计算机组成原理(第五版·立体化教材)

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赖晓铮,覃健诚,杨春武 著,白中英,戴志涛 编
图书标签:
  • 计算机组成原理
  • 计算机体系结构
  • 数字逻辑
  • 汇编语言
  • 计算机硬件
  • 第五版
  • 立体化教材
  • 高等教育
  • 教材
  • 计算机科学
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出版社: 科学出版社
ISBN:9787030369642
版次:5
商品编码:11984742
包装:平装
丛书名: “十二五”普通高等教育本科国家级规划教材
开本:16开
出版时间:2013-03-01
用纸:胶版纸
页数:355
字数:538000
正文语种:中文

具体描述

产品特色

内容简介

  《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》是“十二五”国家级规划教材,重点讲授计算机单处理机系统的组成和工作原理,在此基础上扩展讲授并行体系结构。内容共分11章:(1)计算机系统概论;(2)运算方法和运算器;(3)多层次的存储器;(4)指令系统;(5)中央处理器;(6)总线系统;(7)外存与I/O设备;(8)输入输出系统;(9)并行组织与结构;(10)课程教学实验设计;(11)课程综合设计。
  《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》是作者对“计算机组成原理”课程体系、教学内容、教学方法、教学手段进行综合改革的具体成果。
  《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》特色:基础性、时代性、系统性、实践性、启发性融为一体,文字教材、多媒体CAI软件、教学课件、习题答案库、自测试题库、教学仪器综合配套,形成“理论、实验、设计”三个过程相统一的立体化教学体系。《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》文字流畅、通俗易懂,可作为计算机及相关专业的教材,也可作为成人自学考试、全国计算机等级考试NCRE(四级)用书。

作者简介

  白中英,北京邮电大学计算机学院二级教授、博士生导师。研究方向:计算机体系结构、网络安全。在工程和科学研究中,先后主持完成国家863项目、国家自然科学基金项目4项,省部级项目6项。1项成果获全国科学大会重大成果奖,1项成果获国家科技进步奖,5项成果获部级科技进步一、二等奖,3项成果获国家发明专利。指导博士、硕士研究生50余人。
  
  戴志涛,北京邮电大学计算机学院教授。在高校从事教学和科研工作二十余年。先后主讲“计算机组成原理”、“嵌入式系统”、“可编程逻辑与可编程片上系统”等本科和研究生课程。从事嵌入式系统、高性能并行计算、可重构计算等领域的研究工作,并与多家国内外企事业单位合作从事通信设备。嵌入式应用系统和军工及航天领域软硬件开发。

内页插图

目录

第五版前言
第1章 计算机系统概论
1.1 计算机的分类
1.2 计算机的发展简史
1.2.1 计算机的五代变化
1.2.2 半导体存储器的发展
1.2.3 微处理器的发展
1.2.4 计算机的性能指标
1.3 计算机的硬件
1.3.1 硬件组成要素
1.3.2 运算器
1.3.3 存储器
1.3.4 控制器
1.3.5 适配器与输入输出设备
1.4 计算机的软件
1.4.1 软件的组成与分类
1.4.2 软件的发展演变
1.5 计算机系统的层次结构
1.5.1 多级组成的计算机系统
1.5.2 软件与硬件的逻辑等价性
本章小结
习题

第2章 运算方法和运算器
2.1 数据与文字的表示方法
2.1.1 数据格式
2.1.2 数的机器码表示
2.1.3 字符与字符串的表示方法
2.1.4 汉字的表示方法
2.1.5 校验码
2.2 定点加法、减法运算
2.2.1 补码加法
2.2.2 补码减法
2.2.3 溢出概念与检测方法
2.2.4 基本的二进制加法减法器
2.3 定点乘法运算
2.3.1 原码并行乘法
2.3.2 直接补码并行乘法
2.4 定点除法运算
2.4.1 原码除法算法原理
2.4.2 并行除法器
2.5 定点运算器的组成
2.5.1 逻辑运算
2.5.2 多功能算术逻辑运算单元(ALU)
2.5.3 内部总线
2.5.4 定点运算器的基本结构
2.6 浮点运算方法和浮点运算器
2.6.1 浮点加法、减法运算
2.6.2 浮点乘法、除法运算
2.6.3 浮点运算流水线
2.6.4 浮点运算器实例
本章小结
习题

