计算机组成与设计(原书第5版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 戴维A.帕特森(DavidA.Patters 著

图书标签:

• 计算机组成原理
• 计算机设计
• 数字逻辑
• 汇编语言
• 计算机体系结构
• 硬件
• 计算机科学
• 教育
• 教材
• 计算机

店铺： 文轩网旗舰店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111504825

商品编码：1649828945

出版时间：2015-07-01

作  者:(美)戴维 A.帕特森(David A.Patterson),(美)约翰 L.亨尼斯(John L.Hennessy) 著;王党辉 等 译 著作 定  价:99 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2015年07月01日 页  数:536 装  帧:平装 ISBN:9787111504825 ●出版者的话
●本书赞誉
●译者序
●前言
●作者简介
●第1章计算机概要与技术
●1.1引言
●1.1.1计算应用的分类及其特性
●1.1.2欢迎来到后PC时代
●1.1.3你能从本书学到什么
●1.2计算机系统结构中的8个伟大思想
●1.2.1面向摩尔定律的设计
●1.2.2使用抽象简化设计
●1.2.3加速大概率事件
●1.2.4通过并行提高性能
●1.2.5通过流水线提高性能
●1.2.6通过预测提高性能
●1.2.7存储器层次
●1.2.8通过冗余提高可靠性
●1.3程序概念入门
●部分目录

内容简介

本书是计算机组成的经典教材，着眼于当前计算机设计中很基本的概念，详细展示软硬件件的关系，介绍当代计算机系统发展的主流技术和近期新成就。本书以MIPS处理器为例介绍计算机硬件技术、汇编语言、计算机算术、流水线以及存储器层次结构等基本技术。书中强调从串行处理到并行处理的近期新革新，每章中都包含并行硬件和软件的主题，以软硬件协同设计发挥多核性能为很终目标。另外，本版与时俱进地使用了如ARMCortexA8和IntelCorei7等现代设计来说明计算机设计的基本原理。
本书适合作为高等院校计算机专业教材，对广大技术人员也有很高的参考价值。
(美)戴维 A.帕特森(David A.Patterson),(美)约翰 L.亨尼斯(John L.Hennessy) 著;王党辉 等 译 著作 David A.Patterson自从1977年在加州大学伯利分校任职开始一直讲授计算机体系结构课程，他现在是计算机科学系的执行。他的教学工作获得了加州大学很好教学奖,ACM Karlstrom奖、IEEE的Mulligan教育奖章和本科生教学奖。因为对RISC的贡献，Patterson获得了IEEE技术进步奖和ACM Eckert-Mauchly奖，另外因为对RAID的贡献，他与别人分享了IEEE Johnson信息存储奖。他和John Hennessy分享了IEEE John von Neumann奖章与C&n;等 前  言Computer Organization and Design:The Hardware/Software Interface我们能体验的*美好的事物是神秘，它是所有真正的艺术和科学的源泉。
    ——阿尔伯特·爱因斯坦，《我的信仰》，1930关于本书在学习计算机科学与工程时，除了掌握计算的基本原理外，还应该了解该领域的*新进展。各种计算领域中的读者应有机会学习计算机系统的组成理论，因为这是决定计算机系统的功能、性能甚至成功与否的关键。
    现代计算机技术需要各种计算方面的专家，他们应对硬件和软件都有深入的理解。硬件和软件在多个层次上的相互关系成为理解计算基本原理的框架。无论你的主要兴趣是硬件还是软件，是计算机等

