新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构

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裘雪红,李伯成 著
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  • 计算机组成原理
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出版社: 西安电子科技大学出版社
ISBN:9787560627052
版次:1
商品编码:10984721
包装:平装
开本:16开
出版时间:2012-03-01
用纸:胶版纸
页数:399
字数:607000
正文语种:中文

具体描述

内容简介

《新世界计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》主要讲述计算机的基本体系结构、基本组成原理和基本实现方法,涉及的内容从计算机底层的CPU核心直到最上层的并行系统架构,介绍了从单机、多机到集群的各种计算机系统中采用的指令设计与流水线处理技术、存储体系与存储技术、输入/输出系统与I/O技术、并行体系结构及互连技术等成熟与新技术,并结合新产品、新系统说明各种技术的应用。
《新世界计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》力求语言精练,深入浅小,通俗易懂.重点突出;在强悯原理的同时,注前技术与实例的结合;在强调基础知识的同时,注重新技术的融八。
《新世界计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》与教育部计算机教学指导委员会计算机争专业教学分委员会制定的计算机科学与技术专业规范中建议的“计算机组织与体系结构”教学大纲和ACM/1EEF-CS课程指南吻合,涵盖了全国硕十研究生入学考试计算机科学与技术学科联考大纲中“计算机组成原理”课程的内容,适用于“计算机组织与体系结构”和“计算机组成原理”课程的教学与自学,能够给学生建立完整的计算机组成与体系结构的基本概念和知识体系。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 计算机的发展史
1.1 1 发展历史
1.1.2 摩尔定律
1.2 计算机的基本组成
1.2.1 硬件系统
1.2.2 软件系统
1.3 计算机的层次概念
1.3 1 汁算机系统的层次结构
1.3.2 计算机系统结构、组成与实现
1.4 计算机的分类及眭能描述
1.4.1 计算机的分类
1.4.2 计算机系统性能描述
习题

第2章 计算机系统中的数据表示
2.1 数据编码
2.1.1 数值数据的编码
2.1.2 数据的浮点表示
2.1.3 BCD码
2.2 非数值数据的编码
2.2.1 ASC,II码
2.2.2 汉字编码
2.3 检错与纠错码
2.3.1 奇偶校验码
2.3.2 海明码
2.3.3 循环冗余校验码
习题

第3章 运算方法与运算器
3.1 定点数运算
3.1 1加减运算
3.1.2 乘法运算
3.1.3 除法运算
3.2 算术逻辑运算部件
3.2.1 单元电路
3.2.2 算术逻辑单元集成芯片
3.2.3 运算器的结构
3.3 浮点运算
3.3.1 加减运算
3.3 2 乘除运算
3.3 3 浮点运算的实现
习题

第4章 存储系统
4.1 存储系统概述
4.1.1 存储系统的层次结构
1.1.2 存储器的分类
4.1 3存储器的性能指标
4.2 内部存储器(主存储器)
4.2.1 随机读写存储器RAM
4.2.2 只读存储器R()M
4.2 3 其他存储器
4.3 高速缓冲存储器
4.3.1 工作原理
4.3.2 地址映射
4.3.3 替换算法
4.3.4 主存与Cache内容的一致性问题
4.3 5 Cache性能分析
4.4 虚拟存储器
4.4.1 虚拟存储器的概念
4.4.2 虚拟存储器的管理
4.4.3 几点说明
4.5 外部存储器(辅助存储器)
4.5.1 磁表面存储器
4.5.2 光存储器
4.5.3 移动存储设备
习题
第5章 指令系统
5.1 指令系统概述
5.2 指令系统结构层定义
5.2.1 存储模式
5.2.2 寄存器组织
5.2.3 数据类型
5.2.4 指令
5.3 指令设计
5.3.1 指令格式
5.3.2 地址码设计
5.3.3 操作码设计
5.3.4 指令长度设计
5.4 基本寻址方式
5.5 CIS(:与RISC
5.5.1 指令系统结构的发展
5.5.2 CISC
5.5.3 RISC
5.6 典型指令系统
5.6.1 IntelCPU指令系统
5.6.2 MIPS指令系统
习题

