現(xiàn)代計算機系統(tǒng)與網絡（原書第5版）

出版者的話

譯者序

前言

第一部分　計算機系統(tǒng)概述

第1章　計算機和系統(tǒng) 3

1.0　引言 3

1.1　起點 6

1.2　計算機系統(tǒng)的組成 8

1.2.1　硬件組件 9

1.2.2　軟件組件 11

1.2.3　通信組件 12

1.2.4　計算機系統(tǒng) 12

1.3　虛擬化的概念 14

1.4　協(xié)議和標準 14

1.5　本書概覽 15

1.6　計算機體系結構簡史 16

1.6.1　早期工作 17

1.6.2　計算機硬件 18

1.6.3　操作系統(tǒng) 20

1.6.4　通信、網絡和互聯(lián)網 24

小結與回顧 25

擴展閱讀 25

復習題 26

習題 26

第2章　系統(tǒng)概念和系統(tǒng)架構簡介 27

2.0　引言 27

2.1　系統(tǒng)的一般概念 27

2.2　IT系統(tǒng)的架構 32

2.2.1　分布式處理系統(tǒng) 34

2.2.2　系統(tǒng)架構師的作用 42

2.2.3　谷歌：系統(tǒng)架構實例 42

2.2.4另一個實例：Facebook的應用架構 45

小結與回顧 46

擴展閱讀 47

復習題 47

習題 47

第二部分　計算機中的數據

第3章　數值系統(tǒng) 51

3.0　引言 51

3.1　作為物理表示的數值 51

3.2　不同進制的計數 52

3.3　不同進制下的算術運算 55

3.4　不同進制下的數值轉換 57

3.5　十六進制數和算術 59

3.6　特殊轉換情況—相關的進制 60

3.7　小數 61

3.8　混合數值轉換 65

小結與回顧 65

擴展閱讀 66

復習題 66

習題 67

第4章　數據格式 70

4.0　引言 70

4.1　概述 70

4.2　字母字符數據 72

4.3　可視數據 77

4.3.1　位圖圖像 78

4.3.2　對象圖像 81

4.3.3　將字符表示為圖像 83

4.3.4　視頻圖像 84

4.4　音頻數據 85

4.5　數據壓縮 87

4.6　頁面描述語言 89

4.7　計算機內部的數據格式 89

小結與回顧 91

擴展閱讀 92

復習題 92

習題 93

第5章　數值數據表示 96

5.0　引言 96

5.1無符號二進制數和二進制編碼的十進制表示 96

5.2　有符號整型數的表示 99

5.2.1　符號-幅值表示法 99

5.2.2以9為基的十進制補碼表示和以1為基的二進制補碼表示 101

5.2.3　10的補碼和2的補碼 105

5.2.4　溢出條件和進位條件 107

5.2.5　其他進制 108

5.2.6　補碼數值的規(guī)則小結 109

5.3　實數 109

5.3.1　指數記數法回顧 109

5.3.2　浮點數格式 111

5.3.3　規(guī)格化和浮點數的格式化 113

5.3.4　編程實例 114

5.3.5　浮點數計算 115

5.3.6　計算機中的浮點數 117

5.3.7　十進制和二進制之間的轉換 119

5.4　編程注意事項 120

小結與回顧 120

擴展閱讀 121

復習題 121

習題 122

第三部分　計算機體系結構和硬件操作

第6章　“小伙計”計算機 129

6.0　引言 129

6.1　“小伙計”計算機的結構 129

6.2　“小伙計”計算機的操作 130

6.3　一個簡單的程序 132

6.4　一個擴展的指令集 133

6.5　指令周期 135

6.6　關于計算機體系結構的說明 138

小結與回顧 138

復習題 138

習題 139

第7章　CPU和內存 141

7.0　引言 141

7.1　CPU的組成 142

7.2　寄存器的概念 143

7.3　內存單元 145

7.3.1　內存的操作 145

7.3.2　內存容量和尋址限制 148

7.3.3　主存的特征和實現(xiàn) 149

7.4　“取-執(zhí)行”指令周期 150

7.5　總線 153

7.6　指令類型 156

7.6.1數據移動指令 157

7.6.2　算術指令 159

7.6.3　布爾邏輯指令 159

7.6.4　單操作數操作指令 159

7.6.5　位操作指令 160

7.6.6　移位和循環(huán)移位指令 160

7.6.7　程序控制指令 161

7.6.8　棧指令 161

7.6.9　多數據指令 164

7.6.10　其他指令 164

7.7　指令字格式 165

7.8　指令字的需求和約束 166

小結與回顧 168

擴展閱讀 169

復習題 169

習題 170

第8章CPU和內存：設計、增強和實現(xiàn) 172

8.0　引言 172

8.1　CPU的架構 173

8.1.1　概述 173

8.1.2　傳統(tǒng)的現(xiàn)代架構 173

8.2　CPU的特征與增強 174

8.2.1　概述 174

8.2.2“取-執(zhí)行”周期的時序問題 175

8.2.3　一種改進CPU性能的模型 176

8.2.4標量和超標量處理器的組成 179

8.3　內存增強 182

8.3.1　寬路徑內存訪問 183

8.3.2　內存交叉 183

8.3.3　Cache存儲器 184

8.4　現(xiàn)代超標量CPU 187

8.5　多處理技術 189

8.6　關于實現(xiàn)的幾點評述 191

小結與回顧 192

擴展閱讀 192

復習題 193

習題 194

第9章　輸入/輸出 196

9.0　引言 196

9.1　典型I/O設備的特性 197

9.2　編程式I/O 201

9.3　中斷 203

9.3.1　服務中斷 203

9.3.2　中斷的使用 204

9.3.3　多重中斷和優(yōu)先次序 208

9.4　直接內存訪問 211

9.5　I/O控制器 214

小結與回顧 215

擴展閱讀 215

復習題 216

習題 216

第10章　計算機外設 218

10.0　引言 218

10.1　存儲的層次 219

10.2　固態(tài)存儲器 220

10.3　磁盤 221

10.4　光盤存儲 227

10.5　磁帶 229

10.6　顯示器 230

10.6.1　顯示器的基本設計 230

10.6.2　圖形處理單元 232

10.6.3　液晶顯示技術 234

10.6.4　OLED顯示技術 234

10.7　打印機 235

10.7.1　激光打印機 236

10.7.2　噴墨打印機 236

10.8　用戶輸入設備 237

10.8.1　鍵盤