威廉·斯托林斯《计算机组织与体系结构》英文版答案详解

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《计算机组织与体系结构:设计为性能》第七版是由William Stallings所著的一本经典的计算机科学教材。这本书详细探讨了计算机系统的各个关键组成部分及其设计原则,旨在帮助读者理解计算机如何实现高效运作。以下是章节概览及主要知识点: 1. **计算机进化与性能** (Chapter 2): 本章回顾了计算机的发展历程,从早期的机械计算装置到现代电子计算机,讲述了技术进步如何推动性能提升。性能指标如速度、存储容量和能源效率等内容在此被深入分析。 2. **计算机功能与互连** (Chapter 3): 这里讨论了计算机硬件组件如何协同工作,包括处理器、输入输出设备和总线架构等,以及它们之间的接口设计,以确保数据传输和指令执行的高效。 3. **缓存内存** (Chapter 4): 缓存是提高系统速度的关键部分,作者解释了层次式存储结构,如L1、L2、L3缓存的工作原理,以及它们如何通过减少访问主存时间来优化性能。 4. **内部存储器** (Chapter 5): 内存单元的设计,包括RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)的特性和组织,以及现代多核处理器中的共享内存模型。 5. **外部存储器** (Chapter 6): 详细讲解硬盘、固态硬盘、光盘和其他外部存储介质,阐述其容量、速度和数据持久性的区别,以及文件系统在数据管理中的作用。 6. **输入/输出** (Chapter 7): 讲述I/O设备的类型、操作方式,以及操作系统如何管理I/O请求,确保数据在主机和外设间的可靠传输。 7. **操作系统支持** (Chapter 8): 描述操作系统如何协调硬件资源,提供抽象层以简化编程,以及它在性能优化、内存管理和调度方面的角色。 8. **计算机算术** (Chapter 9): 包括二进制运算、浮点数表示与运算,以及错误检测和纠正机制,这些都是保证计算精度的基础。 9. **指令集:特性和功能** (Chapter 10): 指令集架构(ISA)的重要性被深入剖析,包括指令格式、寻址方式和指令集的扩展性,以及不同CPU架构对性能的影响。 每章都配以详细的解答(Solution Manual),涵盖了复习问题和作业题,为学生和学习者提供了宝贵的实践参考。在阅读过程中,如果发现任何错误或疑问,作者鼓励读者通过电子邮件与他联系,以确保教材的准确性和完整性。通过学习这本书,读者将获得扎实的计算机体系结构理论基础,以及实际应用中的设计原则和策略。