计算机系统：嵌入式方法 / 计算机科学丛书
￥139.00定价
作者： [英]伊恩·麦克洛克林等著；刘雯译
出版时间：2020年6月
出版社：机械工业出版社
- 机械工业出版社
- 9787111657224
- 1-1
- 319653
- 49239382-2
- 平装
- 16开
- 2020年6月
- 300
- 404
- 工学
- 计算机科学与技术
- 计算机科学与技术
- 本科
作者简介
内容简介
这是一本从嵌入式角度探索计算硬件和软件原理的综合教科书。本书将逐步揭示如何在现实世界中运用这些计算原理构建计算机系统，从小型嵌入式设备到仓库大小的计算机集群，以及这些概念是如何通过互联网在全球范围内相互连接的。《计算机系统：嵌入式方法》首先会完整地讲述主要的硬件组件——包括处理器、内存、存储设备与性能加速器；接着又充分探讨操作系统、连接以及网络。通过此书，您将了解计算机硬件和软件是如何协同工作来支持无处不在的计算、物联网、移动计算技术以及*小到*大的应用和程序。
目录
出版者的话
译者序
前言
致谢
关于作译者
第1章 引言1
11 计算机的进化1
12 进化过程1
13 计算机发展阶段划分4
131 第一代计算机4
132 第二代计算机5
133 第三代计算机5
134 第四代计算机6
135 第五代计算机7
14 云、普适、网格和超并行计算机7
15 未来8
16 小结10
第2章 基础知识11
21 计算机组成11
211 Flynn分类法11
212 连接方式12
213 计算机结构层次视图13
22 计算机基本原理13
23 数字格式16
231 无符号二进制16
232 原码17
233 反码17
234 补码17
235 移码18
236 BCD码19
237 定点数表示法19
238 符号扩展20
24 算术运算20
241 加法20
242 并行进位传递加法器20
243 超前进位22
244 减法22
25 乘法24
251 加法迭代法24
252 部分积方法25
253 移位加方法27
254 Booth和Robertson方法27
26 除法29
27 定点数格式的运算30
271 定点数的运算31
272 定点数的乘除32
28 浮点数32
281 广义浮点数33
282 IEEE754浮点标准33
283 IEEE754标准模式34
284 IEEE754数的范围36
29 浮点数处理38
291 IEEE754数的加减运算39
292 IEEE754数的乘除运算41
293 IEEE754中间格式41
294 舍入42
210 小结42
思考题43
第3章 CPU基础45
31 什么是计算机45
32 让计算机为你服务45
321 程序存储46
322 存储架构46
323 程序传输47
324 控制单元48
325 微指令52
326 RISC和CISC的对比53
327 处理器实例——ARM55
328 关于ARM的更多内容56
33 指令处理56
331 指令集57
332 取指和译码59
333 压缩指令集63
334 寻址模式65
335 堆栈机和逆波兰表示法67
34 数据处理68
341 数据的格式和表达68
342 数据流71
343 数据存储72
344 内部数据72
345 数据处理73
35 自顶向下方法75
351 计算机的能力75
352 性能衡量和统计76
353 性能评估78
36 小结79
思考题80
第4章 处理器内部组成82
41 内部总线结构82
411 程序员的角度82
412 分解互联排列83
413 ADSP21xx总线排列84
414 数据与程序同时访存84
415 双总线体系结构86
416 单总线体系结构87
42 算术逻辑单元88
421 ALU功能88
422 ALU设计89
43 内存管理单元91
431 对虚拟存储的需求91
432 MMU操作91
433 退回算法93
434 内部存储碎片和片段93
435 外部碎片94
436 改进的MMU95
437 内存保护96
44 cache97
441 直接相联cache98
442 组相联cache99
443 全相联cache100
444 局部性原则100
445 cache替换算法102
446 cache性能104
447 cache一致性105
45 协处理器107
46 浮点运算单元107
47 SIMD流指令扩展和多媒体扩展109
471 MMX109
472 MMX实现110
473 MMX的使用111
474 SIMD流指令扩展111
475 使用SSE和MMX111
48 嵌入式系统中的协处理112
49 小结112
思考题113
第5章 提高CPU性能116
51 加速116
52 流水线117
521 多功能流水线118
522 动态流水线119
523 改变流水线模式119
524 数据相关冒险121
525 条件冒险122
526 条件分支123
527 编译时流水线补偿125
528 相对地址分支126
529 流水线的指令集补偿127
5210 运行时流水线补偿128
53 复杂指令集和精简指令集130
54 超标量体系结构130
541 简单超标量130
542 多发送超标量132
543 超标量的性能133
55 每周期的指令数133
551 不同体系结构的IPC133
552 IPC度量134
56 硬件加速器135
561 零开销循环135
562 地址处理硬件137
563 影子寄存器140
57 分支预测140
571 分支预测的必要性141
