图书介绍

计算机组成与设计 第2版2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载

计算机组成与设计 第2版
  • 薛宏熙,胡秀珠,郑玉彤编著 著
  • 出版社: 北京:清华大学出版社
  • ISBN:9787302280262
  • 出版时间:2012
  • 标注页数:375页
  • 文件大小:126MB
  • 文件页数:392页
  • 主题词:计算机体系结构

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图书目录

第1章 概论1

1.1从外部观察计算机1

1.2数字计算机与模拟计算机5

1.3计算机的内部结构6

1.3.1计算机硬件的组成7

1.3.2计算机软件的组成11

1.4微型计算机的主要指标13

1.5计算机的发展与应用14

1.5.1制造工艺进步导致计算机性能提高14

1.5.2计算机的普及与应用导致计算机产业发展15

1.5.3远景展望16

本章小结17

习题17

第2章 数码系统——数据在计算机内部的表示形式19

2.1数据表示形式的多样性19

2.1.1适合于人的数据表示形式19

2.1.2适合于计算机的表示形式——编码20

2.1.3数据格式的相互转换28

2.2机器数的编码格式31

2.2.1二进制定点数的原码表示形式32

2.2.2二进制定点数的补码表示形式34

2.2.3二进制定点小数的反码表示形式42

2.2.4十进制数的二进制编码及运算43

2.2.5浮点数的编码形式46

2.3信息传输过程中的检错/纠错码47

2.3.1奇偶校验码48

2.3.2海明校验码49

2.3.3循环冗余校验码52

本章小结57

习题57

第3章 用数字电路实现数据的存储与运算62

3.1数字集成电路的基本元件——逻辑门63

3.1.1 MOS晶体管63

3.1.2逻辑门65

3.2定点数的简单算术运算70

3.2.1简单二进制加法器的实现(举例)70

3.2.2简单二进制减法器的实现(举例)78

3.2.3定点二进制数的补码加减法运算器79

3.2.4定点二进制数乘法运算部件的实现80

3.2.5定点二进制数除法运算部件的实现82

3.2.6逻辑运算的实现(举例)82

3.3数据的存储83

3.3.1寄存器(Register)83

3.3.2存储器(Memory)87

3.4二进制定点数的乘法运算90

3.4.1正数的定点小数乘法运算90

3.4.2补码的乘法运算95

3.5二进制定点数的除法运算100

3.5.1正数的定点小数除法运算100

3.5.2补码的除法运算103

3.6浮点数的算术运算107

3.6.1浮点数的加减运算107

3.6.2浮点数的乘除运算108

3.6.3阶码的表示形式——补码和移码110

3.6.4浮点数四则运算的小结111

3.7算术逻辑运算单元(ALU)举例112

本章小结114

习题114

第4章 计算机的核心部件——处理器117

4.1处理器的工作过程简介117

4.2数据在内存中与在处理器中的表示方式119

4.3指令格式(机器码格式)119

4.3.1操作码120

4.3.2地址码121

4.4寻址(编址)方式122

4.4.1基本寻址方式概述123

4.4.2寻址方式举例125

4.5一个简单处理器(简化模型)的指令系统126

4.6处理器的组成与设计128

4.6.1处理器的组成128

4.6.2处理器和内存的相互联系130

4.6.3控制器131

4.6.4处理器指令执行的详细流程133

4.6.5处理器的(VHDL)行为描述141

4.6.6 CPU的V HDL代码的基本框架142

4.6.7 CPU的完整的VHDL代码144

4.6.8处理器与内存相连组成一台计算机149

4.6.9使用EDA工具设计与手工设计的比较155

4.7流水线技术157

4.8精简指令系统计算机(RISC)160

本章小结161

习题161

第5章 多级结构的存储器系统163

5.1概述163

5.2存储器分类164

5.3主存储器的基本原理165

5.3.1静态存储器的基本原理167

5.3.2动态存储器的基本原理168

5.3.3只读存储器(ROM)169

5.3.4主存储器的主要技术指标171

5.4构成主存储器的有关技术172

5.4.1主存容量的扩展172

5.4.2单向数据总线和双向数据总线173

5.4.3地址码的一级译码和二级译码174

5.4.4主存的检错与纠错176

5.4.5主存的并行读写技术176

5.4.6 CPU与主存的协同工作——同步与异步178

5.4.7同步动态随机存储器178

5.4.8Rambus DRAM179

5.4.9双端口存储器179

5.4.10在DRAM芯片内加入缓存180

5.5辅助存储器180

5.5.1磁记录原理与记录方式180

5.5.2磁盘存储器183

5.5.3磁盘阵列存储器185

5.5.4光盘存储器187

5.5.5移动式存储器190

5.6高速缓冲存储器190

5.6.1高速缓存的工作原理191

5.6.2地址映像192

5.6.3替换算法和更新策略194

5.7虚拟存储器196

5.7.1虚拟存储器的基本概念196

