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目录 1

第一章计算机组成 1

1.1计算机的特性和组成 1

1.1.1计算机的主要特性 1

1.1.2计算机的冯·诺依曼结构 2

1.1.3计算机的硬件组成 3

1.2计算机系统的功能和结构 6

1.2.1计算机系统的层次结构 6

1.2.2计算机系统的特性 8

1.3指令系统 12

1.3.1数据的表示 13

1.3.2寻址方式分析 18

1.3.3指令格式优化 20

1.4新一代计算机 22

1.4.1新一代计算机概况 22

1.4.2新一代计算机使用的若干技术 26

1.5例题和习题 28

2.1.1存储容量、速度与价格的矛盾 38

2.1存储体系的原理 38

第二章存储系统 38

2.1.2存储体系的原理 39

2.2地址的映象与变换 49

2.2.1全相联映象及其变换 49

2.2.2直接映象及其变换 52

2.2.3组相联映象及其变换 52

2.2.4段相联映象 54

2.2.5对标志表的分析 56

2.2.6散列概念在地址变换中的应用 57

2.3替换算法及其实现 58

2.3.1替换算法的分析 59

2.3.2 LRU替换算法的实现 62

2.4并行存储器 65

2.4.1地址空间的划分 65

2.4.2访问周期的控制 67

2.5高速缓冲存储器（Cache） 68

2.5.1Cache的工作原理 68

2.5.2 Cache的替换算法 70

2.5.3 Cache的透明性 72

2.5.4任务切换对失效率的影响 73

2.5.5 多处理机系统的Cache结构 74

2.5.6“Cache－主存”层次性能分析 74

2.6虚拟存储器 76

2.6.1虚拟存储器原理 77

2.6.2虚拟存储器指标 84

2.6.3“Cache－主存－辅存”层次 87

2.7.1 主存保护 88

2.7主存保护与控制 88

2.7.2主存控制部件 91

2.8例题和习题 92

第三章总线结构 104

3.1 引言 104

3.1.1总线的分类 104

3.1.2总线结构的特点 105

3.2总线通信方式 105

3.2.1同步通信方式 106

3.2.2异步通信方式 107

3.2.3半同步通信方式 108

3.2.4分离式通信方式 109

3.3总线仲裁 109

3.3.1 串行总线仲裁 110

3.3.2并行总线仲裁 110

3.4总线标准 110

3.4.1 S-100总线 111

3.4.2 MULTIBUS总线 111

3.4.3 VME总线 112

3.5例题和习题 113

第四章计算机体系结构 115

4.1计算机系统结构分类 115

4.1.1弗林分类法 115

4.1.2冯氏分类法 116

4.2常规计算机体系结构 117

4.2.1 以CPU为中心的系统 117

4.2.2面向外围的系统 118

4.2.3 以存储器为中心的系统 120

4.2.4堆栈机结构 120

4.3.1 基本概念 122

4.3流水线结构 122

4.3.2流水结构的分类 123

4.3.3主要性能与分析 125

4.3.4相关处理与控制 127

4.3.5向量的流水处理 129

4.4并行处理机 130

4.4.1 计算机系统结构中的并行性概念 130

4.4.2单机系统并行性概念的发展 130

4.4.3并行处理机 131

4.4.4阵列机结构 135

4.5多处理机系统 136

4.5.1 多处理机系统的并行性发展 136

4.5.2 多处理机系统的耦合度 137

4.5.3多处理机系统的基本结构 137

4.5.4多处理机系统的特点 138

4.5.5程序并行性的分析 139

4.6精简指令集计算机（RISC） 140

4.6.1 基本概念 140

4.6.2 RISC体系结构特点 141

4.6.3几种RISC处理器简介 142

4.7数据流计算机 145

4.7.1数据流机的基本原理 145

4.7.2数据流语言 145

4.7.3数据流机结构 145

4.7.4数据流机评价 146

4.8智能计算机 146

4.8.3智能计算机的开发层次 147

4.8.2智能计算机的设计要点 147

4.8.1智能计算机的基本特点 147

4.9例题和习题 148

第五章可靠性与性能评价 155

5.1可靠性技术概述 155

5.2故障诊断 156

5.2.1故障的类别及产生的原因 156

5.2.2故障诊断测试方法 156

5.2.3微诊断方式 158

5.3.1 冗余结构 159

5.3.2冗余设计 159

5.3容错与冗余技术 159

5.4 可靠性模型与分析 160

5.4.1可靠性模型 160

5.4.2 串联系统可靠性分析 160

5.4.3并联系统可靠性分析 161

5.4.4 串并联系统和并串联系统的可靠性分析 162

5.4.5备用系统 162

5.5软件可靠性 163

5.5.1软件可靠性管理 163

5.4.6 n取r系统 163

5.5.2软件可靠性设计技术 164

5.5.3软件测试 164

5.6计算机安全 164

5.6.1 计算机病毒 165

5.6.2计算机犯罪 166

5.7描述与评价 167

5.7.1描述语言 167

5.7.2性能评价 169

5.8例题和习题 171

6.1操作系统的影响 174

第六章软件对系统结构的影响 174

6.1.1 批量处理系统 175

6.1.2单用户交互式系统 175

6.1.3分时操作系统 176

6.1.4实时操作系统 176

6.1.5网络操作系统 176

6.1.6分布式操作系统 177

6.2语言发展的影响 177

6.2.1实现新层次的方法 178

6.2.2多层计算机的设计策略 178

6.2.3 程序移植 180

6.2.4现代模型研究方法——计算机仿真 182

6.3并行处理的影响 183

6.3.1 并行计算机分类 184

6.3.2并行计算机性能 184

6.3.3并行处理技术中的基本问题 184

6.3.4并行算法与并行机体系结构的关系 186

6.4软件的固化与硬化 187

6.5例题和习题 189

参考文献 195