572 单T位预测器142
573 双位预测器143
574 计数器和移位器预测器145
575 局部分支预测器145
576 全局分支预测器148
577 G选择预测器149
578 G共享预测器150
579 混合预测器151
5710 分支目标缓冲152
5711 基本代码段153
5712 分支预测总结154
58 并行机器155
581 SISD向MIMD的演变157
582 为提高性能而采用并行159
583 其他并行
译者序
前言
致谢
关于作译者
第1章 引言1
11 计算机的进化1
12 进化过程1
13 计算机发展阶段划分4
131 第一代计算机4
132 第二代计算机5
133 第三代计算机5
134 第四代计算机6
135 第五代计算机7
14 云、普适、网格和超并行计算机7
15 未来8
16 小结10
第2章 基础知识11
21 计算机组成11
211 Flynn分类法11
212 连接方式12
213 计算机结构层次视图13
22 计算机基本原理13
23 数字格式16
231 无符号二进制16
232 原码17
233 反码17
234 补码17
235 移码18
236 BCD码19
237 定点数表示法19
238 符号扩展20
24 算术运算20
241 加法20
242 并行进位传递加法器20
243 超前进位22
244 减法22
25 乘法24
251 加法迭代法24
252 部分积方法25
253 移位加方法27
254 Booth和Robertson方法27
26 除法29
27 定点数格式的运算30
271 定点数的运算31
272 定点数的乘除32
28 浮点数32
281 广义浮点数33
282 IEEE754浮点标准33
283 IEEE754标准模式34
284 IEEE754数的范围36
29 浮点数处理38
291 IEEE754数的加减运算39
292 IEEE754数的乘除运算41
293 IEEE754中间格式41
294 舍入42
210 小结42
思考题43
第3章 CPU基础45
31 什么是计算机45
32 让计算机为你服务45
321 程序存储46
322 存储架构46
323 程序传输47
324 控制单元48
325 微指令52
326 RISC和CISC的对比53
327 处理器实例——ARM55
328 关于ARM的更多内容56
33 指令处理56
331 指令集57
332 取指和译码59
333 压缩指令集63
334 寻址模式65
335 堆栈机和逆波兰表示法67
34 数据处理68
341 数据的格式和表达68
342 数据流71
343 数据存储72
344 内部数据72
345 数据处理73
35 自顶向下方法75
351 计算机的能力75
352 性能衡量和统计76
353 性能评估78
36 小结79
思考题80
第4章 处理器内部组成82
41 内部总线结构82
411 程序员的角度82
412 分解互联排列83
413 ADSP21xx总线排列84
414 数据与程序同时访存84
415 双总线体系结构86
416 单总线体系结构87
42 算术逻辑单元88
421 ALU功能88
422 ALU设计89
43 内存管理单元91
431 对虚拟存储的需求91
432 MMU操作91
433 退回算法93
434 内部存储碎片和片段93
435 外部碎片94
436 改进的MMU95
437 内存保护96
44 cache97
441 直接相联cache98
442 组相联cache99
443 全相联cache100
444 局部性原则100
445 cache替换算法102
446 cache性能104
447 cache一致性105
45 协处理器107
46 浮点运算单元107
47 SIMD流指令扩展和多媒体扩展109
471 MMX109
472 MMX实现110
473 MMX的使用111
474 SIMD流指令扩展111
475 使用SSE和MMX111
48 嵌入式系统中的协处理112
49 小结112
思考题113
第5章 提高CPU性能116
51 加速116
52 流水线117
521 多功能流水线118
522 动态流水线119
523 改变流水线模式119
524 数据相关冒险121
525 条件冒险122
526 条件分支123
527 编译时流水线补偿125
528 相对地址分支126
529 流水线的指令集补偿127
5210 运行时流水线补偿128
53 复杂指令集和精简指令集130
54 超标量体系结构130
541 简单超标量130
542 多发送超标量132
543 超标量的性能133
55 每周期的指令数133
551 不同体系结构的IPC133
552 IPC度量134
56 硬件加速器135
561 零开销循环135
562 地址处理硬件137
563 影子寄存器140
57 分支预测140
571 分支预测的必要性141
572 单T位预测器142
573 双位预测器143
574 计数器和移位器预测器145
575 局部分支预测器145
576 全局分支预测器148
577 G选择预测器149
578 G共享预测器150
579 混合预测器151
5710 分支目标缓冲152
5711 基本代码段153
5712 分支预测总结154
58 并行机器155
581 SISD向MIMD的演变157
582 为提高性能而采用并行159
583 其他并行