第3章 多层次的存储器
3.1 存储器概述
3.1.1 存储器的分类
3.1.2 存储器的分级
3.1.3 主存储器的技术指标
3.2 SRAM存储器
3.2.1 基本的静态存储元阵列
3.2.2 基本的SRAM逻辑结构
3.2.3 读写周期波形图
3.3 DRAM存储器
3.3.1 DRAM存储元的记忆原理
3.3.2 DRAM芯片的逻辑结构
3.3.3 读写周期、刷新周期
3.3.4 存储器容量的扩充
3.3.5 高级的DRAM结构
3.3.6 DRAM读写的正确性校验
3.4 只读存储器和闪速存储器
3.4.1 只读存储器ROM
3.4.2 FLASH存储器
3.5 并行存储器
3.5.1 双端口存储器
3.5.2 多模块交叉存储器
3.6 cache存储器
3.6.1 cache基本原理
3.6.2 主存与cache的地址映射
3.6.3 替换策略
3.6.4 cache的写操作策略
3.6.5 Pentium4的cache组织
3.6.6 使用多级cache减少缺失损失
3.7 虚拟存储器
3.7.1 虚拟存储器的基本概念
3.7.2 页式虚拟存储器
3.7.3 段式虚拟存储器和段页式虚拟存储器
3.7.4 虚存的替换算法
3.8 奔腾系列机的虚存组织
3.8.1 存储器模型
3.8.2 虚地址模式
3.8.3 分页模式下的地址转换
本章小结
习题

第4章 指令系统
第5章 中央处理器
第6章 总线系统
第7章 外存与I/O设备
第8章 输入输出系统
第9章 并行组织与结构
第10章 课程教学实验设计
第11章 课程综合设计
附录
参考文献

前言/序言

  “计算机组成原理”是计算机科学与技术学科的一门核心专业基础课程。
  “计算机组成原理”重点讲授单处理机系统的组成和工作原理,在此基础上扩展讲授并行体系结构。课程教学具有知识面广、内容多、难度大、更新快等特点。另一方面,体现课程特点的教材对于提高教学水平和培养人才的质量起着十分重要的作用。作者认为,一本好的《计算机组成原理》教材除了具备优秀教材的七条质量标准外,还应具备下述特点:
  (1)基础性强,知识结构合理,为学生建立终生知识体系打下良好基础。
  (2)系统性强,知识模块彼此交互,使学生能清晰地建立计算机整机概念。
  (3)时代性强,及时反映前沿方向,以适应计算机科学技术快速发展的需要。
  (4)实践性强,理论教学与实践教学结合,注重学生的智力开发和能力培养。
  (5)应用性强,有较广的适应面,以适应学生在各类计算机上从事开发应用的需要。
  (6)启发性强,结合计算机科学技术的重大进展,培养学生的创新思维和创新意识。
  按计算机学科教学指导委员会的教学计划,本课程的先修课是“数字逻辑”。
  作者根据多年从事计算机硬件课程理论教学和实践教学的经验,从传授知识和培养能力的目标出发,结合本课程教学的特点、难点和要点,使文字教材、多媒体CAI软件、教学课件、习题库、试题库、教学仪器、实验设计、课程设计综合配套,力求形成“理论、实验、设计”三个过程相统一的立体化教学体系。
  本书是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材,是北京邮电大学、清华大学、华南理工大学、中国石油大学四校教师的合作成果。理论教学计划64学时,授课学时建议:第1章3(学时),第2章9,第3章12,第4章5,第5章13,第6章4,第7章4,第8章7,第9章6。课程实验另行安排,可与理论教学同步进行,也可独立设课。
  冯一兵、张杰、靳秀国、杨秦、陈楠、于艳丽、刘敬晗、祁之力、王军德、张振华、刘俊荣、李娇娇、李贞、王坤山、肖炜、崔洪浚、白媛、吴琨等参与了第五版文字教材、CAI课件、习题库、试题库、教学仪器、实验设计、课程设计等的编写和研制工作,限于版面,未能在封面上一一署名。


