数字逻辑与计算机组成 软硬件技术 作者 新华正版
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作者作者
出版社机械工业出版社
ISBN9787111665557
出版时间2020-10
版次1
装帧平装
开本16
页数380页
定价79元
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上书时间2024-04-13
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目录：
前言
章二进制编码1
1.1计算机系统概述1
1.1.1冯·诺依曼结构计算机1
1.1.2程序的表示与执行3
1.1.3计算机系统抽象层5
1.2二进制数的表示6
1.2.1计算机的外部信息和数据6
1.2.2进位制7
1.2.3二进制数与其他制数之间的转换8
1.3数值型数据的编码表示11
1.3.1定点数的编码11
1.3.2整数的表示16
1.3.3浮点数的表示18
1.3.4十进制数的二进制编码表示21
1.4非数值型数据的编码表示22
1.4.1逻辑值的表示22
1.4.2西文字符的表示22
1.4.3汉字的表示24
1.5数据的宽度和存储24
1.5.1数据的宽度和单位24
1.5.2数据的存储和排列顺序26
1.6本章小结27
题27
第2章数字逻辑基础30
2.1逻辑门和数字抽象30
2.1.1逻辑门30
2.1.2数字抽象32
2.1.3cmos晶体管34
2.1.4cmos电路电气特39
2.2布尔代数41
2.2.1公理系统41
2.2.2定理42
2.3逻辑关系描述45
2.3.1逻辑函数45
2.3.2真值表与波形图45
2.3.3逻辑函数的标准表示46
2.4逻辑函数的化简与变换48
2.4.1代数法化简48
2.4.2卡诺图法化简49
2.4.3逻辑函数变换52
2.5本章小结54
题54
第3章组合逻辑电路56
3.1组合逻辑电路概述56
3.1.1组合逻辑电路构成规则56
3.1.2逻辑电路图57
3.1.3两级和多级组合逻辑电路59
3.1.4组合逻辑电路设计59
3.1.5非法值和高阻态61
3.2典型组合逻辑部件设计62
3.2.1译码器和62
3.2.2多路选择器和多路分配器65
3.2.3半加器和全加器67
3.3组合逻辑电路时序分析68
3.3.1传输延迟和小延迟68
3.3.2竞争冒险70
3.4本章小结70
题71
第4章时序逻辑电路74
4.1时序逻辑电路概述74
4.1.1时序逻辑与有限机74
4.1.2时序逻辑电路的基本结构76
4.1.3时序逻辑电路的定时77
4.2锁存器和触发器77
4.2.1双稳态元件77
4.2.2sr锁存器78
4.2.3d锁存器79
4.2.4d触发器79
4.2.5t触发器81
4.3同步时序逻辑设计82
4.3.1同步时序逻辑设计步骤82
4.3.2图/表设计83
4.3.3化简和编码86
4.3.4电路设计和分析88
4.4典型时序逻辑部件设计92
4.4.1器92
4.4.2寄存器和寄存器堆95
4.4.3移位寄存器97
4.5本章小结100
题100
第5章fpga设计和硬件描述语言103
5.1可编程逻辑器件和fpga设计103
5.1.1可编程逻辑器件103
5.1.2存储器阵列106
5.1.3fpga设计概述109
5.1.4专用集成电路110
5.2hdl概述111
5.2.1vhdl和verilog hdl111
5.2.2基于hdl的数字电路设计流程112
5.3verilog语言简介116
5.3.1模块、端和实例化116
5.3.2标识符、常量和注释117
5.3.3数据类型118
5.3.4运算符及其优先级121
5.4verilog的建模方式125
5.4.1三种建模方式125
5.4.2行为建模中的过程语句129
5.5verilog代码实例136
5.5.1组合逻辑代码实例136
5.5.2时序逻辑代码实例137
5.6本章小结139
题140
第6章运算方法和运算部件143
6.1基本运算部件143
6.1.1串行进位加法器143
6.1.2并行进位加法器145
6.1.3带标志加法器147
6.1.4算术逻辑部件149
6.2定点数运算150
6.2.1补码加减运算150
6.2.2原码加减运算152
6.2.3移码加减运算153
6.2.4原码乘法运算153
6.2.5补码乘法运算158
6.2.6快速乘法器160
6.2.7原码除法运算163
6.2.8补码除法运算168
6.3浮点数运算170
6.3.1浮点数加减运算171
6.3.2浮点数乘除运算176
6.4本章小结179
题179
第7章指令系统182
