计算机科学丛书 数字设计和计算机体系结构 原书第2版PDF格式文档图书下载
- 购买点数:15 点
- 作 者:(美)戴维·莫尼·哈里斯 莎拉 L·哈里斯著 陈俊颖译
- 出 版 社:北京:机械工业出版社
- 出版年份:2016
- ISBN:7111534514
- 标注页数:480 页
- PDF页数:495 页
第1章 二进制 1
1.1 课程计划 1
1.2 控制复杂性的艺术 1
1.2.1 抽象 1
1.2.2 约束 2
1.2.3 三Y原则 3
1.3 数字抽象 3
1.4 数制 4
1.4.1 十进制数 4
1.4.2 二进制数 5
1.4.3 十六进制数 6
1.4.4 字节、半字节和全字 7
1.4.5 二进制加法 8
1.4.6 有符号的二进制数 8
1.5 逻辑门 10
1.5.1 非门 11
1.5.2 缓冲器 11
1.5.3 与门 11
1.5.4 或门 11
1.5.5 其他两输入逻辑门 11
1.5.6 多输入门 12
1.6 数字抽象 13
1.6.1 电源电压 13
1.6.2 逻辑电平 13
1.6.3 噪声容限 13
1.6.4 直流电压传输特性 14
1.6.5 静态约束 15
1.7 CMOS晶体管 16
1.7.1 半导体 16
1.7.2 二极管 17
1.7.3 电容 17
1.7.4 nMOS和PMOS晶体管 17
1.7.5 CMOS非门 19
1.7.6 其他CMOS逻辑门 19
1.7.7 传输门 20
1.7.8 类nMOS逻辑 20
1.8 功耗 21
1.9 总结和展望 22
习题 22
面试问题 28
第2章 组合逻辑设计 29
2.1 引言 29
2.2 布尔表达式 31
2.2.1 术语 31
2.2.2 与或式 31
2.2.3 或与式 32
2.3 布尔代数 33
2.3.1 公理 33
2.3.2 单变量定理 33
2.3.3 多变量定理 34
2.3.4 定理的统一证明方法 35
2.3.5 等式化简 36
2.4 从逻辑到门 37
2.5 多级组合逻辑 39
2.5.1 减少硬件 39
2.5.2 推气泡 40
2.6 X和Z 41
2.6.1 非法值X 41
2.6.2 浮空值Z 41
2.7 卡诺图 42
2.7.1 画圈的原理 43
2.7.2 卡诺图化简逻辑 44
2.7.3 无关项 46
2.7.4 小结 47
2.8 组合逻辑模块 47
2.8.1 复用器 47
2.8.2 译码器 50
2.9 时序 51
2.9.1 传播延迟和最小延迟 51
2.9.2 毛刺 54
2.10 总结 55
习题 55
面试问题 60
第3章 时序逻辑设计 61
3.1 引言 61
3.2 锁存器和触发器 61
3.2.1 SR锁存器 62
3.2.2 D锁存器 63
3.2.3 D触发器 64
3.2.4 寄存器 64
3.2.5 带使能端的触发器 65
3.2.6 带复位功能的触发器 65
3.2.7 晶体管级锁存器和触发器的设计 66
3.2.8 小结 66
3.3 同步逻辑设计 67
3.3.1 一些有问题的电路 67
3.3.2 同步时序电路 68
3.3.3 同步电路和异步电路 70
3.4 有限状态机 70
3.4.1 有限状态机设计实例 70
3.4.2 状态编码 74
3.4.3 Moore型状态机和Mealy型状态机 76
3.4.4 状态机的分解 79
3.4.5 由电路图导出状态机 80
3.4.6 有限状态机小结 82
3.5 时序逻辑的时序 82
3.5.1 动态约束 83
3.5.2 系统时序 83
3.5.3 时钟偏移 87
3.5.4 亚稳态 88
3.5.5 同步器 89
3.5.6 分辨时间的推导 90
3.6 并行 92
3.7 总结 94
习题 95
面试问题 100
第4章 硬件描述语言 101
4.1 引言 101
4.1.1 模块 101
4.1.2 硬件描述语言的起源 101
4.1.3 模拟和综合 102
4.2 组合逻辑 104
4.2.1 位运算符 104
4.2.2 注释和空白 104
4.2.3 缩位运算符 106
4.2.4 条件赋值 106
4.2.5 内部变量 106
4.2.6 优先级 109
4.2.7 数字 109
4.2.8 Z和X 110
4.2.9 位混合 111
4.2.10 延迟 112
4.3 结构化建模 113
4.4 时序逻辑 115
4.4.1 寄存器 115
4.4.2 复位寄存器 115
4.4.3 带使能端的寄存器 116
4.4.4 多寄存器 116
4.4.5 锁存器 119
4.5 更多组合逻辑 119
4.5.1 case语句 120