《数字逻辑设计基础与应用》 本书是一本面向计算机科学、电子工程及相关专业本科生的数字逻辑设计入门教材。内容涵盖了数字逻辑设计的基本概念、理论方法和工程实践,旨在帮助读者建立扎实的数字系统设计基础,并为后续更深入的学习打下坚实的基础。 核心内容概览: 数字系统基础: 本章首先介绍数字逻辑与模拟逻辑的区别,引出数字系统在现代电子设备中的重要地位。我们将深入探讨数制及其转换,包括二进制、十进制、八进制和十六进制,以及它们之间的相互转换规则。在此基础上,学习编码的概念,重点介绍BCD码、余三码、格雷码等常用编码,以及它们在数据表示中的应用。 逻辑门与基本逻辑运算: 这是数字逻辑设计的基石。我们将详细讲解基本逻辑门的功能,包括与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT),以及由它们组合而成的复合逻辑门,如与非门(NAND)、或非门(NOR)、异或门(XOR)和同或门(XNOR)。每种逻辑门的逻辑符号、真值表和布尔表达式都将一一呈现,并结合实例演示其工作原理。 布尔代数与逻辑函数化简: 布尔代数是分析和设计数字逻辑电路的数学工具。本章将介绍布尔代数的基本公理和定理,如交换律、结合律、分配律、德摩根定理等。在此基础上,我们将学习如何利用布尔代数进行逻辑函数的化简,包括代数化简法和卡诺图(Karnaugh Map)化简法。卡诺图作为一种直观有效的化简工具,将得到详细讲解,并通过实例演示如何使用它来最小化逻辑表达式,从而简化电路设计,降低成本和功耗。 组合逻辑电路设计: 组合逻辑电路由基本逻辑门组成,其输出仅取决于当前输入。本章将聚焦于组合逻辑电路的设计方法。我们将从需求分析入手,通过真值表和逻辑表达式构建电路,并重点介绍常用组合逻辑电路的设计,包括编码器(Encoder)、译码器(Decoder)、多路选择器(Multiplexer)和多路分配器(Demultiplexer)。这些电路在数据选择、数据传输和控制系统中扮演着至关重要的角色。 时序逻辑电路基础: 与组合逻辑电路不同,时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入,还取决于电路的过去状态。本章将引入存储元件的概念,重点介绍锁存器(Latch)和触发器(Flip-Flop)的设计与工作原理,包括SR锁存器、D触发器、JK触发器和T触发器。我们将详细分析它们的时序特性、状态转换图和时序图,并探讨它们在构建状态机中的作用。 时序逻辑电路设计: 基于触发器等存储元件,本章将进一步探讨复杂时序逻辑电路的设计。我们将学习状态机的概念,包括有限状态机(FSM)的模型,如摩尔(Moore)型和米利(Mealy)型状态机。通过状态转移图和状态转移表,我们将能够设计和分析寄存器(Register)、计数器(Counter)和移位寄存器(Shift Register)等常用时序逻辑电路。这些电路是实现数据存储、数据处理和序列操作的核心。 存储器与可编程逻辑器件: 随着数字系统的复杂度不断提高,对存储元件的需求也日益增长。本章将介绍不同类型的存储器,如随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的基本结构和工作原理。此外,还将介绍可编程逻辑器件(PLD),如可编程只读存储器(PROM)、可编程阵列逻辑(PAL)、通用阵列逻辑(GAL)以及现场可编程门阵列(FPGA)的基本概念,以及它们在快速原型设计和定制化硬件实现中的应用。 硬件描述语言(HDL)简介: 现代数字逻辑设计越来越依赖于硬件描述语言。本章将对常用的硬件描述语言,如Verilog HDL或VHDL进行初步介绍。我们将学习使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑电路,并通过简单的例子展示HDL在电路设计、仿真和综合中的作用。这将为读者接触更专业的EDA工具和现代设计流程打下基础。 本书特色: 理论与实践并重: 本书在讲解理论知识的同时,注重理论在实际工程中的应用。每一章都配有大量的例题和习题,帮助读者巩固所学知识,并培养解决实际问题的能力。 清晰的结构与逻辑: 全书内容组织严谨,逻辑清晰,从基础概念逐步深入到复杂电路设计,适合初学者系统学习。 丰富的图示与表格: 大量运用电路图、真值表、状态图、时序图等图示和表格,直观地展示电路的工作原理和设计过程,降低理解难度。 面向工程应用: 重点介绍在实际工程中常用的数字逻辑器件和设计方法,为读者将来从事相关领域的工作做好准备。 适用对象: 高等院校计算机科学与技术、软件工程、电子信息工程、自动化等相关专业的本科生。 对数字逻辑设计感兴趣的在校学生及自学者。 需要了解数字系统设计基础的工程师。 通过学习本书,读者将能够理解数字逻辑系统的基本原理,掌握组合逻辑和时序逻辑电路的设计方法,为进一步学习计算机体系结构、微处理器设计、数字信号处理等高级课程奠定坚实的基础。

