计算机系统结构 原书第2版PDF电子书下载

第一部分　计算机的基本功能及其构成第1章 导论：软硬件接口 1

1.1 计算机系统及网络通信的重要性 1

1.2　硬件和软件的互相依赖 2

1.3　硬件编程：VHDL 3

1.4　人人都应了解的系统管理问题 4

1.5　语音、图像和数据：技术的趋同现象 5

1.6　窗口界面（WIMP） 5

1.7　因特网：连接所有的网络 7

1.8　使用PC：学习CSA的更多理由 9

1.9　小结 10

实习作业 10

练习 10

课外读物 11

第2章 冯·诺依曼体系结构的特征 13

2.1　以2为基：二进制的优点 13

2.2　程序控制存储：通用机器 13

2.3　指令代码：控制机器动作的指令系统 14

2.4　转换：编译器和汇编器 15

2.5　链接：将程序组合到一起 16

2.6　解释器：执行高级命令 16

2.7 代码共享和重用：不要总是从头做起 17

2.8　数据编码：数值和字符 18

2.9　操作系统：Unix和Windows 20

2.10　客户机服务器计算：网络时代的方式 22

2.11　可重配置硬件：读取－执行的另一种替代方式 23

2.12　小结 23

实习作业 23

练习 24

课外读物 24

附录：以11为基的计数 25

第3章 功能部件和读取－执行周期 26

3.1 各部分的命名：CPU、存储器、IO单元 26

3.2 CPU的读取－执行周期：高速且单调 29

3.3　系统总线：同步或异步 31

3.4　系统时钟：指令周期时序 32

3.5　预取：前期工作以使速度得到提高 34

3.6　存储器长度：寻址宽度 35

3.7　字节次序：微软与Unix，以及Intel与Motorola 36

3.8　简单的输入输出：并行端口 38

3.9　小结 38

实习作业 38

练习 39

课外读物 39

第4章　构成计算机的逻辑电路：控制单元 40

4.1 电子积木和逻辑电路：模块化器件的优点 40

4.2　基本逻辑门 40

4.3　真值表和多路复用器：简单但有效的设计工具 42

4.4　可编程逻辑器件：可重新配置的逻辑芯片 44

4.5　交通灯控制器：无法避免 46

4.6　根据真值表实现电路：一些实用提示 47

4.7　译码器逻辑：控制单元及存储器的根本所在 48

4.8　CPU控制单元：“核心“ 49

4.9　洗衣机控制器：简单的CU 49

4.10　RISC与CISC译码：使计算机的处理速度更快 52

4.11　小结 53

实习作业 53

练习 54

课外读物 54

第5章 构成计算机的逻辑电路：算术逻辑单元 55

5.1　德·摩根等价定律：逻辑互换性 55

5.2　二进制加法：半加器、全加器、并行加法器 55

5.3　二进制减法：2的补码的整数格式 57

5.4　二进制移位：桶形移位器 58

5.5　整数乘法：移位和相加 60

5.6　浮点数：从极大到极小 63

5.7　小结 65

实习作业 66

练习 66

课外读物 66

第6章 计算机的逻辑构成：存储器 67

6.1　数据存储 67

6.2　存储设备 68

6.3　静态存储器 69

6.4　动态存储器 70

6.5　DRAM刷新 71

6.6　分页访问存储器：EDO和SDRAM 71

6.7　存储器映射：寻址和译码 73

6.8　IO端口映射 75

6.9　小结 77

实习作业 77

练习 77

课外读物 78

第7章　Intel奔腾CPU 79

7.1　奔腾：高性能的微处理器 79

7.2　CPU寄存器：数据和地址变量的临时存储区 82

7.3　指令集：基本奔腾指令集简介 85

7.4　指令的结构：CU如何理解指令 86

7.5　CPU状态寄存器：十分短期的存储空间 87

7.6　寻址方式：构建有效地址 89

7.7　执行流水线：RISC加速技术 90

7.8　奔腾4：扩展 91

7.9　Microsoft Developer Studio：调试器的使用 92

7.10　小结 94

实习作业 95

练习 95

课外读物 96

第8章　子例程 97

8.1 子例程的目的：节省空间和精力 97

8.2　返回地址：堆栈的引入 98

8.3　使用子例程：HLL程序设计 99

8.4　堆栈：大多数操作的基本要素 100

8.5　参数传递：将子例程具体化 100

8.6　堆栈框架：所有局部变量 102

8.7 对HLL的支持：CPU针对子例程处理的特性 104

8.8　中断服务例程：由硬件调用的子例程 104

8.9　访问操作系统例程：后期绑定 105

8.10　小结 106

实习作业 106

练习 106

课外读物 106

