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    • 计算机系统基础与实践(计算机科学与技术微课版面向新工科专业建设计算机系列教材)
      • 作者:编者:申兆岩//贾智平//王毅|责编:白立军//薛阳|总主编:张尧学
      • 出版社:清华大学
      • ISBN:9787302628477
      • 出版日期:2023/05/01
      • 页数:326
    • 售价:27.6
  • 内容大纲

        本书从系统的角度出发,结合龙芯处理器及Loongnix系统的相关实例,从软件和硬件两个方面对计算机系统进行由硬到软、自底向上的介绍,目的是帮助读者掌握完整的计算机系统层次结构,了解计算机相关技术概念,掌握计算机系统的相关知识。
        本书分为基础部分与实践部分。基础部分主要介绍了计算机系统相关的基本概念、组合电路与时序电路、处理器体系结构、程序的加载与运行、数据的机器级表示和运算、层次化结构存储、异常控制流;实践部分则主要介绍了龙芯实验平台的软硬件环境、文件读写及加解密实验、二进制炸弹拆除实验、简单的计算机模拟器实验与LoongArch五级流水线模拟器中的Cache实验。
        本书可作为高等院校计算机及相关专业“计算机系统原理”课程的教材,也可供从事计算机工作的工程技术人员参考。
  • 作者介绍

  • 目录

    第1章  计算机系统概述
      1.1  计算机系统的定义和类别
        1.1.1  计算机系统的定义
        1.1.2  计算机系统的类别
      1.2  计算机系统中的抽象层次
        1.2.1  计算机系统层次结构
        1.2.2  计算机系统的不同用户
        1.2.3  冯·诺依曼架构
        1.2.4  程序的编译及执行过程
      1.3  计算机性能
        1.3.1  性能的指标和度量
        1.3.2  CPU性能
        1.3.3  指令性能
        1.3.4  实例:处理器性能评测
      小结
      习题
    第2章  组合电路与时序电路
      2.1  组合电路
        2.1.1  真值表
        2.1.2  布尔代数
        2.1.3  逻辑图
        2.1.4  组合电路分析
      2.2  时序电路
        2.2.1  SR锁存器
        2.2.2  触发器的触发方式
        2.2.3  触发器的逻辑功能
      2.3  计算机子系统
        2.3.1  CPU子系统
        2.3.2  总线
        2.3.3  内存子系统
      小结
      习题
    第3章  处理器体系结构
      3.1  指令集体系结构
        3.1.1  精简指令集与复杂指令集
        3.1.2  二进制翻译
      3.2  LoongArch指令系统概述
        3.2.1  LoongArch指令的编码与汇编助记格式
        3.2.2  LoongArch的寄存器组
        3.2.3  LoongArch的寻址方式
      3.3  LoongArch32指令集
        3.3.1  数据处理指令
        3.3.2  转移指令
        3.3.3  访存指令
        3.3.4  栅障指令
        3.3.5  浮点处理指令
        3.3.6  特权指令
        3.3.7  其他杂项指令
      3.4  汇编语言源程序格式
        3.4.1  汇编语言程序的结构

        3.4.2  汇编语言的行构成
        3.4.3  伪指令
        3.4.4  宏指令
      3.5  汇编语言机器级表示
        3.5.1  过程调用的机器级表示
        3.5.2  选择语句的机器级表示
        3.5.3  循环结构的机器级表示
      小结
      习题
    第4章  程序的加载与运行
      4.1  可执行目标文件的生成
        4.1.1  编译
        4.1.2  汇编
        4.1.3  链接
      4.2  可执行目标文件的运行
        4.2.1  加载
        4.2.2  程序执行过程
        4.2.3  指令执行介绍
      4.3  流水线技术
        4.3.1  流水线方式
        4.3.2  指令流水线
        4.3.3  流水线存在的问题
        4.3.4  流水线与异常处理
        4.3.5  流水线优化技术
      小结
      习题
    第5章  数据的机器级表示和运算
      5.1  数据类型及编码方式概述
        5.1.1  数值数据及其编码方式
        5.1.2  非数值数据及其编码方式
        5.1.3  进位记数制
      5.2  整数的表示
        5.2.1  无符号数编码
        5.2.2  有符号数编码
      5.3  整数运算
        5.3.1  移位运算
        5.3.2  加减法运算
        5.3.3  乘法运算
        5.3.4  除法运算
      5.4  浮点数表示与运算
        5.4.1  浮点表示法
        5.4.2  浮点数计算
      小结
      习题
    第6章  层次化结构存储
      6.1  存储技术
        6.1.1  存储器
        6.1.2  存储技术发展趋势
      6.2  局部性原理与层次化存储结构
        6.2.1  局部性

        6.2.2  存储器层次结构
      6.3  高速缓冲存储器
        6.3.1  Cache的基本工作原理
        6.3.2  Cache主存地址映射
        6.3.3  Cache替换策略
        6.3.4  Cache写策略
        6.3.5  Cache存储器的性能分析
        6.3.6  Cache与程序性能
      6.4  虚拟存储器
        6.4.1  虚拟存储器概述
        6.4.2  页式存储管理
        6.4.3  段式虚拟存储管理
        6.4.4  段页式存储管理
      6.5  外部存储器
        6.5.1  磁盘存储器
        6.5.2  闪存存储器
        6.5.3  新型非易失性存储器
      6.6  I/O系统
        6.6.1  I/O系统的定义与组成
        6.6.2  I/O软硬件层次结构
        6.6.3  Linux中的I/O栈
      小结
      习题
    第7章  异常控制流
      7.1  进程
        7.1.1  进程的概念
        7.1.2  进程的逻辑控制流
        7.1.3  进程的私有地址空间
        7.1.4  进程的上下文切换
        7.1.5  进程的控制
      7.2  异常和中断的概念
        7.2.1  基本概念
        7.2.2  异常
        7.2.3  中断
      7.3  异常和中断的响应过程
      7.4  LoongArch指令系统中的异常和中断
        7.4.1  相关控制状态寄存器
        7.4.2  异常的处理
        7.4.3  中断的处理
      小结
      习题
    第8章  实践部分
      8.1  龙芯平台初探
        8.1.1  实验背景
        8.1.2  实验目的
        8.1.3  实验要求
        8.1.4  实验步骤
      8.2  文件读写及加解密
        8.2.1  实验背景
        8.2.2  实验目的

        8.2.3  实验要求
        8.2.4  实验步骤
      8.3  二进制炸弹拆除
        8.3.1  实验背景
        8.3.2  实验目的
        8.3.3  实验要求
        8.3.4  实验步骤
      8.4  简单的计算机模拟器
        8.4.1  实验背景
        8.4.2  实验目的
        8.4.3  实验要求
        8.4.4  实验步骤
      8.5  设计LoongArch五级流水线模拟器中的Cache
        8.5.1  实验背景
        8.5.2  实验目的
        8.5.3  实验要求
        8.5.4  实验步骤
    参考文献