用户评价

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当我开始阅读《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》中关于数据表示和运算的部分时,我感觉自己像是进入了一个全新的数字世界。我一直以为数字就是我们日常生活中使用的十进制,但这本书让我看到了二进制、八进制、十六进制的奇妙之处,以及它们在计算机内部是如何被表示和处理的。作者用非常清晰的图示和例子,讲解了原码、反码、补码等不同的表示方法,并且解释了为什么计算机要采用补码来表示负数,以及补码运算是如何简化硬件设计的。我尤其对书中关于浮点数表示的讲解印象深刻。在学习过程中,我曾多次被IEEE 754标准困扰,觉得它晦涩难懂。但这本书通过生动的比喻,比如将浮点数比作“科学计数法”,并且详细解释了符号位、指数位和尾数位的含义,让我一下子就明白了浮点数的表示原理,以及它可能带来的精度问题。更让我觉得有价值的是,书中还介绍了各种算术逻辑运算器(ALU)的设计,从最简单的全加器、半加器,到多位的加法器、减法器,再到乘法器和除法器,作者都用非常详尽的图解和逻辑表达式,展示了它们是如何工作的。我甚至觉得,通过学习这部分内容,我可以尝试去设计一个简单的ALU电路。这种将抽象的数字运算,转化为具体的逻辑电路设计,是我在学习中最大的收获之一。

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这本书对于 I/O(输入/输出)系统的讲解,是我觉得最能体现其“立体化”和“实用性”的方面之一。我之前对I/O的理解,停留在“键盘输入,屏幕输出”这种非常表层的概念。但《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》让我看到了 I/O 系统背后复杂的接口、通信协议以及中断机制。它详细地介绍了各种I/O设备的连接方式,比如串行接口和并行接口的区别,以及它们各自的优缺点。更让我印象深刻的是,书中对DMA(Direct Memory Access)的解释。我一直觉得CPU是万能的,什么都要亲自处理,但DMA的出现,让我明白了CPU是如何把一部分繁重的I/O数据传输任务,委托给专门的硬件控制器来完成,从而解放CPU去做更重要的事情。这让我感觉计算机的系统设计,就像一个团队协作,每个部分都有自己擅长的角色。书中还用非常形象的图示,来讲解中断的工作原理。我以前总觉得中断是一种“打断”,但这本书让我明白,中断是一种高效的通信机制,它让设备能够主动地告知CPU“我准备好了”或者“我完成了”,而不是让CPU不停地去轮询(Polling)检查。这种事件驱动的处理方式,让我对计算机如何响应外部事件有了更深的理解。特别是书中提到的几种I/O接口芯片(如8255 PPI),虽然我可能不会直接去操作它们,但了解它们的设计思想和工作流程,对于我理解整个I/O系统的运作至关重要。我觉得,这部分内容为我理解操作系统如何管理硬件设备,打下了坚实的基础。

