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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