《数字世界：逻辑、运算与架构的探索》 本书并非关于计算机的组成和设计，而是带你踏上一场深入理解数字世界运作原理的迷人旅程。我们将从最基础的逻辑门开始，逐步揭示它们如何组合成复杂的电路，进而构建起我们赖以生存的数字设备。本书的目标是让你对“信息”的本质以及它是如何在电子世界中被处理、存储和传输有一个全新的认识，摆脱对“黑色盒子”的依赖，理解其内在的逻辑脉络。 第一部分：信息的基石——逻辑的殿堂 我们的探索始于信息最原始的表达方式：二进制。数字世界的一切，从文字、图片到声音、视频，最终都可以分解为0和1的组合。我们将深入探讨布尔代数，这门数学的分支为我们理解和操作二进制信息提供了强大的理论框架。你会学习到基本逻辑门——AND, OR, NOT, XOR等——它们是构成所有数字电路的基本单元。我们会通过生动的图示和实例，展示这些逻辑门如何协同工作，实现基本的逻辑判断和运算。 不仅仅是理论，我们还将动手实践。通过模拟电路设计工具，你将有机会亲手搭建简单的逻辑电路，观察它们如何响应输入信号，输出期望的结果。从一个简单的开关到更复杂的判断电路，你将亲身体验逻辑运算的力量。我们将探讨如何将多个逻辑门组合起来，实现更高级的功能，例如比较器（判断两个数的大小）、多路选择器（根据控制信号选择输入信号）和译码器（将编码信息转换为具体指令）。理解这些基本组件的构建原理，是理解后续更复杂数字系统的前提。 本书会详细介绍组合逻辑电路的设计方法。组合逻辑电路的输出仅取决于当前的输入，没有“记忆”功能。你将学习到如何从需求出发，通过真值表、卡诺图等工具，系统地设计出满足要求的组合逻辑电路，并理解优化电路以减少门数和延迟的重要性。例如，我们将以一个简单的交通信号灯控制器为例，逐步演示如何设计其逻辑电路，理解信号灯状态切换的逻辑关系。 第二部分：时间的艺术——时序与存储的奥秘 信息不仅仅需要被处理，还需要被存储和在特定时间点进行操作。这就引入了我们数字世界中的另一个核心概念：时序。我们将在这一部分深入探讨时序逻辑电路。与组合逻辑不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还取决于之前的状态，即它们拥有“记忆”功能。 本书将详细介绍触发器（Flip-Flop），这是构成时序逻辑电路的基本存储单元。你将了解到不同类型的触发器（如SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器）的工作原理，以及它们如何利用时钟信号（Clock Signal）来实现状态的同步更新。时钟信号如同数字电路的心跳，协调着电路中各个部分的运作。 基于触发器，我们将进一步构建更复杂的时序逻辑单元，如寄存器（Register）和计数器（Counter）。寄存器用于短期存储一组二进制数据，而计数器则可以按照预设的规则进行计数。你将学习到如何设计各种类型的计数器，例如同步计数器和异步计数器，以及它们在数字系统中扮演的重要角色，例如在测量时间、生成序列信号等方面。 我们还将探讨有限状态机（Finite State Machine, FSM），这是一种强大的模型，用于描述和设计具有有限数量状态的系统。FSM在软件和硬件设计中都扮演着至关重要的角色，从简单的状态控制到复杂的协议实现，无处不在。你将学习如何使用状态转移图和状态表来描述FSM，并理解如何将其转化为实际的时序逻辑电路。例如，我们将以一个简单的自动售货机模型为例，演示如何设计其状态机，理解商品选择、支付和找零的逻辑流程。 第三部分：协同的力量——处理器与内存的宏观视角 在掌握了逻辑和时序的基本原理后，我们将把目光投向更宏大的数字系统。本部分将为你揭示信息如何在更高级别的组件中被处理和管理，让你对现代计算设备的核心运作机制有一个直观的理解。 我们将探讨中央处理器（CPU）的基本功能和架构，但并非深入到指令集架构的细节。