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在阅读《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》的过程中,我最为惊喜的是它在内存系统部分的阐述。在我过往的认知里,内存就是一堆存储数据的“盒子”,而这本书则把这个“盒子”拆解得无比细致,并且让我看到了它背后精妙的设计。从最早的RAM和ROM的区别,到DRAM和SRAM的工作原理,作者都用非常形象的比喻进行了说明。例如,DRAM的刷新机制被比作是“给电容重新充电”,而SRAM则像是一个“锁定的开关”,这些通俗易懂的解释,一下子就让我明白了它们在性能和成本上的取舍。更让我感到震撼的是,书中对缓存(Cache)的讲解。我一直以为CPU和内存之间直接对话就够了,但缓存的存在,以及它分级(L1、L2、L3)的结构,完全颠覆了我的想法。作者花了大量的篇幅,用图示和例子,解释了缓存的作用——“临时存放常用数据,加快访问速度”。特别是它对缓存替换算法(如LRU)的解释,让我理解了为什么有时候访问同样的数据,速度会有天壤之别。这本书还深入探讨了虚拟内存的概念,这一点对我来说尤为重要。过去,我一直不太理解为什么程序能够使用比实际物理内存更大的空间,以及操作系统是如何实现这种“魔法”的。这本书通过页表、段页式管理等概念,清晰地阐述了虚拟内存的实现机制,以及它如何帮助程序隔离和保护数据。当我读到“快表”(TLB)的部分时,我更是觉得眼前一亮,原来内存访问的效率还能通过这种方式进一步提升。总的来说,关于内存和缓存的部分,让我感觉这本教材不只是在讲“是什么”,更是在讲“为什么”和“怎么做”,而且它的立体化设计,让我感觉这些概念不再是冰冷的文字,而是能够“动起来”的。

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在深入学习《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》的过程中,我对CPU的指令集架构(ISA)部分有了全新的认识,并且感觉自己的理解层次得到了极大的提升。我一直以为指令集就是一堆冷冰冰的二进制代码,但这本书把ISA拆解成了更为易懂的组成部分,并且清晰地阐述了不同指令集设计理念的演变。它从最基础的指令类型,如数据传输指令、算术逻辑指令、控制转移指令等,开始一一介绍,并且用非常直观的方式展示了每种指令的功能。更重要的是,它没有回避指令编码的细节,比如不同寻址方式(立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址等)是如何在指令的二进制格式中体现的。通过一些图示和表格,我能够清晰地看到,一条指令是如何被编码成机器可以理解的二进制串,以及CPU是如何根据这些编码来解析指令的操作码和操作数。这本书还详细讲解了RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)两种不同的指令集设计哲学,并且通过具体的指令例子,让我明白了它们之间的区别和优劣。我尤其喜欢它对RISC指令集(例如MIPS或RISC-V)的侧重,这种设计理念更加强调指令的简洁性和可预测性,而这一点也体现在了教材的设计中,使得原本复杂的问题变得清晰明了。让我印象深刻的是,书中还提供了一些简单的汇编语言示例,并且可以通过模拟器来观察这些汇编代码被CPU执行的整个过程,这让我感觉自己不再是被动地接收信息,而是能够主动地去探索和验证。

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《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》这本书,我拿到的时候,说实话,是怀揣着一丝既期待又有些忐忑的心情。毕竟“组成原理”这四个字,对于很多非计算机专业的学生来说,可能就像是高悬头顶的达摩克利斯之剑,总觉得晦涩难懂,充满了各种二进制、逻辑门、时序电路的抽象概念,让人望而生畏。我曾经在不同的场合,听闻过关于这门课程的“炼狱”传说,那些关于CPU内部构造、内存管理机制、指令集设计的细节,仿佛是工程师们的秘密花园,普通人难以窥探。所以,当我在书架上看到这本《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》时,第一个想法就是:它真的能把我这个“小白”从完全的门外汉,变成一个对计算机底层运作有所了解的人吗?这本“立体化教材”的噱头,又意味着什么呢?是包含了很多动画演示,还是有VR互动?这些都是在我翻开书页之前,脑海中不断闪过的疑问。我期待它能用一种更加直观、生动的方式来呈现这些枯燥的技术细节,而不是仅仅堆砌大量的公式和图表。我希望它能像一位耐心且经验丰富的老师,循循善诱地引导我一步步走进计算机的世界,而不是直接把我扔进知识的海洋,让我独自挣扎。我特别在意它是否能将理论与实践相结合,毕竟,光说不练假把式,了解了原理,如果不能看到实际的应用,那知识的价值也会大打折扣。所以,这本书给我的第一印象,更多的是一种希望,希望它能打破我心中对“组成原理”的固有认知,让我觉得这门课并非遥不可及,而是充满魅力的。

