讀物 481
26. 向量與陣列處理 483
26.1 向量上的操作 484
26.2 向量處理器實作 486
26.3  向量處理器的效能 490
26.4 共用控制系統 492
26.5 陣列處理器實作 493
26.6 陣列處理器效能 495
習 題 496
參考書目與進階讀物 499
27. 共用記憶體多重處理 501
27.1 集中式共用記憶體 501
27.2  多重快取與快取統一性 505
27.3 實作對稱式多處理器 507
27.4 分散式共用記憶體 510
27.5 指引資料存取的目錄 512
27.6 實作非對稱式多處理器 514
習 題 516
參考書目與進階讀物 519
28. 分散式多重運算 521
28.1 透過訊息傳遞的通訊 521
28.2 互連網路 525
28.3 訊息構成與繞送 527
28.4  建造並使用多重計算機 530
28.5 以網路為基礎的分散式運算 532
28.6 網格運算與前景 534
習 題 536
參考書目與進階讀物 539




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