第1章 計算機系統(tǒng)概述
1．1 計算機系統(tǒng)的定義和類別
1．1．1 計算機系統(tǒng)的定義
1．1．2 計算機系統(tǒng)的類別
1．2 計算機系統(tǒng)中的抽象層次
1．2．1 計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

第1章計算機系統(tǒng)概述1
1.1計算機系統(tǒng)的定義和類別1
1.1.1計算機系統(tǒng)的定義1
1.1.2計算機系統(tǒng)的類別5
1.2計算機系統(tǒng)中的抽象層次7
1.2.1計算機系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)7
1.2.2計算機系統(tǒng)的不同用戶9
1.2.3馮·諾依曼架構(gòu)11
1.2.4程序的編譯及執(zhí)行過程14
1.3計算機性能16
1.3.1性能的指標和度量16
1.3.2CPU性能17
1.3.3指令性能18
1.3.4實例: 處理器性能評測21
小結(jié)22
習題23
第2章組合電路與時序電路25
2.1組合電路25
2.1.1真值表26
2.1.2布爾代數(shù)26
2.1.3邏輯圖27
2.1.4組合電路分析28
2.2時序電路31
2.2.1SR鎖存器32
2.2.2觸發(fā)器的觸發(fā)方式34
2.2.3觸發(fā)器的邏輯功能37
2.3計算機子系統(tǒng)40
2.3.1CPU子系統(tǒng)40

2.3.2總線45
2.3.3內(nèi)存子系統(tǒng)47
〖3〗計算機系統(tǒng)基礎(chǔ)與實踐(微課版)目錄〖3〗小結(jié)49
習題49
第3章處理器體系結(jié)構(gòu)52
3.1指令集體系結(jié)構(gòu)52
3.1.1精簡指令集與復雜指令集52
3.1.2二進制翻譯55
3.2LoongArch指令系統(tǒng)概述57
3.2.1LoongArch指令的編碼與匯編助記格式57
3.2.2LoongArch的寄存器組59
3.2.3LoongArch的尋址方式62
3.3LoongArch32指令集65
3.3.1數(shù)據(jù)處理指令65
3.3.2轉(zhuǎn)移指令74
3.3.3訪存指令76
3.3.4柵障指令79
3.3.5浮點處理指令80
3.3.6特權(quán)指令81
3.3.7其他雜項指令87
3.4匯編語言源程序格式88
3.4.1匯編語言程序的結(jié)構(gòu)89
3.4.2匯編語言的行構(gòu)成91
3.4.3偽指令92
3.4.4宏指令95
3.5匯編語言機器級表示97
3.5.1過程調(diào)用的機器級表示97
3.5.2選擇語句的機器級表示100
3.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)的機器級表示104
小結(jié)108
習題109
第4章程序的加載與運行111
4.1可執(zhí)行目標文件的生成111
4.1.1編譯112
4.1.2匯編113
4.1.3鏈接115
4.2可執(zhí)行目標文件的運行117
4.2.1加載118
4.2.2程序執(zhí)行過程121
4.2.3指令執(zhí)行介紹123
4.3流水線技術(shù)125
4.3.1流水線方式126
4.3.2指令流水線127
4.3.3流水線存在的問題129
4.3.4流水線與異常處理133
4.3.5流水線優(yōu)化技術(shù)133
小結(jié)139
習題140
第5章數(shù)據(jù)的機器級表示和運算142
5.1數(shù)據(jù)類型及編碼方式概述142
5.1.1數(shù)值數(shù)據(jù)及其編碼方式143
5.1.2非數(shù)值數(shù)據(jù)及其編碼方式144
5.1.3進位記數(shù)制146
5.2整數(shù)的表示150
5.2.1無符號數(shù)編碼150
5.2.2有符號數(shù)編碼150
5.3整數(shù)運算154
5.3.1移位運算154
5.3.2加減法運算155
5.3.3乘法運算157
5.3.4除法運算166
5.4浮點數(shù)表示與運算170
5.4.1浮點表示法170
5.4.2浮點數(shù)計算173
小結(jié)174
習題175
第6章層次化結(jié)構(gòu)存儲176
6.1存儲技術(shù)176
6.1.1存儲器176
6.1.2存儲技術(shù)發(fā)展趨勢178
6.2局部性原理與層次化存儲結(jié)構(gòu)180
6.2.1局部性180
6.2.2存儲器層次結(jié)構(gòu)182
6.3高速緩沖存儲器183
6.3.1Cache的基本工作原理183
6.3.2Cache�仓鞔娴刂酚成�184
6.3.3Cache替換策略191
6.3.4Cache寫策略192
6.3.5Cache存儲器的性能分析194
6.3.6Cache與程序性能197
6.4虛擬存儲器200
6.4.1虛擬存儲器概述200
6.4.2頁式存儲管理202
6.4.3段式虛擬存儲管理209
6.4.4段頁式存儲管理211
6.5外部存儲器214
6.5.1磁盤存儲器214
6.5.2閃存存儲器218
6.5.3新型非易失性存儲器222
6.6I/O系統(tǒng)225
6.6.1I/O系統(tǒng)的定義與組成225
6.6.2I/O軟硬件層次結(jié)構(gòu)227
6.6.3Linux中的I/O棧239
小結(jié)241
習題243
第7章異常控制流246
7.1進程246
7.1.1進程的概念247
7.1.2進程的邏輯控制流248
7.1.3進程的私有地址空間249
7.1.4進程的上下文切換251
7.1.5進程的控制252
7.2異常和中斷的概念254
7.2.1基本概念254
7.2.2異常255
7.2.3中斷259
7.3異常和中斷的響應過程261
7.4LoongArch指令系統(tǒng)中的異常和中斷264
7.4.1相關(guān)控制狀態(tài)寄存器264
7.4.2異常的處理267
7.4.3中斷的處理269
小結(jié)270
習題271
第8章實踐部分273
8.1龍芯平臺初探273
8.1.1實驗背景273
8.1.2實驗目的273
8.1.3實驗要求273
8.1.4實驗步驟273
8.2文件讀寫及加解密278
8.2.1實驗背景278
8.2.2實驗目的279
8.2.3實驗要求279
8.2.4實驗步驟279
8.3二進制炸彈拆除281
8.3.1實驗背景281
8.3.2實驗目的282
8.3.3實驗要求282
8.3.4實驗步驟282
8.4簡單的計算機模擬器286
8.4.1實驗背景286
8.4.2實驗目的287
8.4.3實驗要求287
8.4.4實驗步驟287
8.5設(shè)計LoongArch五級流水線模擬器中的Cache306
8.5.1實驗背景306
8.5.2實驗目的307
8.5.3實驗要求307
8.5.4實驗步驟309
參考文獻327