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说到《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》的“立体化”特点,我真的想深入聊聊。我原本以为“立体化”可能只是多一些插图或者视频链接,但实际体验下来,它远不止于此。这本书引入了很多交互式的元素,虽然我还没有机会完全体验所有功能,但光是能看到一些动态的演示,就让我觉得学习的效率大大提升。比如,在讲解CPU的时序控制部分,以往看书可能只能通过静态的时序图去理解,但这本书提供了一些模拟器,我可以通过拖动滑块来观察不同时钟周期下信号的变化,甚至可以模拟不同指令的执行过程。这种“动手”式的学习,比死记硬背要有效得多。还有,在介绍指令的流水线(Pipeline)技术时,书中的动画演示非常直观地展示了指令在不同阶段的并行处理,让我一下子就明白了为什么流水线能够提高CPU的执行效率,以及它会带来哪些潜在的问题(如数据冒险、控制冒险)。这本书还引入了一些小的在线编程练习,虽然我现在还没有深入去做,但想到可以在学习理论的同时,立即尝试编写简单的汇编代码,或者通过模拟器观察代码的执行效果,就觉得非常令人兴奋。它让我觉得,我不仅仅是在“看”书,更是在“玩”这本书,在与书中的内容进行互动。这种沉浸式的学习体验,确实是我之前阅读同类书籍时从未有过的。它让枯燥的理论知识变得生动有趣,而且更加容易被理解和吸收。

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《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》在讲解控制单元的设计时,可以说是我在阅读过程中遇到的一个“亮点”。我一直觉得CPU的核心就是它的运算能力,但这本书让我明白了,没有一个高效的“大脑”(控制器),再强大的运算器也无法发挥作用。书中对硬布线控制器和微程序控制器的讲解,我感觉非常到位。对于硬布线控制器,作者用时序逻辑电路的思路,一步步构建出控制信号的生成过程,让我理解了指令的执行是如何被分解成一系列精细的、有时序的控制信号。而对于微程序控制器,它则引入了“微指令”的概念,让我明白了如何用更高级的“程序”来控制CPU的低级操作。这种分层的设计思想,让我对CPU内部的复杂性有了更深刻的认识。我尤其喜欢书中关于指令周期的讲解,它将一条指令的执行过程分解为取指令、指令译码、执行指令、访存和写回等几个阶段,并且详细描述了在每个阶段,控制单元是如何发出相应的控制信号,以协调运算器、寄存器、存储器等各个部件的工作。书中大量的时序图和流程图,让这个过程变得非常直观。我甚至感觉,读完这部分内容,我就可以尝试去设计一个简单的CPU控制器了。这种能够将抽象概念具象化,并且能够模拟整个执行流程的讲解方式,是我之前阅读任何教材都未曾有过的体验。这让我觉得,我正在学习的不仅仅是理论知识,更是一种解决问题的思维方式。

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《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》在数据通路和流水线技术方面的讲解,可以说是将CPU的运行机制展现得淋漓尽致。我之前对CPU的理解,总觉得它像是一个“单线程”的工作者,一次只能处理一件事情。但这本书让我看到了,CPU是如何通过“数据通路”来组织各个功能部件(如ALU、寄存器堆、多路选择器等)之间的连接,从而实现指令的有序执行。作者用非常精细的图示,展示了数据在不同部件之间流动的路径,以及控制信号是如何选择和控制这些路径的。这让我感觉,CPU内部就像是一个精密运作的交通网络。而当我学习到“流水线”技术时,我更是觉得豁然开朗。这本书并没有简单地给出流水线是什么,而是通过一个非常生动的“装配流水线”的比喻,让我明白了指令的各个阶段(取指令、译码、执行、访存、写回)是如何被并行处理的。它详细地介绍了单周期CPU和多周期CPU的局限性,以及流水线技术是如何克服这些局限,从而大幅度提高CPU的执行效率。更重要的是,书中并没有回避流水线带来的问题,比如数据冒险、控制冒险、结构冒险,并且详细讲解了解决这些问题的各种方法(如转发、气泡插入、分支预测等)。我甚至可以利用书中提供的交互式工具,去模拟这些冒险的产生和解决过程。这种能够直观感受技术进步带来的效率提升,以及理解其中复杂权衡的过程,让我对CPU的设计有了更为深刻的认识。