7.1指令系统概述182
7.2指令系统设计183
7.2.1作数和寻址方式183
7.2.2作类型和作码编码186
7.2.3标志信息的生成与使用188
7.2.4指令系统风格190
7.2.5异常和中断处理192
7.3指令系统实例：risc-v架构193
7.3.1risc-v指令系统概述194
7.3.2risc-v指令参卡196
7.3.3基础整数指令集199
7.3.4可选扩展指令集204
7.4本章小结206
题207
第8章处理器212
8.1cpu概述212
8.1.1cpu的基本功能212
8.1.2cpu的基本组成213
8.1.3数据通路与时序控制215
8.1.4计算机能与cpu时间216
8.2单周期cpu设计218
8.2.1指令功能的描述219
8.2.2单周期数据通路的设计220
8.2.3控制器的设计231
8.2.4时钟周期的确定239
8.3多周期cpu设计240
8.3.1多周期数据通路的设计240
8.3.2硬连线控制器设计244
8.3.3微程序控制器设计246
8.3.4带异常处理的cpu设计247
8.4流水线cpu设计251
8.4.1流水线cpu概述251
8.4.2指令的流水段分析252
8.4.3流水线数据通路的设计255
8.4.4流水线控制器的设计259
8.5流水线冒险及其处理261
8.5.1结构冒险261
8.5.2数据冒险262
8.5.3控制冒险266
8.6流水线技术271
8.6.1静态多发处理器272
8.6.2动态多发处理器275
8.7本章小结277
题278
第9章存储器层次结构282
9.1存储器概述282
9.1.1存储器的基本元件282
9.1.2存储器的层次结构283
9.2主存储器的基本结构284
9.2.1主存储器的组成和基本作284
9.2.2sram芯片和dram芯片285
9.2.3存储器芯片的扩展288
9.3高速缓冲存储器289
9.3.1程序访问的局部289
9.3.2cache的基本工作291
9.3.3cache行和主存块之间的映方式292
9.3.4cache中主存块的替换算法300
9.3.5cache的一致问题302
9.3.6cache设计应虑的问题303
9.3.7cache结构举例307
9.3.8cache和程序能308
9.4虚拟存储器309
9.4.1虚拟存储器的基本概念309
9.4.2进程的虚拟地址空间310
9.4.3虚拟存储器的实现312
9.4.4存储保护319
9.5本章小结320
题320
0章系统互连与输入/输出326
10.1外设与cpu和主存的互连326
10.1.1外设的分类和特点326
10.1.2系统线及互连结构330
10.2i/o接和i/o端335
10.2.1i/o接的功能和通用结构335
10.2.2i/o端及其编址方式337
10.3输入/输出控制方式338
10.3.1程序直接控制i/o方式338
10.3.2中断控制i/o方式342
10.3.3dma控制i/o方式349
10.4i/o子系统中的i/o软件352
10.4.1i/o子系统层次结构352
10.4.2与设备无关的i/o软件354
10.4.3设备驱动程序355
10.4.4中断服务程序356
10.5本章小结357
题358
参文献361
内容简介：
本书主要介绍数字逻辑、计算机组成和指令集体系结构(ia)涉及的相关概念、理论和技术内容，以新兴开放指令集架构ricv为模型机，着重介绍数字逻辑电路设计、ia设计和微体系结构设计等相关内容。本书共分10章：章对计算机系统及信息的二进制编码进行概述介绍，第2～4章主要介绍数字逻辑电路，第5～6章介绍硬件描述语言和功能部件设计，第7章介绍指令集体系结构，第8～10章主要介绍处理器、存储器和输入/输出三个主要组成部分的微体系结构设计。本书内容详尽，概念清楚，通俗易懂，并提供大量典型题以供读者练。本书既可以作为高等院校计算机专业本科生数字逻辑电路、计算机组成和计算机系统结构等相关课程的教材，也可以作为有关专业或计算机技术人员的参书。
作者简介：
袁春风，大学计算机科学与技术系教授。主要研究领域为web信息检索与文本挖掘技术、多媒体文档处理等。在相关领域承担科研项目近30多项，发表50多篇，获江苏省科技进步2次，省软件1次。编写计算机组成和有关多媒体处理方面的教材4本，获教材1次。从事“计算机组成”和“计算机组成与系统结构”课程的工作20年。“计算机组成”获一微软精品课程、远程教育精品课程，并作为主要课程之一获江苏省课程群。“计算机组成与系统结构”获江苏省精品课程，其课程在2009年江苏省高等学校多媒体课件遴选中获特等奖。
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