1．2．2 計算機系統(tǒng)的不同用戶
1．2．3 馮·諾依曼架構(gòu)
1．2．4 程序的編譯及執(zhí)行過程
1．3 計算機性能
1．3．1 性能的指標和度量
1．3．2 CPU性能
1．3．3 指令性能
1．3．4 實例：處理器性能評測
小結(jié)
習題

第2章 組合電路與時序電路
2．1 組合電路
2．1．1 真值表
2．1．2 布爾代數(shù)
2．1．3 邏輯圖
2．1．4 組合電路分析
2．2 時序電路
2．2．1 SR鎖存器
2．2．2 觸發(fā)器的觸發(fā)方式
2．2．3 觸發(fā)器的邏輯功能
2．3 計算機子系統(tǒng)
2．3．1 CPU子系統(tǒng)
2．3．2 總線
2．3．3 內(nèi)存子系統(tǒng)
小結(jié)
習題

第3章 處理器體系結(jié)構(gòu)
3．1 指令集體系結(jié)構(gòu)
3．1．1 精簡指令集與復雜指令集
3．1．2 二進制翻譯
3．2 LoongArch指令系統(tǒng)概述
3．2．1 LoongArch指令的編碼與匯編助記格式
3．2．2 LoongArch的寄存器組
3．2．3 LoongArch的尋址方式
3．3 LoongArch32指令集
3．3．1 數(shù)據(jù)處理指令
3．3．2 轉(zhuǎn)移指令
3．3．3 訪存指令
3．3．4 柵障指令
3．3．5 浮點處理指令
3．3．6 特權(quán)指令
3．3．7 其他雜項指令
3．4 匯編語言源程序格式
3．4．1 匯編語言程序的結(jié)構(gòu)
3．4．2 匯編語言的行構(gòu)成
3．4．3 偽指令
3．4．4 宏指令
3．5 匯編語言機器級表示
3．5．1 過程調(diào)用的機器級表示
3．5．2 選擇語句的機器級表示
3．5．3 循環(huán)結(jié)構(gòu)的機器級表示
小結(jié)
習題

第4章 程序的加載與運行
4．1 可執(zhí)行目標文件的生成
4．1．1 編譯
4．1．2 匯編
4．1．3 鏈接
4．2 可執(zhí)行目標文件的運行
……
第5章 數(shù)據(jù)的機器級表示和運算
第6章 層次化結(jié)構(gòu)存儲
第7章 異�？刂屏�
第8章 實踐部分
參考文獻