第6章 中央处理器(CPU)
6.1 CPU结构和微操作
6.1.1 CPU的功能与结构
6.1.2 指令周期
6.1.3微操作
6.1.4 控制器的组成
6.2 硬布线控制器设计
6.3 微程序控制器设计
6.3.1 微程序控制原理
6.3.2 微指令设计
6.3.3 微程序设计
6.3.4 微程序控制器设计
6.4 微程序控制器与硬布线控制器的比较
6.5 CPU性能的测量与提高
6.5 1 CPU性能测量
6.5.2 提高CPU速度的策略
6.6 CPU中的新技术
6.6.1 多核技术
6.6 2 多线程技术
6.6.3 多核十多线程技术
6.7 典型的(CPU
6.7.1 Intel的CPU
6.7.2 Sun的CPU
6.7 3 MIPS的CPU
习题

第7章 流水线技术与指令级并行
7.1 流水线处理的概念
7.1 1流水线的一般结构
7.1.2 流水线的类型
7.2 浮点运算流水线
7.2.1 浮点加减运算流水线
7.2.2 浮点乘除运算流水线
7.3 指令流水线
7.3.1 基本的指令流水线
7.3.2 指令流水线策略
7.4 流水线性能度量
7.4.1 时一空图
7.4.2 吞吐率
7.4.3 加速比
7.4 4 效率
7.4.5 吞吐率、加速比和效率的关系
7.4.6 流水线性能分析
7.5 指令流水线的性能提高
7.5.1 流水线的基本性能问题
7.5.2 结构相关
7.5.3 数据相关
7.5.4 控制相关
7.6 多发射处理器
7.6 超标量处理器
7.6.2 超长指令字处理器
7.6 3 多发射处理器的限制
7.7 指令级并行的概念
7.7.1 指令流水线的限制
7.7 2 突破指令流水线限制的途径
7.7 3 指令级并行的限制
习题

第8章 总线与输入/输出系统
8.1 概述
8.2 总线
8.2.1 总线类型与结构
8.2.2 总线的信息传输方式
8.2.3 总线仲裁
8.2.4 典型的总线
……
第9章 并行体系结构
参考文献