第9章　简单的输入输出 107

9.1 基本IO方法：轮询、中断和DMA 107

9.2　外设接口寄存器：程序员的角度 108

9.3　轮询：单字符IO 111

9.4　中断处理 114

9.5　关键数据的保护：如何与中断通信 119

9.6　缓冲IO：驱动中断设备的驱动程序 122

9.7　直接内存访问：自治的硬件 123

9.8　单字符IO：屏幕和键盘例程 124

9.9　小结 125

实习作业 126

练习 126

课外读物 126

第10章 串行通信 127

10.1 串行传输：数据、信号和时序 127

10.2　数据的格式：编码技术 127

10.3　时序同步：频率和相位 129

10.4　数据编码和错误控制：奇偶校验、检验和、汉明码和CRC 131

10.5　流量控制：硬件和软件方法 137

10.6 16550 UART：RS232 138

10.7　串行鼠标：机械或光学 142

10.8　串行端口 144

10.9　USB：通用串行总线 144

10.10　调制解调器：载波调制 147

10.11　小结 151

实习作业 152

练习 152

课外读物 152

第11章　并行连接 153

11.1　并行接口 153

11.2　Centronics：大于打印端口但小于总线 153

11.3　SCSI：小型计算机系统接口 155

11.4　IDE：智能驱动电路 158

11.5 AT/ISA：计算机标准的成功案例 158

11.6　PCI：外设部件的互连 160

11.7　即插即用：自动配置 162

11.8 PCMCIA：个人计算机存储卡国际联盟 163

11.9小结 164

实习作业 165

练习 165

课外读物 165

第12章　存储体系 166

12.1　系统的性能 166

12.2　访问局部化：利用重复 167

12.3　指令及数据的高速缓存：匹配内存和CPU的速度 171

12.4　高速缓存映射 172

12.5　虚拟内存：分段和按需页面调度 174

12.6　地址公式化：时间、地点和数量 178

12.7　硬盘使用：参数、访问调度和数据安排 179

12.8　性能提高：块、高速缓存、碎片整理、调度、RAM磁盘 181

12.9　光盘：CD-DA、CD-ROM、CD-RW和DVD 182

12.10　DVD：数字通用光盘 184

12.11　MPEG：视频和音频压缩 185

12.12　闪存：新型软盘 190

12.13　小结 190

实习作业 190

练习 191

课外读物 191

第二部分 网络通信及复杂性的增加 193

第13章 程序员的观点 193

13.1 不同的观点与不同的需求 193

13.2　应用程序用户及办公软件包 193

13.3　系统管理：软件安装和维护 195

13.4 HLL程序员：Java、C＋＋和BASIC 198

13.5　系统编程：汇编和C 200

13.6　硬件工程师：硬件的设计和维护 202

13.7　分层虚拟机：体系结构简介 202

13.8　汇编器：简单的转换器 203

13.9　编译器：转换及其他诸多工作 204

13.10　小结 205

实习作业 205

练习 205

课外读物 206

第14章 局域网 207

14.1 用户之间的纽带：电子邮件、打印机和数据库 207

14.2　PC网络接口：布线和接口卡 210

14.3　以太网：带冲突检测的载波侦听、多路访问 213

14.4　局域网的寻址：逻辑和物理方案 215

14.5　主机名：另外一个转换层 217

14.6　分层和封装：TCP/IP软件堆栈 217

14.7　网络文件系统：跨网络共享文件 218

14.8　网络的互连：网关 219

14.9　socket编程：WinSock简介 220

14.10　小结 222

实习作业 223

练习 223

课外读物 224

第15章 广域网 225

15.1　Internet的起源 225

15.2　TCP/IP基本协议 226

15.3　TCP错误处理和流量控制 229

15.4　IP路由：数据包如何找到正确的路径 230

15.5　DNS：分布式域名数据库 234

15.6　万维网的起源 236

15.7　浏览Web：Netscape Navigator 236

15.8　HTTP 239

15.9　搜索引擎Google 241

15.10　操作系统互连：一种理想的方案 243

15.11　小结 245

实习作业 245

练习 245

课外读物 246

第16章　其他网络 247

16.1 PSTN：电话网络 247

16.2　Cellnet：移动通信提供商 251

