威廉·斯托林斯的《计算机组织与架构》第八版

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"Computer Organization and Architecture 8th edition" 是一本由 William Stallings 编写的关于计算机组织和架构的专业书籍,主要关注设计以提升性能。该书由Prentice Hall出版,属于"计算机组成原理"领域的经典教材。 在计算机科学领域,计算机组织和架构是理解计算机系统工作原理的基础。本书的第八版深入探讨了如何设计高效能的计算机系统,涵盖了从底层硬件到高级系统设计的多个层面。作者William Stallings是一位知名的计算机科学专家,他的著作在业界享有高度评价,这使得这本书成为了学习计算机组织和架构的重要参考。 本书可能包含以下几个关键知识点: 1. **数据表示和运算**:讲解二进制、十六进制、浮点数表示,以及算术和逻辑运算在计算机中的实现。 2. **处理器设计**:涵盖指令集架构(ISA)、微指令、CPU流水线、超标量设计、多核处理器等,讨论如何提高处理器性能。 3. **存储系统**:包括内存层次结构(寄存器、高速缓存、主存、磁盘等)的工作原理,以及虚拟内存管理和存储器访问优化。 4. **输入/输出系统**:介绍I/O接口、中断、DMA(直接存储器访问)和现代I/O设备如网络接口卡、图形处理器等。 5. **总线和通信**:讲解总线结构、菊花链、并行和串行通信协议,以及总线仲裁和同步。 6. **计算机体系结构的并行性**:探讨多处理机、多线程、并行计算和分布式系统的设计与优化。 7. **计算机性能评估**:介绍性能度量指标,如MIPS、FLOPS和功耗效率,以及如何通过基准测试来比较不同系统的性能。 8. **现代技术趋势**:可能涉及云计算、嵌入式系统、GPU编程、量子计算等前沿领域对计算机组织和架构的影响。 9. **计算机系统设计原则**:阐述模块化、可扩展性和兼容性等设计原则,以及如何在实际设计中平衡性能和成本。 10. **软件与硬件交互**:解释操作系统如何与硬件协同工作,包括进程管理、内存管理、中断处理等。 通过阅读这本书,读者将能够理解计算机系统是如何从低级硬件到高级软件协同工作的,并掌握设计高性能计算机系统的关键概念和技术。对于计算机科学的学生和专业人士来说,这是一本非常有价值的参考资料。