前言/序言


《计算机组成与系统结构》 本书作为“新世纪计算机类专业规划教材”系列之一,旨在为计算机科学与技术、软件工程等相关专业本科生提供扎实、系统、前沿的计算机组成原理和系统结构知识。本书紧密结合当前计算机技术的发展趋势,以培养学生理解计算机底层工作机制、掌握系统优化方法、具备分析和设计复杂计算机系统的能力为核心目标。 内容精要: 全书共分为十二章,结构严谨,逻辑清晰,层层递进,确保学生在学习过程中能够逐步构建起对计算机系统完整而深刻的认识。 第一部分:基础篇 第一章:绪论 系统介绍计算机科学与技术学科的地位和发展历程。 阐述计算机系统硬件和软件的相互关系,以及计算机组成原理和系统结构在整个计算机科学体系中的重要性。 概述计算机系统的工作原理,引出指令集体系结构(ISA)的概念,为后续学习打下基础。 介绍计算机性能衡量的基本指标和评价方法。 第二章:数据表示与运算 深入讲解计算机内部数据表示的各种方式,包括二进制、八进制、十进制和十六进制的相互转换。 详述定点数和浮点数的表示方法,包括原码、反码、补码、移码等,以及它们在计算机中的存储和运算原理。 重点阐述算术逻辑单元(ALU)的功能和基本运算电路的设计,如加法器、减法器、乘除法器等。 介绍逻辑运算和移位运算,以及这些运算在程序执行中的作用。 第三章:指令集体系结构(ISA) 详细讲解指令集体系结构(ISA)的设计原则和要素,包括指令的类型、寻址方式、指令格式等。 分析不同类别的指令(如数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令等)的功能和使用场景。 介绍RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)的代表性指令集,并分析它们的优缺点。 探讨指令集对处理器设计和软件开发的影响。 第四章:CPU设计基础 从微观层面剖析CPU(中央处理器)的内部结构和工作原理。 介绍CPU的核心组件,如程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、地址寄存器、通用寄存器组等。 讲解指令的取指、译码、执行、写回等基本流程,即指令周期。 介绍不同类型的CPU设计,如单周期CPU、多周期CPU和流水线CPU,并分析其性能和效率。 第二部分:核心篇 第五章:流水线技术 系统阐述流水线技术的基本概念、原理和性能优势。 详细分析指令流水线中的常见问题,如结构冒险、数据冒险和控制冒险,并介绍相应的解决方法,如气泡插入、转发(BYPASS/FORWARDING)和分支预测。 探讨超流水线、超标量等更高级的流水线技术。 通过实例分析流水线对程序执行效率的提升作用。 第六章:存储器层次结构 全面介绍计算机存储器系统的层次化设计思想,包括寄存器、高速缓存(Cache)、主存储器(RAM)和外存储器(硬盘、固态硬盘等)。 深入讲解高速缓存的工作原理,包括Cache的映射方式(直接映射、全相联、组相联)、替换策略(LRU、FIFO等)和写策略(写回、写通)。 分析Cache命中率和失效率对系统性能的影响,以及如何通过优化Cache参数来提高效率。 介绍虚拟存储器技术,包括页式存储管理、段式存储管理和段页式存储管理,以及TLB(Translation Lookaside Buffer)的作用。 第七章:输入输出(I/O)系统 讲解计算机与外部设备进行信息交互的原理和机制。 介绍不同类型的I/O设备及其接口技术,如并行接口、串行接口。 详细阐述I/O方式,包括程序查询方式、中断方式和DMA(Direct Memory Access)方式,并分析它们的优缺点和适用场景。 介绍I/O控制器和I/O接口的作用,以及总线在I/O系统中的地位。 第三部分:高级篇 第八章:多处理系统 介绍多处理系统(Multiprocessor System)的基本概念和分类,包括共享存储多处理器和分布式存储多处理器。 深入探讨共享存储多处理器的工作原理,包括总线共享、存储器一致性问题(Cache一致性协议,如MESI协议)和同步机制。 介绍多核处理器(Multi-core Processor)的设计和优势。 分析多处理系统在提高计算能力和并行处理方面的作用。 第九章:指令级并行(ILP) 深入讲解指令级并行(ILP)的概念,即在单个处理器内部挖掘指令间的并行性。 详细介绍乱序执行(Out-of-Order Execution)和寄存器重命名等提高ILP的技术。 阐述动态分支预测(Dynamic Branch Prediction)的关键作用。 介绍超长指令字(VLIW)等静态ILP技术。 第十章:存储器系统设计 结合前面章节的知识,系统性地讨论存储器系统的整体设计。 分析DDR SDRAM等现代动态随机存储器(DRAM)的工作原理和时序特性。 探讨存储器带宽、延迟和容量对系统性能的影响。 介绍固态硬盘(SSD)等新型存储技术的基本原理。 第十一章:系统性能评估与优化 提供一套系统性的方法论来评估计算机系统的性能。 介绍常用性能评估工具和基准测试程序(Benchmarks)。 结合前面章节所学知识,讲解如何从硬件和软件层面优化系统性能,例如通过改进算法、调整编译器选项、优化Cache使用等。 强调理解性能瓶颈对于系统优化的重要性。 第十二章:现代计算机体系结构展望 展望未来计算机体系结构的发展趋势。 介绍并行处理、异构计算(如GPU、FPGA)、近存计算、量子计算等新兴领域。 讨论摩尔定律的挑战与应对策略。 引发学生对计算机系统未来发展的思考。 学习特色: 本书在内容编排上,注重理论与实践的结合。每章都配有丰富的例题和习题,帮助学生巩固所学知识,提升分析问题和解决问题的能力。书中大量引用了现代计算机体系结构中的经典案例和前沿技术,使学生能够紧跟时代步伐,了解真实世界的计算机系统设计。此外,本书还提供了大量的参考文献和推荐阅读,鼓励学生进行更深入的自主学习。 适合读者: 本书适合高等院校计算机类专业本科生作为教材使用,也可作为研究生、计算机硬件工程师、系统设计工程师以及对计算机底层原理感兴趣的读者进行学习和参考。通过本书的学习,读者将能够构建起坚实的计算机组成与系统结构理论基础,为今后从事计算机系统设计、优化、开发等相关工作奠定坚实的基础。