16.3　ATM：异步传输模式 257

16.4　消息传递：无线寻呼和分组无线网络 260

16.5　ISDN：全数字 261

16.6　DSL：数字用户线路 264

16.7　有线电视：数据传输设施 264

16.8　小结 266

实习作业 267

练习 267

课外读物 267

第17章　操作系统 269

17.1 历史渊源：基本功能的发展 269

17.2　Unix：操作系统的里程碑 271

17.3　概要结构：模块化 273

17.4　进程管理：初始化和调度 273

17.5　调度决策：时间片划分、抢先和协作 277

17.6　任务通信：管道和重定向 278

17.7　排斥和同步：信号量和信号 279

17.8 内存分配：malloc（）和free（） 283

17.9　用户界面：GUI和外壳 284

17.10　输入输出管理：设备处理程序 285

17.11　小结 287

实习作业 287

练习 287

课外读物 288

第18章　Windows XP 289

18.1　Windows GUI：满足用户的需求 289

18.2　Win32：推荐的用户API 290

18.3　进程和线程：多任务 290

18.4　内存管理：虚拟内存的实现 291

18.5　Windows注册表：集中化的管理数据库 291

18.6　NTFS：Windows NT文件系统 293

18.7　文件访问：ACL、权限和安全 293

18.8　共享软件组件：OLE、DDE和COM 295

18.9　Windows XP主机：Winframe终端服务器 295

18.10　小结 296

实习作业 296

练习 296

课外读物 296

第19章　档案管理系统 298

19.1 数据存储：文件系统和数据库 298

19.2　PC文件分配表：FAT 303

19.3　Unix索引节点：不同的方式 305

19.4 Microsoft NTFS 308

19.5　RAID：更安全的磁盘子系统 309

19.6　文件安全：访问控制 311

19.7　CD可移植文件系统：多个区段内容清单 312

19.8　小结 313

实习作业 313

练习 313

课外读物 314

第20章 图形输出 315

20.1　计算机和图形：捕获、存储、处理和重现 315

20.2　PC图形接口卡：图形协处理器 320

20.3　激光打印机：机电一体化 323

20.4　Adobe PostScript：页面描述语言 325

20.5　WIMP：重塑计算机的形象 327

20.6　Win32：图形API及其他 328

20.7　X窗口系统：分布式处理 329

20.8　MMX技术：辅助图形计算 329

20.9　小结 330

实习作业 330

练习 331

课外读物 331

第21章　RISC处理器：ARM和SPARC 332

21.1 RISC的优点：更高的指令吞吐量 332

21.2　流水线技术：更多的并行操作 335

21.3　超标量方法：并行的并行 336

21.4　寄存器存储：更多的CPU寄存器 336

21.5　分支预测方法：流水线的维护 338

21.6　编译器支持：RISC的重要组成部分 339

21.7　ARM 32位CPU的起源 339

21.8　StrongARM处理器：32位微控制器 345

21.9　HP iPAQ:StrongARM PDA 347

21.10　Puppeteer:StrongARM SBC 348

21.11　Sun SPARC:RISC架构的标量处理器 350

21.12　嵌入式系统：交叉开发技术 351

21.13　小结 352

实习作业 352

练习 352

课外读物 353

第22章 VLIW处理器：EPIC安腾 354

22.1　安腾64位处理器简介 354

22.2　安腾汇编语言：对CPU控制更多 359

22.3　运行时调试：gvd/gdb 363

22.4　未来的处理器设计 364

22.5　小结 364

实习作业 365

练习 365

课外读物 365

第23章　并行处理 366

23.1　并行处理基础 366

23.2　指令级并行：流水线化 368

23.3　超标量：多执行单元 368

23.4　未来的对称、共享内存并行处理 368

23.5　单芯片多处理器：IBM Cell 370

23.6　集群和网格：应用级并行 372

23.7　小结 373

实习作业 374

练习 374

课外读物 374

附录　Microsoft Visual Studio 8 Express版 375

术语表 383

参考文献 396