我们会理解CPU的核心任务：指令的获取、解码、执行以及结果的写回。你将了解到CPU内部的几个关键组件，如算术逻辑单元（ALU）、控制单元（Control Unit）和寄存器组。我们会以一个简化的模型来展示ALU如何执行加、减、逻辑运算等，以及控制单元如何协调整个CPU的工作流程。 内存（Memory）是数字系统中不可或缺的一部分，它负责存储指令和数据。我们将介绍不同类型的内存，如随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），并解释它们在系统中的作用。你将了解到内存的基本组织方式，例如按地址访问数据，以及CPU如何与内存进行交互，读取和写入信息。 我们还将触及总线（Bus）的概念，它是CPU、内存和其他I/O设备之间进行数据和控制信号传输的通信通道。你将理解不同类型的总线，如数据总线、地址总线和控制总线，以及它们如何协同工作，实现系统组件之间的高效通信。 最后，我们将探讨输入/输出（I/O）设备如何连接到数字系统，以及数据是如何在这些设备和核心处理器之间流动的。这包括对键盘、显示器、存储设备等常见I/O设备的简单介绍，以及它们与主系统的接口原理。 本书的独特之处 本书最大的特点在于其强调“如何思考”而非“记住多少”。我们不追求让你记住繁多的专业术语或晦涩的公式，而是希望通过循序渐进的讲解和大量的实例，培养你分析和解决数字逻辑问题的能力。你将学会如何将一个复杂的问题分解成更小的、可管理的部分，并运用逻辑和时序的原理去构建解决方案。 本书也注重理论与实践的结合。在关键章节，我们将引导你使用简单的在线模拟工具或开源软件，亲手搭建和测试你所学的逻辑电路。这种动手实践的经验将极大地加深你对抽象概念的理解，让你亲身感受到数字世界的魅力。 学习目标 完成本书的学习后，你将能够： 理解二进制信息和布尔代数的 fundamental 原理。 设计和分析基本的组合逻辑电路。 掌握触发器和时钟信号的工作原理。 构建和理解简单的时序逻辑电路，如寄存器和计数器。 理解有限状态机的概念及其应用。 对中央处理器、内存和I/O设备的基本功能和交互方式有一个宏观认识。 培养用逻辑思维解决数字系统问题的能力。 无论你是对数字技术充满好奇的初学者，还是希望加深对计算机底层原理理解的学生，抑或是寻求系统性知识梳理的从业者，本书都将是你探索数字世界、掌握信息处理本质的理想指南。让我们一起，揭开数字世界的神秘面纱，感受逻辑运算的精妙与无穷魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书我断断续续也读了好几个月了，感觉收获真的非常大。当初选择它，主要是被“原书第5版”这个标签吸引，觉得应该是一本经典、权威的著作，能帮助我系统地理解计算机的底层原理。事实证明我的选择是正确的。这本书的优点在于它并没有流于表面的介绍，而是深入到每一个细节，从最基础的逻辑门电路讲起，循序渐进地构建起整个计算机系统的框架。我特别喜欢它在解释指令集架构（ISA）的部分，用MIPS指令集作为例子，清晰地展示了指令的格式、寻址方式以及指令的执行过程。通过学习MIPS，我不仅理解了汇编语言是如何工作的，更体会到了指令集设计对处理器性能和效率的影响。书中对流水线技术、缓存机制的讲解也十分透彻，配以大量的图示和生动的比喻，即使是比较抽象的概念，也能变得容易理解。我反复阅读了关于缓存一致性协议的部分，确实是难点，但作者通过层层递进的讲解，结合具体的例子，让我逐渐茅塞顿开。这本书不仅有理论，更有实践，书中提供的模拟器和练习题，让我能够亲自动手去验证所学的知识，加深了理解。虽然有时会觉得有些内容比较烧脑，需要花费大量的时间去消化，但一旦掌握了，就会有豁然开朗的感觉，仿佛打开了一扇通往计算机世界更深处的大门。

