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目录 1

序言 1

致教师 1

第一章　引言 1

1.1　语言、级和虚拟机 2

1.2　现代的多级机 3

1.3　多级机的历史演变 5

1.4　硬件、软件和多级机 7

1.5 进程 8

1.6　本书的概要 11

第二章　计算机系统的构成 14

2.1　处理器 14

2.1.1　指令的执行 15

2.1.2　指令的并行执行 16

2.2.1　位 18

2.2 存贮器 18

2.2.2　存贮器地址 19

2.2.3　特征位 20

2.2.4　辅助存贮器 21

磁带 21

磁盘 22

磁鼓 22

光存贮器 24

2.3　输入／输出 24

2.3.1 I/O设备 24

2.3.2　I/O处理器 25

2.3.3　字符编码 25

2.3.4　误差校正码 25

2.3.5　从频编码 28

2.4　信息的传送 31

2.4.1　数据通路 31

2.4.2　远程通信 32

调制 33

异步和同步传输 33

单向、半双向、全双向传输 35

2.5　计算机网络 35

2.6　分布式计算机 37

第三章　传统机器级 43

3.1 几个传统机器级的例子 43

3.1.1　IBM360和370系列 43

3.1.2 CDC6000、Cyber70和Cyber170 48

3.1.3 DEC PDP-11 51

3.2 指令的格式 54

3.2.1　指令格式的设计准则 55

3.2.2　扩展操作码 56

3.2.3　指令格式的几个例子 57

3.3 定址法 61

3.3.1　立即定址法 62

3.3.2　直接定址法 63

3.3.3　寄存器定址法 63

3.3.4　间接定址法 64

3.3.5　变址 65

3.3.6　基地址寄存器 66

3.3.7　堆栈定址法 67

逆波兰法 68

逆波兰法表达的公式的计算 70

3.3.8　PDP-11的定址方法 72

3.3.9　关于定址方式的讨论 75

3.4　指令的类型 76

3.4.1　数据传送指令 76

3.4.2　双操作数运算 77

3.4.3　单操作数运算 79

3.4.4　比较和条件转移 81

3.4.5　转子指令 82

3.4.6　循环的控制 83

3.4.7　输入／输出 84

3.5　数据的表示法 87

3.5.1　整数 87

3.5.2　浮点数 87

3.5.3　布尔量 87

3.5.4　字符 88

3.5.5　字符串 88

3.5.6　数组 90

内情向量 90

有界变址法 92

3.6　流程的控制 92

3.6.1　顺序流程的控制及转移 92

3.6.2　子程序 93

3.6.3　联立子程序 99

3.6.4　陷井（中断） 101

3.6.5 中断 102

第四章　微程序级 111

4.1　处理器的部件 111

4.1.1 寄存器 112

4.1.2　总线 112

4.1.3　门 112

4.1.4　钟 113

4.1.5　存贮器的接口 113

4.1.6　算术逻辑部件 114

4.1.7　处理器元件的组装 115

4.2　基本操作 116

4.2.1 寄存器间的传输 116

4.2.2　存贮器的读和写 117

4.2.3　位测试 117

4.3　假想的目标机器级 117

4.4　假想的宿主机器级 119

4.4.3　宿主级的门和数据通路 120

4.4.2　宿主级的ALU 120

4.4.1　宿主机器级的寄存器 120

4.5　开门顺序 123

4.5.1　子周期 123

4.5.2　ADD指令的开门顺序 124

4.6　微程序化的开门控制 125

4.6.1　微指令 125

4.6.2　微程序的执行 126

4.6.3　一台两级的机器 128

4.7　微程序设计语言 128

4.7.1　GATE微指令的表示方法 128

4.7.2　TEST微指令的表示方法 129

4.8 目标机的解释程序 130

4.8.1　乘法指令的解释 132

4.8.2　除法指令的解释 134

4.8.3　前景 135

4.9.1　编码字段 136

4.9　微程序级的设计 136

4.9.2　横向与纵向结构 137

4.9.3　存贮器周期的比值和重叠执行 140

4.9.4　毫微存贮器 142

4.9.5　通用的与专用的微程序级 143

4.9.6　微程序级的结构的评价 144

4.10　微程序设计的优、缺点 145

4.11　IBM370/125的微程序级 147

4.11.1 IBM370/125的微程序级的结构 147

4.11.2 IBM3125的微指令 150

4.12 PDP-11/40的微程序级 151

4.12.1 PDP-11/40的微程序级的结构 151

4.12.2 单总线的操作 154

4.12.3 PDP-11/40的微指令 155

4.13 BURROUGHS B1700 158

4.13.1 B1700的结构 158

4.13.2 B1700的指令系统 162

5.1 操作系统机器级的实现 167

第五章 操作系统机器级 167

5.2 虚拟的I/O指令 168