用户评价

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《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书,对于我这样在教学一线多年的教师而言,是一本非常值得推荐的教材。它的内容体系完整,逻辑清晰,能够有效地帮助学生构建扎实的计算机组成原理知识体系。我特别赞赏书中在引入复杂概念时的循序渐进的处理方式。例如,在讲解存储器系统时,作者首先从基本的内存(RAM、ROM)引入,然后逐步深入到高速缓存(Cache)的设计理念,最后讨论到虚拟内存和内存管理。这种由浅入深、由表及里的讲解方式,能够显著降低学生的学习难度,避免了学生在面对海量信息时的迷茫感。此外,书中对硬件与软件的结合点的阐述也恰到好处。它不仅讲解了CPU如何执行指令,还深入探讨了指令集架构(ISA)对软件开发的影响,以及操作系统如何利用硬件特性(如中断、DMA)来管理资源。这种软硬件结合的视角,能够帮助学生建立起对整个计算机系统的宏观认识,而不仅仅局限于某个孤立的模块。书中丰富的图示和表格,也为教学提供了极大的便利。我经常会在课堂上引用书中的图表来解释抽象的概念,学生们普遍反映能够更容易理解。这本书的另一个优点是,它紧跟时代发展的步伐,对现代计算机体系结构的一些新特性,如多核处理器、并行计算等方面,也有所涉及。这使得教材的内容既有经典的基础,又不失前沿性。总而言之,这是一本非常优秀的计算机组成与系统结构教材,无论对于初学者还是有一定基础的学生,都能从中获益良多,能够有效地提升学生的理论素养和实践能力。

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我是一个对计算机硬件充满好奇心的学生,但又常常被那些密密麻麻的电路图和专业术语搞得头晕脑胀。《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书,在我看来,就像是一座桥梁,它巧妙地连接了抽象的理论和生动的现实。我记得书中关于逻辑门和组合逻辑的部分,作者用了非常易于理解的方式,从最简单的AND、OR、NOT门开始,一步步构建出更复杂的电路,比如加法器、译码器。这些让我感觉像是玩乐高积木一样,一点点搭起了计算机的基本“骨骼”。最让我印象深刻的是关于CPU内部工作流程的讲解,特别是指令的解码、执行和写回过程。书中详细地描述了指令如何从内存中被取出(Fetch),如何被CPU识别(Decode),如何执行运算(Execute),以及最终结果如何被存储(Writeback)。这个过程被分解得非常细致,而且还辅以很多生动的插图,让我能够直观地看到CPU内部的时钟信号如何驱动着这一切。我还喜欢书中对于数据通路和控制单元的介绍,让我理解了CPU内部是如何组织和协调各个部分的。当我看到书中讲解数据通路时,脑海中就浮现出了各种信号线和寄存器,而控制单元则像是指挥官,发出各种指令,让数据在正确的时间流向正确的地点。这本书让我不再害怕那些复杂的概念,反而觉得它们非常有逻辑性和趣味性。它教会了我如何“思考”计算机,而不仅仅是“使用”它。

