计算机组成 结构化方法

《Structured Computer Organization》第六版是计算机科学领域的一本经典教材，由Alan J. Perlis首次撰写，后来由Edward A. Turley继续修订。这本书深入浅出地介绍了计算机系统的组成原理，是学习“计组”（计算机组成）知识的重要参考资料。尽管是英文版，但其清晰的结构和丰富的实例使得它适合与中文资料结合使用，帮助读者更好地理解计算机内部的工作机制。 本书涵盖了以下几个主要的知识点： 1. **计算机系统概述**：介绍计算机系统的基本组成部分，包括硬件和软件，以及它们之间的交互关系。这包括CPU、内存、输入/输出设备以及操作系统的作用。 2. **数据表示**：讨论二进制、八进制、十进制和十六进制数制转换，二进制补码表示法，浮点数表示以及ASCII和Unicode字符编码。 3. **逻辑门和组合逻辑**：解释基本的逻辑门（如AND、OR、NOT、XOR），以及如何用这些门构造更复杂的逻辑电路，如半加器、全加器和译码器。 4. **触发器和时序逻辑**：介绍基本的存储单元，如D触发器、JK触发器和RS触发器，以及如何构建更复杂的存储电路，如计数器和移位寄存器。 5. **中央处理器（CPU）**：详细讲解CPU的架构，包括指令集、控制器、运算器和寄存器。还讨论了微程序设计和微指令的概念。 6. **存储系统**：涵盖内存层次结构，从高速缓存到主存再到辅助存储，讨论了存储器的访问时间、带宽和容量等关键特性。 7. **输入/输出（I/O）系统**：介绍I/O接口和设备控制器，讲解中断和DMA（直接存储器访问）机制，以及常见I/O设备的工作原理，如键盘、鼠标、显示器和硬盘。 8. **总线和通信**：阐述系统总线的角色，以及并行和串行通信的区别。还涵盖了总线仲裁和多处理器系统的设计。 9. **计算机性能评估**：讲解如何通过指标如时钟周期、MIPS（每秒百万指令数）和FLOPS（每秒浮点操作数）来衡量计算机的性能。 10. **计算机体系结构的最新发展**：介绍多核处理器、GPU（图形处理器）的并行计算、云计算和嵌入式系统等现代计算机系统的特点。 通过阅读《Structured Computer Organization》，读者不仅可以掌握计算机硬件的基础知识，还能了解到计算机系统设计的高级概念。这本书对于计算机科学专业的学生和从事硬件开发的专业人士来说，都是不可多得的学习资源。虽然语言可能对初学者构成一定挑战，但结合中文资料，将有助于全面理解和掌握计算机组成的结构化方法。