4.5.2 if语句 122
4.5.3 带有无关项的真值表 122
4.5.4 阻塞赋值和非阻塞赋值 124
4.6 有限状态机 127
4.7 数据类型 130
4.7.1 SystemVerilog 130
4.7.2 VHDL 131
4.8 参数化模块 133
4.9 测试程序 135
4.10 总结 138
习题 138
面试问题 145
第5章 数字模块 146
5.1 引言 146
5.2 算术电路 146
5.2.1 加法 146
5.2.2 减法 151
5.2.3 比较器 152
5.2.4 算术逻辑单元 153
5.2.5 移位器和循环移位器 154
5.2.6 乘法 155
5.2.7 除法 156
5.2.8 补充阅读 156
5.3 数制 157
5.3.1 定点数 157
5.3.2 浮点数 157
5.4 时序电路模块 160
5.4.1 计数器 160
5.4.2 移位寄存器 160
5.5 存储器阵列 162
5.5.1 概述 162
5.5.2 动态随机访问存储器 164
5.5.3 静态随机访问存储器 165
5.5.4 面积和延迟 165
5.5.5 寄存器文件 165
5.5.6 只读存储器 165
5.5.7 使用存储器阵列的逻辑 167
5.5.8 存储器HDL 167
5.6 逻辑阵列 168
5.6.1 可编程逻辑阵列 169
5.6.2 现场可编程逻辑门阵列 169
5.6.3 阵列实现 173
5.7 总结 174
习题 174
面试问题 180
第6章 体系结构 181
6.1 引言 181
6.2 汇编语言 182
6.2.1 指令 182
6.2.2 操作数:寄存器、存储器和常数 183
6.3 机器语言 187
6.3.1 R类型指令 187
6.3.2 l类型指令 188
6.3.3 J类型指令 189
6.3.4 解释机器语言代码 189
6.3.5 存储程序 189
6.4 编程 190
6.4.1 算术/逻辑指令 190
6.4.2 分支 193
6.4.3 条件语句 194
6.4.4 循环 195
6.4.5 数组 197
6.4.6 函数调用 200
6.5 寻址方式 206
6.6 编译、汇编和装入 208
6.6.1 内存映射 208
6.6.2 转换成二进制代码和开始执行程序 209
6.7 其他主题 211
6.7.1 伪指令 211
6.7.2 异常 212
6.7.3 有符号指令和无符号指令 212
6.7.4 浮点指令 213
6.8 从现实世界看:x86结构 214
6.8.1 x86寄存器 215
6.8.2 x86操作数 215
6.8.3 状态标志 216
6.8.4 x86指令集 216
6.8.5 x86指令编码 218
6.8.6 x86的其他特性 219
6.8.7 小结 219
6.9 总结 219
习题 220
面试问题 227
第7章 微体系结构 228
7.1 引言 228
7.1.1 体系结构状态和指令集 228
7.1.2 设计过程 229
7.1.3 MIPS微体系结构 230
7.2 性能分析 230
7.3 单周期处理器 231
7.3.1 单周期数据路径 231
7.3.2 单周期控制 235
7.3.3 更多指令 237
7.3.4 性能分析 239
7.4 多周期处理器 240
7.4.1 多周期数据路径 240
7.4.2 多周期控制 244
7.4.3 更多指令 252
7.4.4 性能分析 254
7.5 流水线处理器 255
7.5.1 流水线数据路径 257
7.5.2 流水线控制 258
7.5.3 冲突 258
7.5.4 更多指令 269
7.5.5 性能分析 269
7.6 硬件描述语言表示 270
7.6.1 单周期处理器 270
7.6.2 通用模块 274
7.6.3 基准测试程序 276
7.7 异常 279
7.8 高级微体系结构 281
7.8.1 深流水线 282
7.8.2 分支预测 282
7.8.3 超标量处理器 284
7.8.4 乱序处理器 285
7.8.5 寄存器重命名 287
7.8.6 单指令流多数据 288
7.8.7 多线程 288
7.8.8 同构多处理器 289
7.8.9 异构多处理器 289
7.9 从现实世界看:x86微体系结构 290
7.10 总结 295
习题 296
面试问题 300
第8章 存储器和输入/输出系统 301
8.1 引言 301
8.2 存储器系统性能分析 304
8.3 高速缓存 305
8.3.1 高速缓存中存放的数据 305
8.3.2 高速缓存中的数据查找 305
8.3.3 数据的替换 311