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作为一名在计算机领域摸爬滚打了几年,近期又重新拾起基础知识进行系统梳理的从业者,我再次翻阅了《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》,这次的感受与大学时期截然不同,更侧重于其理论的深度和工程实践的指导意义。书中对计算机体系结构设计的权衡与取舍,例如在性能、功耗和成本之间的博弈,有了更深刻的理解。特别是关于指令集架构(ISA)的设计部分,书中不仅介绍了RISC和CISC的演进,还对不同ISA的优劣进行了细致的分析,这对于我理解当前主流处理器(如x86、ARM)的设计哲学非常有帮助。我特别喜欢书中关于存储器系统章节的讲解,从高速缓存(Cache)的工作原理,到一致性协议(如MESI),再到虚拟内存的管理,这些内容直接关系到程序的性能表现。书中详细阐述了缓存的命中率、失效率以及它们对程序执行速度的影响,并给出了优化策略的建议。这对于我日后进行性能调优,解决程序瓶颈问题提供了理论依据。此外,书中对I/O子系统的阐述也十分到位,详细讲解了中断、DMA等机制,让我理解了CPU如何与外设高效交互,以及这些机制在现代操作系统中扮演的关键角色。这本书并非仅仅是教科书,它更像是一本“内功心法”,让我能够从更深层次去理解软件的性能瓶颈,从而写出更高效、更优化的代码。对于希望提升自身技术深度,从“码农”晋升为“架构师”的同行们,这本书绝对是不可或缺的财富。

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我曾经对计算机硬件的理解非常模糊,只知道电脑是由CPU、内存、硬盘组成的。《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书,彻底改变了我的认知。它用一种非常“接地气”的方式,将那些高深的计算机原理变得生动易懂。我记得书中对于“指令”的讲解,作者用了“计算机语言”的比喻,让我瞬间明白了为什么计算机只能执行特定的命令。而CPU的工作过程,被描述成一个“流水线”作业,每个环节都有清晰的分工,效率极高。我特别喜欢书中关于“寄存器”的讲解,它被比作CPU的“工作台”,可以快速地存储和读取数据。这让我对CPU内部的高速运算有了直观的感受。书中对于“内存层次结构”的解释也让我茅塞顿开,我明白了为什么有那么多种不同速度和容量的存储设备,它们是如何协同工作的,以及为什么缓存(Cache)对性能如此重要。我之前总觉得电脑卡顿,现在我明白了,很多时候是因为程序频繁地访问慢速内存,而无法有效利用高速缓存。这本书还详细地介绍了各种输入输出设备是如何与CPU进行通信的,比如键盘、鼠标、显示器。它解释了中断和DMA(直接内存访问)的概念,让我明白了这些设备是如何在不占用CPU过多资源的情况下完成数据传输的。这本书就像一本“计算机的解剖指南”,让我从最底层开始,一层层地了解了计算机的运作机制。它让我对自己的电脑有了全新的认识,也激发了我进一步探索计算机技术的热情。

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在我看来,《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书,最大的价值在于它能够将那些听起来遥不可及的计算机“黑箱”内部运作,用一种清晰、有序的方式展现出来。我刚开始阅读时,就被书中关于“指令集架构”(ISA)的讲解所吸引。作者并没有直接抛出复杂的指令,而是先介绍了指令的基本概念,然后逐步讲解不同指令的编码方式,以及如何通过指令来控制CPU执行各种操作。这让我理解了为什么不同的计算机平台(如x86和ARM)会有不同的“语言”,以及这些语言是如何影响软件的性能和兼容性的。书中对“数据通路”(Datapath)和“控制单元”(Control Unit)的剖析,更是让我对CPU的内部工作流程有了更直观的认识。我仿佛看到了数据在CPU内部的各个寄存器之间流动,而控制单元则像一位精密的指挥官,发出各种信号,协调数据的流动和运算的执行。我特别喜欢书中关于“存储器层次结构”(Memory Hierarchy)的讲解,它清晰地揭示了从高速缓存到主内存再到磁盘的存储体系是如何工作的,以及如何通过合理的缓存策略来优化程序的访问效率。这让我明白了为什么有时程序的性能会因为“缓存未命中”(Cache Miss)而受到严重影响。这本书不仅提供了扎实的理论知识,还融入了大量的实际案例和思考题,鼓励读者去动手实践和深入思考。它让我明白,计算机组成与系统结构并非枯燥的理论,而是与我们的日常生活和软件开发息息相关的关键技术。

