计算机系统结构

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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  计算机系统及网络通信的重要性
1.2　硬件和软件的互相依赖
1.3　硬件编程：VHDL
1.4　人人都应了解的系统管理问题
1.5　语音、图像和数据：技术的趋同现象
1.6　窗口界面（WIMP）
1.7　因特网：连接所有的网络
1.8　使用PC：学习CSA的更多理由
1.9　小结
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第2章  冯·诺依曼体系结构的特征
2.1　以2为基：二进制的优点
2.2　程序控制存储：通用机器
2.3　指令代码：控制机器动作的指令系统
2.4　转换：编译器和汇编器
2.5　链接：将程序组合到一起
2.6　解释器：执行高级命令
2.7  代码共享和重用：不要总是从头做起
2.8　数据编码：数值和字符
2.9　操作系统：Unix和Windows
2.10　客户机服务器计算：网络时代的方式
2.11　可重配置硬件：读取－执行的另一种替代方式
2.12　小结
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附录：以11为基的计数
第3章  功能部件和读取－执行周期
3.1  各部分的命名：CPU、存储器、IO单元
3.2  CPU的读取－执行周期：高速且单调
3.3　系统总线：同步或异步
3.4　系统时钟：指令周期时序
3.5　预取：前期工作以使速度得到提高
3.6　存储器长度：寻址宽度
3.7　字节次序：微软与Unix，以及Intel与Motorola
3.8　简单的输入输出：并行端口
3.9　小结
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第4章　构成计算机的逻辑电路：控制单元
4.1  电子积木和逻辑电路：模块化器件的优点
4.2　基本逻辑门
4.3　真值表和多路复用器：简单但有效的设计工具
4.4　可编程逻辑器件：可重新配置的逻辑芯片
4.5　交通灯控制器：无法避免
4.6　根据真值表实现电路：一些实用提示
4.7　译码器逻辑：控制单元及存储器的根本所在
4.8　CPU控制单元：“核心“
4.9　洗衣机控制器：简单的CU
4.10　RISC与CISC译码：使计算机的处理速度更快
4.11　小结
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第5章  构成计算机的逻辑电路：算术逻辑单元
5.1　德·摩根等价定律：逻辑互换性
5.2　二进制加法：半加器、全加器、并行加法器
5.3　二进制减法：2的补码的整数格式
5.4　二进制移位：桶形移位器
5.5　整数乘法：移位和相加
5.6　浮点数：从极大到极小
5.7　小结
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第6章  计算机的逻辑构成：存储器
6.1　数据存储
6.2　存储设备
6.3　静态存储器
6.4　动态存储器
6.5　DRAM刷新
6.6　分页访问存储器：EDO和SDRAM
6.7　存储器映射：寻址和译码
6.8　IO端口映射
6.9　小结
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第7章　Intel奔腾CPU
7.1　奔腾：高性能的微处理器
7.2　CPU寄存器：数据和地址变量的临时存储区
7.3　指令集：基本奔腾指令集简介
7.4　指令的结构：CU如何理解指令
7.5　CPU状态寄存器：十分短期的存储空间
7.6　寻址方式：构建有效地址
7.7　执行流水线：RISC加速技术
7.8　奔腾4：扩展
7.9　Microsoft Developer Studio：调试器的使用
7.10　小结
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第8章　子例程
8.1  子例程的目的：节省空间和精力
8.2　返回地址：堆栈的引入
8.3　使用子例程：HLL程序设计
8.4　堆栈：大多数操作的基本要素
8.5　参数传递：将子例程具体化
8.6　堆栈框架：所有局部变量
8.7  对HLL的支持：CPU针对子例程处理的特性
8.8　中断服务例程：由硬件调用的子例程
8.9　访问操作系统例程：后期绑定
8.10　小结
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第9章　简单的输入输出
9.1  基本IO方法：轮询、中断和DMA
9.2　外设接口寄存器：程序员的角度
9.3　轮询：单字符IO
9.4　中断处理
9.5　关键数据的保护：如何与中断通信
9.6　缓冲IO：驱动中断设备的驱动程序
9.7　直接内存访问：自治的硬件
9.8　单字符IO：屏幕和键盘例程
9.9　小结
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第10章  串行通信
10.1  串行传输：数据、信号和时序
10.2　数据的格式：编码技术
10.3　时序同步：频率和相位
10.4　数据编码和错误控制：奇偶校验、检验和、汉明码和CRC
10.5　流量控制：硬件和软件方法
10.6  16550 UART：RS232
10.7　串行鼠标：机械或光学
10.8　串行端口
10.9　USB：通用串行总线
10.10　调制解调器：载波调制
10.11　小结
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第11章　并行连接
11.1　并行接口
11.2　Centronics：大于打印端口但小于总线
11.3　SCSI：小型计算机系统接口
11.4　IDE：智能驱动电路
11.5  AT/ISA：计算机标准的成功案例
11.6　PCI：外设部件的互连
11.7　即插即用：自动配置
11.8  PCMCIA：个人计算机存储卡国际联盟
11.9小结
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第12章　存储体系
12.1　系统的性能
12.2　访问局部化：利用重复
12.3　指令及数据的高速缓存：匹配内存和CPU的速度
12.4　高速缓存映射
12.5　虚拟内存：分段和按需页面调度
12.6　地址公式化：时间、地点和数量
12.7　硬盘使用：参数、访问调度和数据安排