5.7.2段式虚拟存储器196

5.7.3页式虚拟存储器197

5.7.4段页式虚拟存储器198

5.7.5快表与慢表199

本章小结200

习题200

第6章 计算机的输入输出设备203

6.1图形和图像的点阵表示204

6.2键盘输入设备205

6.3定位输入设备206

6.3.1鼠标器206

6.3.2轨迹球207

6.3.3触摸板207

6.4扫描仪207

6.4.1扫描仪的工作原理207

6.4.2扫描仪的性能指标208

6.5显示器208

6.5.1 CRT显示器209

6.5.2液晶显示器211

6.6打印机212

6.6.1针式打印机212

6.6.2喷墨打印机214

6.6.3激光打印机215

6.7汉字输入215

本章小结217

习题217

第7章 计算机的输入输出系统219

7.1概述219

7.2计算机总线221

7.2.1总线类型221

7.2.2总线判优与仲裁222

7.2.3总线通信控制225

7.2.4总线的标准化和性能指标227

7.2.5总线举例228

7.3输入输出接口231

7.3.1接口的功能与组成231

7.3.2接口的分类233

7.3.3串行接口的通信协议233

7.4程序直接控制的输入输出方式235

7.5程序中断输入输出方式237

7.5.1中断的基本概念237

7.5.2中断请求与判优238

7.5.3中断响应与中断处理241

7.5.4多重中断中的现场保存与恢复243

7.6 DMA输入输出方式244

7.6.1基本概念244

7.6.2 DMA接口246

7.6.3 DMA的工作方式247

7.6.4 DMA的数据传送过程247

7.7通道控制与外围处理机控制方式248

7.8可编程接口电路举例——8255249

7.9 8255的V HDL行为描述254

本章小结259

习题260

附录A EDA工具Quartus Ⅱ简介262

A.1 Quartus Ⅱ的安装与运行263

A.2设计流程265

A.3项目的建立与版本管理267

A.3.1建立一个新项目267

A.3.2 Quartus Ⅱ项目的版本管理269

A.4设计的原理图描述271

A.4.1进入原理图编辑器271

A.4.2从元件库中调入元件符号272

A.4.3绘制原理图272

A.5设计的V HDL描述274

A.5.1进入文本编辑器275

A.5.2在文本编辑器中编辑 VHDL文件275

A.5.3发现并纠正VHDL代码中的错误276

A.5.4保存文件278

A.6综合和编译278

A.6.1进入编译器278

A.6.2发现并纠正原理图中的错误280

A.7模拟验证281

A.7.1使用波形编辑器绘制测试向量波形281

A.7.2执行模拟284

A.8层次化设计实例286

A.8.1在原理图编辑器中实现层次化设计287

A.8.2 V HDL设计描述与原理图混合使用的层次化设计290

A.9时序分析器293

A.10调用带参数的库元件294

A.10.1在原理图编辑器中创建一个存储器294

A.10.2初始化存储器的内容300

A.10.3存储器的模拟实例300

A.11可编程器件的物理实现301

A.11.1引脚分配301

A.11.2对目标器件编程305

A.12用SignalTap 实时测试FPGA中的信号波形310

附录B硬件描述语言VHDL简介316

B.1 VHDL的产生与发展316

B.2用VHDL建立电路模型317

B.2.1电路模型317

B.2.2实体声明与结构体319

B.2.3结构体的描述方式320

B.2.4标识符321

B.3面向模拟器的某些特性322

B.3.1模拟周期323

B.3.2延迟时间323

B.4 VHDL中的对象324

B.5数据类型325

B.5.1标量类型326

B.5.2复合类型327

B.5.3子类型329

B.5.4文件类型329

B.5.5类型转换330

B.6 VHDL的词法单元331

B.6.1注释331

B.6.2数字332

B.6.3字符332

B.6.4字符串333

B.6.5位串333

B.7属性333

B.8表达式与运算符336

B.9子程序——过程与函数339

B.10程序包与设计库341

B.10.1程序包——设计中的数据共享341

B.10.2设计库342

B.10.3 VHDL中名字的可见性343

B.10.4 library语句和use语句344

B.11行为描述345

B.11.1进程语句345

B.11.2行为模型的顺序性346

B.11.3行为模型的并行性353

B.12结构描述357

B.12.1端口的基本特征358

B.12.2元件例化语句359

B.12.3配置指定360

B.12.4规则结构361

B.12.5无连接端口362

B.13重载362

B.14 VHDL保留字和预定义程序包364

B.14.1 VHDL保留字364

B.14.2标准程序包STANDARD365

B.14.3 IEEE多值逻辑系统程序包std-logic-1164372

参考文献375

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