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坦白说,在拿到《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书之前,我对计算机的理解仅仅停留在“能用”的层面。《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书,就像一把钥匙,为我打开了通往“为什么能用”的大门。我记得书中关于“二进制”的讲解,从最基本的0和1开始,到如何表示数字、字符,让我明白了计算机世界的一切都是由简单的二进制代码构成的。然后,书中介绍了“逻辑门”,比如AND、OR、NOT,这些是计算机最基本的“积木”,让我看到了计算机是如何进行逻辑运算的。最让我惊叹的是,书中如何从这些简单的逻辑门,一步步构建出更复杂的电路,比如加法器、减法器,最终构成了一个能够执行加减乘除运算的“大脑”——CPU。我清晰地记得书中关于CPU如何执行指令的流程图,它就像一个详细的“工作手册”,告诉我CPU是如何一步一步地从内存中读取指令,解析指令,然后执行指令,最后将结果写回。这个过程被分解得很细致,让我觉得一点也不神秘。书中还解释了“内存”的作用,它就像一个临时的“仓库”,存放着CPU需要的数据和指令。而“硬盘”则是一个长期的“档案库”。这本书让我明白,计算机的每一个部件都有其独特的职责,它们协同工作,才能完成我们看到的各种功能。它让我从一个“用户”变成了一个“探险者”,对计算机内部的世界充满了好奇。

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对于我这样对计算机底层原理抱有强烈探索欲的爱好者来说,《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书无疑是一本宝藏。它以一种深入浅出的方式,揭示了计算机硬件的精妙之处。我最喜欢书中对CPU工作机制的详细阐述,从指令的获取、解码、执行到结果的写回,每一个环节都描绘得淋漓尽致。特别是书中对流水线(Pipelining)技术的讲解,让我得以窥见现代处理器是如何通过并行处理来大幅提升执行效率的。书中对于缓存(Cache)的设计和工作原理的论述也给我留下了深刻的印象。我明白了为什么多级缓存的存在,以及它们是如何通过存储常用数据来减少CPU访问主内存的次数,从而提升整体性能的。书中对虚拟内存(Virtual Memory)的介绍,也让我理解了操作系统是如何巧妙地利用物理内存和硬盘空间,为程序提供一个更大、更一致的地址空间的。这对于我理解程序的内存管理和性能优化非常有帮助。此外,书中对I/O子系统的讲解,如中断(Interrupts)和DMA(Direct Memory Access)技术,也让我明白了CPU是如何高效地与外设进行数据交互,以及这些机制在操作系统中的重要作用。这本书没有止步于概念的介绍,它还融入了大量的工程实践和设计思想,让我能够从更宏观的角度去理解计算机体系结构的发展趋势。它为我理解更复杂的计算机系统,如多处理器系统、并行计算等,打下了坚实的基础。

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当我第一次接触到《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书时,我就被它严谨的逻辑和详实的内容所吸引。作为一名对计算机体系结构有着浓厚兴趣的研究生,我发现这本书为我提供了一个坚实的理论基础。书中对CPU的内部构造,包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)和寄存器组的详细描述,让我能够深入理解CPU是如何执行指令的。我特别欣赏书中关于指令流水线(Pipeline)的讲解,它不仅清晰地阐述了流水线技术如何提高指令吞吐量,还深入分析了流水线中的数据冒险、控制冒险和结构冒险等问题,并提出了相应的解决方案。这对于我理解高性能处理器的设计至关重要。书中对存储器层次结构(Memory Hierarchy)的论述也极其深入,从高速缓存(Cache)的工作原理,到一致性协议(Coherence Protocols),再到虚拟内存(Virtual Memory)的管理,都进行了全面的介绍。特别是对缓存替换算法(如LRU)的分析,让我理解了如何通过优化数据访问模式来提高缓存命中率。此外,书中对I/O子系统的讲解也十分详尽,涵盖了中断、DMA、I/O接口等关键技术,让我能够理解计算机如何与外部设备高效交互。本书的另一大亮点是,它不仅注重理论的讲解,还穿插了大量的实例分析和案例研究,帮助我更好地理解抽象的概念。例如,在讲解指令集架构(ISA)时,书中对比了RISC和CISC的优缺点,并给出了实际的例子。这本书为我进行更深入的体系结构研究提供了宝贵的参考,也为我理解现代计算机系统的复杂性打下了坚实的基础。