12.8　性能提高：块、高速缓存、碎片整理、调度、RAM磁盘
12.9　光盘：CD-DA、CD-ROM、CD-RW和DVD
12.10　DVD：数字通用光盘
12.11　MPEG：视频和音频压缩
12.12　闪存：新型软盘
12.13　小结
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第二部分  网络通信及复杂性的增加
第13章  程序员的观点
13.1  不同的观点与不同的需求
13.2　应用程序用户及办公软件包
13.3　系统管理：软件安装和维护
13.4  HLL程序员：Java、C＋＋和BASIC
13.5　系统编程：汇编和C
13.6　硬件工程师：硬件的设计和维护
13.7　分层虚拟机：体系结构简介
13.8　汇编器：简单的转换器
13.9　编译器：转换及其他诸多工作
13.10　小结
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第14章  局域网
14.1  用户之间的纽带：电子邮件、打印机和数据库
14.2　PC网络接口：布线和接口卡
14.3　以太网：带冲突检测的载波侦听、多路访问
14.4　局域网的寻址：逻辑和物理方案
14.5　主机名：另外一个转换层
14.6　分层和封装：TCP/IP软件堆栈
14.7　网络文件系统：跨网络共享文件
14.8　网络的互连：网关
14.9　socket编程：WinSock简介
14.10　小结
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第15章  广域网
15.1　Internet的起源
15.2　TCP/IP基本协议
15.3　TCP错误处理和流量控制
15.4　IP路由：数据包如何找到正确的路径
15.5　DNS：分布式域名数据库
15.6　万维网的起源
15.7　浏览Web：Netscape Navigator
15.8　HTTP
15.9　搜索引擎Google
15.10　操作系统互连：一种理想的方案
15.11　小结
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第16章　其他网络
16.1  PSTN：电话网络
16.2　Cellnet：移动通信提供商
16.3　ATM：异步传输模式
16.4　消息传递：无线寻呼和分组无线网络
16.5　ISDN：全数字
16.6　DSL：数字用户线路
16.7　有线电视：数据传输设施
16.8　小结
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第17章　操作系统
17.1  历史渊源：基本功能的发展
17.2　Unix：操作系统的里程碑
17.3　概要结构：模块化
17.4　进程管理：初始化和调度
17.5　调度决策：时间片划分、抢先和协作
17.6　任务通信：管道和重定向
17.7　排斥和同步：信号量和信号
17.8  内存分配：malloc（）和free（）
17.9　用户界面：GUI和外壳
17.10　输入输出管理：设备处理程序
17.11　小结
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第18章　Windows XP
18.1　Windows GUI：满足用户的需求
18.2　Win32：推荐的用户API
18.3　进程和线程：多任务
18.4　内存管理：虚拟内存的实现
18.5　Windows注册表：集中化的管理数据库
18.6　NTFS：Windows NT文件系统
18.7　文件访问：ACL、权限和安全
18.8　共享软件组件：OLE、DDE和COM
18.9　Windows XP主机：Winframe终端服务器
18.10　小结
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第19章　档案管理系统
19.1  数据存储：文件系统和数据库
19.2　PC文件分配表：FAT
19.3　Unix索引节点：不同的方式
19.4  Microsoft NTFS
19.5　RAID：更安全的磁盘子系统
19.6　文件安全：访问控制
19.7　CD可移植文件系统：多个区段内容清单
19.8　小结
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第20章  图形输出
20.1　计算机和图形：捕获、存储、处理和重现
20.2　PC图形接口卡：图形协处理器
20.3　激光打印机：机电一体化
20.4　Adobe PostScript：页面描述语言
20.5　WIMP：重塑计算机的形象
20.6　Win32：图形API及其他
20.7　X窗口系统：分布式处理
20.8　MMX技术：辅助图形计算
20.9　小结
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第21章　RISC处理器：ARM和SPARC
21.1  RISC的优点：更高的指令吞吐量
21.2　流水线技术：更多的并行操作
21.3　超标量方法：并行的并行
21.4　寄存器存储：更多的CPU寄存器
21.5　分支预测方法：流水线的维护
21.6　编译器支持：RISC的重要组成部分
21.7　ARM 32位CPU的起源
21.8　StrongARM处理器：32位微控制器
21.9　HP iPAQ:StrongARM PDA
21.10　Puppeteer:StrongARM SBC
21.11　Sun SPARC:RISC架构的标量处理器
21.12　嵌入式系统：交叉开发技术
21.13　小结
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第22章  VLIW处理器：EPIC安腾
22.1　安腾64位处理器简介
22.2　安腾汇编语言：对CPU控制更多
22.3　运行时调试：gvd/gdb
22.4　未来的处理器设计
22.5　小结
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第23章　并行处理
23.1　并行处理基础
23.2　指令级并行：流水线化
23.3　超标量：多执行单元
23.4　未来的对称、共享内存并行处理
23.5　单芯片多处理器：IBM Cell
23.6　集群和网格：应用级并行
23.7　小结
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附录　Microsoft Visual Studio 8 Express版
术语表
参考文献