8.3.4 高级高速缓存设计 312
8.3.5 MIPS高速缓存的发展 314
8.4 虚拟存储器 315
8.4.1 地址转换 316
8.4.2 页表 317
8.4.3 转换后备缓冲器 318
8.4.4 存储器保护 319
8.4.5 替换策略 319
8.4.6 多级页表 319
8.5 I/O简介 321
8.6 嵌入式I/O系统 322
8.6.1 PIC32MX675F512H微控制器 322
8.6.2 通用数字I/O 326
8.6.3 串行I/O 328
8.6.4 计时器 336
8.6.5 中断 337
8.6.6 模拟I/O 339
8.6.7 其他微控制器外设 343
8.7 PC I/O系统 358
8.7.1 USB 359
8.7.2 PCI和PCI Express 360
8.7.3 DDR3内存 360
8.7.4 网络 360
8.7.5 SATA 361
8.7.6 连接到PC 361
8.8 从现实世界看:x86存储器和I/O系统 363
8.8.1 x86高速缓存系统 363
8.8.2 x86虚拟存储器 364
8.8.3 x86可编程I/O 365
8.9 总结 365
后记 365
习题 365
面试问题 371
附录A数字系统实现 372
附录B MIPS指令 396
附录C C语言编程 400
附录D MIPS处理器的FPGA实现 433
补充阅读 452
索引 454
- 《计算机科学丛书 计算机体系结构精髓 原书第2版》(美)道格拉斯·科莫著;黄智濒,戴志涛译 2019
- 《计算机科学丛书 数字设计和计算机体系结构 原书第2版》(美)戴维·莫尼·哈里斯,莎拉 L·哈里斯著;陈俊颖译 2016
- 《信息安全国家重点实验室信息安全丛书 云计算安全体系》陈驰,于晶等编著 2014
- 《计算机科学丛书 数字逻辑设计与计算机组成》(美)尼克罗斯·法拉菲著;戴志涛,张通,黄梦凡,徐继彬等译 2017
- 《基于ABMS的体系计算实验方法及应用》李群等著 2018
- 《计算机体系结构习题与解答 英文版》(美)Nicholas Carter著 2002
- 《计算机科学丛书 计算机系统 系统架构与操作系统的高度集成》(美)拉姆阿堪德兰,(美)莱希著 2015
- 《计算机体系结构》张晨曦等编著 2000
- 《计算机体系结构》马桂祥编 1988
- 《计算机体系结构实验》沈立,肖侬,王志英编著 2010
- 《数字设计和计算机体系结构 ARM版》(美)莎拉·L.哈里斯(Sarah L. Harris),(美)戴维·莫尼·哈里斯(David Money Harris)著 2019
- 《计算机科学丛书 数字设计和计算机体系结构 原书第2版》(美)戴维·莫尼·哈里斯,莎拉 L·哈里斯著;陈俊颖译 2016
- 《波瑞里斯星球》(美)D.A.霍德克著;马玉凤译 1998
- 《AutoCAD在建筑制图中的应用》(美)(A.杰弗里斯)Alan Jefferis,(美)(M.琼斯)Michael Jones著;陈英杰等译 1997
- 《营销革命 经典重译版》(美)艾·里斯,(美)杰克·特劳特著;邓德隆,火华强译 2017
- 《商战 经典重译版》(美)艾·里斯,(美)杰克著;邓德隆,火华强译 2017
- 《他需她要 解读现代婚姻》(美)小威勒·哈里著;严世芬译 1999
- 《发现更多 恐龙》(美)佩内洛普·阿隆,(美)托里·高登-哈里斯著;袁帅译;苗雨雁审订 2016
- 《雷姆斯大叔的故事 注音版》(美)哈里斯著;(美)弗罗斯特绘;徐永平译 2009
- 《品牌之源》(美)阿尔·里斯(Al Ries),(美)劳拉·里斯(Laura Ries)著;火华强译 2005
- 《北京志 工业卷 机械工业志 农机工业志》北京市地方志编纂委员会编 2001
- 《机械工业和机械图书的出版发行 机械工业出版社发行培训教材》陈慧毅,杨少晨编 1988
- 《冷冲模设计》赵孟栋主编 2006
- 《机械工业出版社》慕拉维叶夫著;孔庆复译 1959
- 《北京市立高级工业职业学校机械科毕业学生韩丕纯分数表/韩丕纯毕业证书》 1949
- 《中等职业教育机电类规划教材 机械工业出版社精品教材 机械设计基础 第2版》机械职业教育基础课教学指导委员会机械设计学科组组编;柴鹏飞主编 2006
- 《集知播识春秋录 机械工业出版社 1952-1988.机械科学技术情报研究所 1958-1988》机械科技情报研究所,机械工业出版社编 1988
- 《电线电缆》上海市电缆研究所编 1975
- 《FoxBASE+ 三周通》文忠等编著 1995
- 《FoxBASE+实验指导书》李爱华,王建诚编 1994