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第1章计算机系统概述1
1.1计算机系统基本工作原理3
1.1.1一些简单的C程序例子3
1.1.2冯,诺依曼结构计算机4
1.1.3程序和指令的执行过程6
1.2程序的开发与运行9
1.2.1程序设计语言和翻译程序9
1.2.2从源程序到可执行目标文件11
1.2.3可执行文件的启动和执行13
1.3计算机系统的基本组成14
1.3.1计算机硬件14
1.3.2计算机软件16
1.4计算机系统的层次结构17
1.4.1计算机系统的不同用户18
1.4.2计算机系统抽象层的转换18
1.5本章小结21
习题21
第2章数据的类型及机器级表示23
2.1C程序中的变量和常量25
2.2进位记数制和定点数表示26
2.2.1信息的二进制编码27
2.2.2定点数的编码表示30
2.3整数的表示35
2.3.1无符号整数和带符号整数35
2.3.2C语言中的整数类型362.4浮点数的表示37
2.4.1浮点数的表示范围和精度
2.4.2IEEE 754浮点标准38
2.4.3C语言中的浮点数类型41
2.5非数值数据的编码表示42
2.6数据的宽度、存储和转换44
2.6.1数据的宽度和单位44
2.6.2数据的存储和排列顺序47
2.6.3数据类型的自动转换48
2.7本章小结51
习题51
第3章数据的运算及运算部件573.1高级语言和机器指令中的运算
3.1.1C语言程序中的运算593.1.2RISC-V指令中涉及的运算
3.2基本运算部件60
3.2.1全加器和加法器
3.2.2带标志加法器和ALU
3.3定点运算及其运算部件63
……
10.3多计算机系统
10.3.1集群多计算机系统
10.3.2网格多计算机系统52710.4向量处理机和 SIMD技术527
10.4.1向量计算机52810.4.2 SIMD指令集技术
10.4.3GPU架构
10.5并行处理编程模式简介
10.6本章小结539
习题540
参考文献542
精彩内容
本书是计算机领域本科教育教学改革试点工作计划(“101计划”)系列教材之一。本书力图以“培养学生现代计算机系统设计能力”为目标,贯彻“从程序设计视角出发、强调软/硬件关联与协同、以CPU设计为核心”,以系统化观点全面介绍计算机系统各抽象层之间的关联关系以及计算机组成与系统结构相关内容。本书以高级语言程序为出发点组织内容,按照“自顶向下”的方式,从高级语言程序→汇编语言程序→机器指令序列→CPU设计的顺序,展现程序从编程设计、编译转换、链接,到最终运行的整个过程。本书共有10章,分四部分。第1章作为导引部分,基于一个简单模型机简要介绍计算机系统概述内容;第2-5章为第一部分——程序的表示和可执行文件的生成,主要围绕程序的编译、汇编和链接进行介绍;第6、7章为第二部分——可执行文件的执行与存储访问,主要围绕程序在CPU中的执行过程和在存储器中的访问过程进行介绍;第8、9章为第三部分——硬件与操作系统之间的协同机制,主要介绍进程的上下文切换、进程控制、异常和中断处理、程序中I/O操作的底层实现机制,最终通过hello程序加载执行过程综述对系统各层次关联内容进行归纳总结;第10章为第四部分——并行处理系统,简要介绍几类典型并行处理计算系统的基本结构。