5.2.1 连贯的文件 169

5.2.2 随机存取的文件 171

5.2.3 虚拟I/O指令的实现 172

5.2.4 IBM370的虚拟I/O 175

5.2.5 Cyber70的虚拟I/O 178

5.2.6 PDP-11的虚拟I/O 181

5.2.7 第3级I/O的比较 183

5.3 用于并行处理的虚拟指令 183

5.3.1 进程的产生和破坏 184

5.3.2 竞态条件 185

5.3.3 用信标使进程同步 187

5.3.4 用于进程间通信的指令 189

5.4.1 目录管理指令 190

5.4 其他的3级指令 190

5.4.2 3级机的配置变换 191

5.5 虚拟存贮器 193

5.5.1 分页 193

5.5.2 分页的实现 195

5.5.3 请求式页面调度和工作集合模型 198

5.5.4 页面替换策略 200

5.5.5 涂改位 201

5.5.6 硬件实现地址对照 202

5.5.7 页面的大小和碎片 202

5.5.8 超高速缓冲存贮器 203

5.5.9 分段 204

5.5.10 PDP-11的虚拟存贮器 207

棋盘残局 209

5.5.11 MULTICS的虚拟存贮器 210

5.5.12 IBM370的虚拟存贮器 213

5.5.13 段式虚拟存贮器和文件I/O 214

5.6 作业控制语言 215

第六章 汇编语言级 224

6.1 汇编语言入门 224

6.1.1　什么是汇编语言 225

6.1.2　汇编语言语句的格式 225

6.1.3　汇编语言和PL/I的比较 227

6.1.4　程序调整 228

6.2 汇编过程 229

6.2.1　两遍汇编程序 230

6.2.2　第一遍 230

6.2.3　第二遍 234

6.3　查找和分类 235

6.3.1 查找 236

6.3.2　线性查找法 236

6.3.3　折半查找法 237

6.3.4　分类或排序 239

6.3.5　混列编码 240

6.3.6　混列函数和冲突 243

6.3.7　相联技术的比较 245

6.4 宏功能 246

6.4.1　宏定义、宏调用和宏扩展 246

6.4.2　带参数的宏功能 248

6.4.3　条件宏扩展 248

6.4.4　宏调用的嵌套 250

6.4.5　递归宏调用 251

6.4.6　嵌套的宏定义 253

6.4.7　在汇编程序内的宏功能的实现 253

6.5　连接和装入 254

6.5.1 由连接程序所完成的任务 255

6.5.2　目标模块的构成 258

6.5.3　地址固定时间和动态再定位 258

6.5.4　动态连接 260

第七章　多级机 268

7.1　实现新级的方法 268

7.1.1　解释 268

7.1.2　翻译 269

通用的宏处理程序 270

7.1.3　过程扩展 271

7.2　多级机的设计策略 272

7.2.1　自上而下的设计 272

7.2.2　由下而上的设计 273

7.2.3　中间向外的设计方法 275

7.3　程序可移植性 275

7.3.1　通用程序设计语言 276

7.3.2　强制法 277

7.3.3　UNOCL（面向语言的通用计算机） 278

7.3.5　仿真 282

7.4　自虚拟机 283

7.3.6　网络 283

7.4.1　IBM VM/370系统 284

7.4.2 自虚拟机的目的 285

自虚拟机和分时 286

操作系统测试 286

机密数据的保护 286

7.4.3　自虚拟机的实现 287

7.3.4　自理虚拟机 288

异常和虚拟机失误 288

虚拟机I/O的模拟 289

自修改通道程序 289

映影页表 290

7.5　高级机体系结构 292

7.5.1　定址和解说符 293

7.5.2　高级机指令 297

7.5.3　高级机的优点和缺点 299

8.1.2　汇编程序和汇编语言程序设计 302

8.1.1　定址和指令 302

第八章　对进一步阅读材料的推荐和参考目录 302

8.1　对进一步阅读材料的推荐 302

8.1.3　二进制数和运算 303

8.1.4　字符编码、冗余和非冗余 304

8.1.5　计算机结构 304

8.1.6　传统机器级 305

8.1.7　死锁 306

8.1.8　文件系统 306

8.1.9　高级机 307

8.1.10　输入／输出 308

8.1.11　连接程序和加载程序 308

8.1.12　宏功能 308

8.1.13　微程序级 309

8.1.14　多级计算机 310

8.1.15　网络 311

8.1.16　操作系统 312

8.1.17　并行处理 313

8.1.18 自虚拟机 313

8.1.19　符号表 314

8.1.20　远距离通信 315

8.1.21　虚拟存贮器 316

8.2　按字母顺序排列的参考目录 317

附录 321

A 有限精度运算和二进制数 321

A.1　有限精度的数 321

A.2　基和数系 322

A.3　从一个基到另一个基的变换 323

A.4　负的二进制数 325

A.5　二进制运算 326

B 浮点数 328

C 布尔代数 333