大学计算机 思想、架构与硬件PDF电子书下载

第1章 思想：历史串起的珍珠 1

1.1 从蛮荒走向文明：数与计算 1

1.2 黑暗中的思想火花：将思维注入机械 3

1.2.1 原始工具：辅助存储 4

1.2.2 初期机械式计算：自动计算萌芽 8

1.2.3 巴贝奇与阿达：将思想的力量注入机械 10

1.2.4 机电式计算：黎明前的曙光 14

1.3 连接两个世界：逻辑与电路 17

1.3.1 二进制与数理逻辑 17

1.3.2 继电器与电子管 20

1.3.3 奇异的结合：逻辑与电路 22

1.3.4 完美的效果：加法解决一切 26

1.4 理论的奠基：图灵和图灵机 27

1.4.1 图灵机 27

1.4.2 解谜者 30

1.4.3 ACE报告 31

1.4.4 人工智能之父 33

1.5 架构大师：冯·诺依曼 35

1.5.1 名不符实的ENIAC 35

1.5.2 名满天下的EDVAC报告草案 37

1.5.3 儿孙满堂然后是计算机之父 39

1.6 发明引领：计算机发展的几个历史阶段 40

小结 44

复习题 44

第2章 编码：机器与世界的对话 46

2.1 数值的编码 46

2.1.1 数制转换 46

2.1.2 整数编码 47

2.1.3 浮点数编码 48

2.2 字符的编码 49

2.2.1 ASCII编码 49

2.2.2 汉字编码 50

2.2.3 ANSI 51

2.2.4 Unicode 51

2.3 图形与图像的编码 54

2.3.1 图像编码 54

2.3.2 分辨率 54

2.3.3 图形编码 55

2.3.4 视频编码 56

2.4 声音的编码 56

2.4.1 采样 57

2.4.2 量化与编码 57

2.4.3 数据量计算 58

2.4.4 声音的还原 58

2.5 编码数据压缩 58

2.5.1 文本数据压缩 59

2.5.2 图像数据压缩 59

2.5.3 音频数据压缩 59

2.5.4 视频数据压缩 60

小结 60

复习题 61

第3章 架构：计算机内部结构探秘 62

3.1 经典计算机结构——冯·诺依曼结构 62

3.1.1 冯·诺依曼计算机的设计思想 62

3.1.2 冯·诺依曼计算机的基本结构 63

3.1.3 风暴之中的《报告草案》和“计算机之父” 65

3.2 存储器组织 67

3.2.1 存储器的逻辑结构 67

3.2.2 存储器容量与存储器地址位数 68

3.3 处理器功能与逻辑结构 68

3.3.1 处理器的功能 69

3.3.2 处理器的逻辑结构 69

3.4 冯·诺依曼计算机的工作过程 71

3.4.1 指令与程序的存储 71

3.4.2 程序的自动执行原理 72

3.4.3 硬件和软件的划分：各司其职的设计哲学 74

3.5 计算机的总线架构 78

3.5.1 总线架构的基本概念 78

3.5.2 计算机硬件结构的扩展：分层次的多总线架构 84

3.6 计算机的分层存储体系 86

3.6.1 为什么需要多种类型存储器：性能与成本的平衡之道 86

3.6.2 计算机硬件结构的扩展：计算机的分层存储体系 87

3.6.3 有关分层存储的思维扩展 90

小结 91

复习题 92

第4章 原理：计算机系统是如何工作的 94

4.1 计算机系统 94

4.1.1 计算机系统的构成 94

4.1.2 硬件功能的扩展：操作系统 95

4.2 计算机的操作系统管理 96

4.2.1 外存与文件管理 96

4.2.2 存储器管理 101

4.2.3 处理器管理 106

4.2.4 其他功能 111

4.2.5 本节小结 112

4.3 计算机的运行 113

4.3.1 程序的运行 113

4.3.2 计算机的启动 115

4.3.3 计算机的关闭 116

小结 117

复习题 117

第5章 硬件：打开计算机的机箱 118

5.1 主板 118

5.1.1 主板的结构 118

5.1.2 主板芯片组 119

5.1.3 常见的主板插槽与接口 122

5.2 微处理器的硬件特性 130

5.2.1 微处理器的基本技术参数 130

5.2.2 典型的微处理器及生产厂商 132

5.3 内存 136

5.3.1 半导体存储器的分类 137

5.3.2 内存的基本技术参数 138

5.3.3 随机存储器 140

5.4 外存 142

5.4.1 硬盘 142

5.4.2 光盘 148

5.4.3 移动存储器 150

5.5 显卡与显示器 152

5.5.1 显卡的功能与结构 152

5.5.2 显卡的性能指标 154

5.5.3 显示器 156

5.6 网络设备 158

5.6.1 网络线缆 158

5.6.2 网络硬件设备 160

小结 162

复习题 162

第6章 应用：IT时代的齿轮 163

6.1 数值计算 163

6.2 信息管理 164

6.3 辅助设计 168

6.3.1 计算机辅助设计 168

6.3.2 计算机辅助制造 170

6.3.3 计算机辅助诊断 171

6.3.4 计算机辅助教育 172

6.4 控制与监测 173

6.5 人工智能 175

6.5.1 概述 175

6.5.2 人工智能的研究及应用领域 176

小结 181

复习题 181

第7章 未来：你是谁 182

参考文献 183