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在阅读《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》的整个过程中,我最看重的是它如何将抽象的计算机底层概念,与我们日常使用的计算机应用联系起来。这本书并没有仅仅停留在“硬件”层面,而是通过对指令集、内存管理、I/O接口等内容的深入讲解,让我明白了我所使用的每一个软件,都离不开这些底层硬件的支持。例如,当我学习到虚拟内存时,我才真正理解了为什么我可以在电脑上同时运行多个大型软件,而不会因为内存不足而崩溃。当我学习到I/O系统时,我才明白了我每一次的键盘输入、鼠标点击,以及屏幕显示,背后都经历了怎样复杂的硬件和软件交互过程。这本书的“立体化”设计,也让这种联系更为紧密。它提供了很多案例分析,展示了不同的硬件设计对软件性能的影响,以及软件设计如何更好地利用硬件特性。例如,它可能会讲解某种指令集(如SIMD指令)是如何被用来加速图像处理的,或者某种内存管理策略是如何影响程序运行效率的。这种将理论与实际应用相结合的方式,让我觉得学习计算机组成原理不再是枯燥的死记硬背,而是能够真正地提升我对计算机世界整体的理解能力。我甚至觉得,在阅读完这本书之后,我再去学习操作系统、编译原理等课程,会更容易上手,因为我已经对底层硬件有了坚实的基础。这本书真的让我觉得,我正在构建一个完整的计算机知识体系,而不仅仅是学习一些孤立的知识点。

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当我真正沉下心来,开始阅读《计算机组成原理(第五版·立体化教材)》时,我发现它比我预想的要更加“有料”,但这份“有料”不是以一种压迫性的方式呈现的。它似乎非常注重建立一个清晰的知识脉络,从最基础的数字逻辑门开始,逐步构建起一个完整的计算机系统。一开始,那些关于“与门”、“或门”、“非门”的讲解,虽然基础,但作者用了很多生动的比喻,比如把它们比作电路中的开关,或者逻辑判断的简单规则,这让我一下子就抓住了核心。接着,章节就自然地过渡到了组合逻辑电路和时序逻辑电路,这些概念对我来说曾经是最头疼的部分,因为很难想象它们是如何构成更复杂的电路的。然而,这本书的设计很巧妙,它没有一下子抛出大量的理论,而是通过一系列由浅入深的例子,展示了如何用基本门电路去组合出加法器、寄存器等核心部件。特别是当讲到CPU的运算器和控制器时,我感觉自己就像是在拼搭乐高积木,从一个个小小的零件,逐渐搭建起了一个能够执行指令的“大脑”。书中的插图非常精美,而且不少图都是动态的,或者提供了可以交互的链接(虽然我还没深入探索那些),这让我更容易理解数据在电路中流动的过程,以及信号是如何一步步传递和变化的。我尤其喜欢它在介绍指令集架构(ISA)的部分,没有直接给我一堆枯燥的汇编代码,而是先从指令的本质——“做什么”和“怎么做”——来解释,然后再引入不同的寻址方式,以及指令的编码。这种循序渐进的方式,让我觉得即使是对计算机底层完全陌生的我,也能逐渐理解CPU是如何解码和执行每一条指令的,而不是仅仅记住一些死板的规则。

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不知道娃看的怎么样

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挺好的

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6

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速度快,是正版图书,购物体验不错

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自学用着尚可

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刚收到书时封面非常脏,不敢下手。印刷很清晰,书正文的内容还没看过,不多说,免得误导。

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还不错

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书很新 是正版的

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计算机组成原理(第五版·立体化教材)

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