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作为一名对计算机硬件性能调优有着浓厚兴趣的爱好者,《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》这本书,为我提供了极其宝贵的理论指导。书中对CPU流水线(Pipeline)的深度剖析,尤其是对流水线冒险(Pipeline Hazards)的详细分析和解决方案的介绍,让我对如何理解和优化程序的执行效率有了全新的认识。我明白了,很多时候程序性能的瓶颈并非在于指令本身的计算量,而在于流水线中的数据依赖和控制依赖所导致的停顿。书中对指令集架构(ISA)的探讨,特别是RISC和CISC的对比分析,也让我能更深刻地理解不同架构的优劣势,以及它们如何影响编译器和软件的优化策略。我特别欣赏书中对存储器层次结构(Memory Hierarchy)的论述,从多级缓存的设计理念到缓存一致性协议(Cache Coherence Protocols),都进行了详尽的阐述。这让我能够理解为什么程序的内存访问模式对性能至关重要,以及如何通过算法和数据结构的优化来提高缓存命中率。书中关于I/O子系统的讲解,如中断(Interrupts)和DMA(Direct Memory Access),也让我明白了CPU是如何高效地与外部设备进行交互,以及如何通过这些机制来减少CPU的负担。这本书不仅仅是一本教科书,它更像是一本“性能调优的秘籍”,让我能够从更底层的角度去分析和解决程序性能问题,从而写出更高效、更优雅的代码。它为我提供了理解现代高性能计算和嵌入式系统设计所需的关键知识。

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这本《新世纪计算机类专业规划教材:计算机组成与系统结构》是我在大学期间偶然翻到的,当时正是我对计算机科学产生浓厚兴趣的时期。这本书给我留下了极其深刻的印象,它的内容编排非常合理,从最基础的二进制、逻辑门电路讲起,层层递进,逐渐深入到CPU的工作原理、指令集、存储器层次结构,以及各种I/O设备的工作方式。我尤其欣赏书中对于抽象概念的具象化解释,例如在讲解CPU流水线时,作者并没有仅仅给出枯燥的理论,而是通过生动的比喻和流程图,让我仿佛置身于一个高效运转的工厂,理解指令是如何在流水线上被加工处理的。书中大量的图示和实例也极大地帮助了我理解那些看似复杂的技术细节。比如,在讲解指令周期时,书中提供的时序图和状态转换图,让我能清晰地看到CPU在执行一条指令的各个阶段, Fetch、Decode、Execute、Writeback,每一个步骤都衔接得如此自然。而且,书中并没有回避一些“硬核”的内容,比如微程序控制、异常处理等,并且用一种循序渐进的方式将它们引入,让我觉得虽然有难度,但并非不可理解。对于我这样的初学者来说,这本书就像一位耐心细致的老师,一步一步地引导我探索计算机的奥秘。它没有止步于概念的介绍,更注重对底层原理的剖析,让我真正理解了“计算机是如何工作的”,而不是停留在“如何使用计算机”的层面。这本书为我后续深入学习操作系统、编译原理等课程打下了坚实的基础,让我受益匪浅,至今仍是我书架上的一本珍藏。

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书用起来不错,正版。

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质量保证,内容很好,下次再来

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哈哈,买了复习用的,哈哈哈哈

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都挺好的呢!

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1.2.1 硬件系统

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[SM]这本书的印刷质量是非常不错的,很喜欢,而且价格相对来说很实惠,可谓物美价廉,无论是装订方式,还是发货包装个人感觉都是很不错的.[BJTJ]买之前还特意看了一下编辑推荐,本来还有点犹豫,看到这么多名人都喜欢[ZZ]写的[SM]也就打消了我的犹豫.简单的看了下[NRJJ],我发觉我已经喜欢上它了,尤其是书中的一段[SZ],真是让人爱不释手,意犹未尽.

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还行,正版

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还可以吧,总比书摊上买的旧书好

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第1章 绪论

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