评分☆☆☆☆☆

我个人对计算机体系结构一直抱有浓厚的兴趣，尤其是在经历了大学期间一些零散的学习后，总感觉缺乏一个系统性的框架来整合这些知识点。这本书就像一个集大成者，它以一种非常宏观的视角，将计算机的各个组成部分有机地联系起来，展示了它们是如何协同工作的。我印象最深刻的是关于CPU设计的部分，从指令的解码、执行到控制单元的设计，都讲解得非常细致。书中通过剖析不同层次的抽象，比如从逻辑电路到微体系结构，再到指令集架构，让我对“计算机”这个概念有了更立体的认识。它不仅仅是告诉你“是什么”，更重要的是告诉你“为什么是这样”。例如，在解释现代处理器中各种优化技术时，作者会追溯到根本的性能瓶颈，然后说明这些技术是如何解决这些问题的，这种“追根溯源”式的讲解方式，对我来说非常有启发。我对书中的性能分析部分也特别感兴趣，学习了如何通过各种指标来衡量和评估计算机系统的性能，以及如何通过硬件设计来提升性能。读这本书的过程，更像是在进行一次深度探索，每一次阅读都能发现新的亮点，每一次思考都能获得新的理解。它让我明白，一个高性能的计算机系统，是无数精巧的设计和权衡的结果。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，这本书对我来说是一次“重塑认知”的体验。我一直觉得计算机是一个黑盒子，虽然每天都在用，但对其内部运作机制却知之甚少。这本书就像一把钥匙，为我打开了通往计算机世界深层奥秘的大门。作者以一种非常系统的方式，从最基本的逻辑门电路开始，逐步构建起复杂的计算机系统。我特别喜欢书中对指令集架构、微体系结构以及性能优化的讲解。它让我明白了，一个高性能的处理器是如何通过精巧的设计来实现指令的快速执行，以及缓存和流水线等技术是如何提高整体效率的。在阅读过程中，我遇到了不少挑战，特别是涉及到一些底层的硬件原理时，需要反复咀嚼、思考。但正是这种挑战，让我对计算机的理解更加深刻。书中提供的详细图解和清晰的逻辑，使得即使是比较复杂的概念，也能被逐步理解。这本书不仅仅是知识的传授，更是一种思维训练，它教会了我如何分解复杂问题，如何分析不同设计选择的优缺点，以及如何从宏观到微观地审视一个系统。我感觉自己对计算机的理解，从“知其然而不知其所以然”的层面，提升到了“知其然，更知其所以然”的境界。

评分☆☆☆☆☆

这是一本让我耳目一新的书。过去我对计算机硬件的了解，仅限于一些基本概念，比如CPU、内存、硬盘这些名词。但这本书彻底颠覆了我的认知。它从最底层的逻辑电路讲起，展示了如何通过这些基础元件构建出更复杂的逻辑单元，进而组装成一个功能强大的处理器。我尤其欣赏书中对指令集架构（ISA）的讲解，它让我明白了CPU是如何理解和执行指令的，以及不同ISA的设计理念是如何影响计算机系统的整体性能的。书中的流水线技术和缓存机制的讲解非常精彩，作者用清晰的图示和通俗的语言，将这些复杂的概念变得易于理解。我记得当时花了不少时间去理解缓存一致性协议，那是一个很有挑战性的部分，但经过反复琢磨，我终于明白了其中的奥妙。这本书的优点在于它的逻辑严谨，循序渐进，能够让读者逐步深入地理解计算机的内部工作原理。它不仅适合初学者，对于有一定基础的读者来说，也能从中获得更深刻的理解和启发。读完这本书，我感觉自己对计算机的理解达到了一个新的高度。

评分☆☆☆☆☆

老实说，这本书给我的感觉就像是在“解谜”。我一直以为计算机就是“一堆硬件和软件的组合”，但读完这本书，我才真正理解了“计算机”这个词背后所蕴含的深刻含义。作者从最基础的逻辑门开始，一步一步地构建出复杂的处理器，再到内存、I/O设备，最后整合成一个完整的系统。我特别喜欢书中关于指令集设计和微体系结构的部分，它让我明白了为什么不同的处理器会有不同的指令集，以及这些指令集是如何影响处理器性能的。书中对流水线技术和乱序执行的讲解，让我看到了现代处理器是如何通过各种“技巧”来榨取每一丝性能的。刚开始读的时候，确实觉得有些概念很抽象，但作者非常有耐心地用各种图例和比喻来解释，每次遇到难点，我都会回头重新阅读前面相关的章节，然后再尝试去理解，往往就会有新的领悟。这本书不仅仅是关于“计算机的原理”，更是一种“思维方式”的训练。它教会了我如何从不同的抽象层面去理解一个复杂的系统，如何分析问题，以及如何寻找最优的解决方案。虽然阅读过程需要投入大量的时间和精力，但最终获得的知识和能力提升，绝对是值得的。

评分☆☆☆☆☆

纸质质量不错

评分☆☆☆☆☆

很好书是新的

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书是正品，就是运输过程中边角给弄皱了

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还可以

评分☆☆☆☆☆

好书，值得收藏

评分☆☆☆☆☆

好书，值得收藏

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正在看，看完后再来评价。

评分☆☆☆☆☆

很有价值，受益匪浅

评分☆☆☆☆☆

经典书籍得反复琢磨。