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PREFACE

1 INTRODUCTION

1.1 STRUCTURED COMPUTER ORGANIZATION

1.2 MILESTONES IN COMPUTER ARCHITE

1.3 THE COMPUTER ZOO

1.4 EXAMPLE COMPUTER FAMILIES

1.5 OUTLINE OF THIS BOOK

2 COMPUTER SYSTEMS ORGANIZATION

2.1 PROCESSORS

2.2 PRIMARY MEMORY

2.3 SECONDARY MEMORY

2.4 INPUT/OUTPUT

2.5 SUMMARY

3 THE DIGITAL LOGIC LEVEL

3.1 GATES AND BOOLEAN ALGEBRA

3.2 BASIC DIGITAL LOGIC CIRCUITS

3.3 MEMORY

3.4 CPU CHIPS AND BUSES

3.5 EXAMPLE CPU CHIPS

3.6 EXAMPLE BUSES

3.7 INTERFACING

3.8 SUMMARY

4 THE MICROARCHtTECTURE LEVEL

4.1 AN EXAMPLE MICROARCHITECTURE

4.2 AN EXAMPLE ISA: IJVM

4.3 AN EXAMPLE IMPLEMENTATION

4.4 DESIGN OF rHE MICROARCHITECTURE LEVEL

4.5 IMPROVING PERFORMANCE

4.6 EXAMPLES OF THE MICROARCHITECTURE LEVEL

4.7 SUMMARY

5 THE INSTRUCTION SET ARCHITECTURE LEVEL

5.1 OVERVIEW OF THE ISA LEVEL

5.2 DATA TYPES

5.3 INSTRUCTION FORMATS

5.4 ADDRESSING

5.5 INSTRUCTION TYPES

5.6 FLOW OF CONTROL

5.7 A DETAILED EXAMPLE: THE TOWERS OF HANOI

5.8 THE INTEL IA-64

5.9 SUMMARY

6 THE OPERATING SYSTEM MACHINE LEVEL

6.1 VIRTUAL MEMORY

6.2 VIRTUAL UO INSTRUCTIONS

6.3 VIRTUAL INSTRUCTIONS FOR PARALLEL PROCESSING

6.4 EXAMPLE OPERATING SYSTZMS

6.5 SUMMARY

7 THE ASSEMBLY LANGUAGE LEVEL I

7.1 INTRODUCTION TO ASSEMBLY LANGUAGE

7.2 MACROS

7.3 THE ASSEMBLY PROCESS

7.4 LINKINO AND LOADING

7.5 SUMMARY

8 PARALLEL COMPUTER ARCHITECTURES

8.1 DESIGN ISSUES FOR PARALLEL COMPUTERS

8.2 SIMD COMPUTERS

8.3 SHARED-MEMORY MULTIPROCESSORS

8.4 MESSAGE-PASSING MULTICOMPUTERS

8.5 SUMMARY

9 READING LIST AND BIBLIOeRAPHY

9.1 SUGGESTIONS FOR FURTHER READING

9.2 ALPHABETICAL BIBLIOORAPHY

A BINARY NUMBERS

A.1 FINITE-PRECISION NUMBERS

A.2 RADIX NUMBER SYSTEMS

A.3 CONVERSION FROM ONE RADIX TO ANOTHER

A.4 NEGATIVE BINARY NUMBERS

A.5 BINARY ARnHMETIC

B FLOATING－POINT NUMBERS

B.1 PRINCIPLES OF FLOATING POINT

B.2 IEEE FLOATING-POINT STANDARD

INDEX

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PCIe... 设备之间是串行连接的，也就是说，每次传输1位而不是原来的8、16、32或者64位。人们也许会觉得 64 位传输的带宽肯定要比 1 位的带宽高很多，但实际上，64位传输带来的延时上的细微差别，也称为扭曲，意味着传输的时钟不能太高。串行传输可以使用很高的时钟频率，足够弥补缺乏并行带来的速度上的损失。

PCI 总线最高时钟频率为 66 MHZ，就算每个周期传输64位，数据传输率也就是528mb/s。而如果使用8Gbps 的时钟频率，即使是串行传输，PCIe 的数据传输率也达到了 1GB/s。

所有的通信都是点到点进行的。当CPU要和某设备通信时，它发送一个数据包给设备，一般来说不久后可以得到应答。数据包先通过在主板上的根组合体，然后到达设备，也许可能先要通过一个交换体（如果设备是一个PCI设备，先通过PCI桥）。从所有设备坚挺同一条总线的系统发展到点对点通信系统的过程，基本和以太网的发展过程同步。

可是，对PC来说，人们经常对CPU进行升级，但却要在新系统中保留原来的打印机、扫描仪和调制解调器等外部设备。而且，为 IBM PC 总线提供各种各样的输入/输入设备已经成为一个巨大的行业，该行业把它的全部投资投入并启动后，还几乎没有获得任何利润。在推出自己PC的新型号PS/2后，IBM才艰难地认识到这点。PS/2有全新的、速度更快的总线，但绝大多数兼容机的制造商使用的还是旧的PC总线，即现在所说的 ISA 总线。多数磁盘和其他输入/输出设备的提供商也继续为该总线提供控制器，IBM突然发现了自己的尴尬境地，即它成了唯一不和IBM PC兼容的PC制造商。最终还是被迫回来支持ISA总线。

CPU 和存储器之间的通信负载就不用通过 PCI 总线。其他外部设备直接连在 PCI 总线上。采用这种方案的计算机大多还有两到三个空的 PCI 槽，可以让客户插入 PCI 总线输入/输出卡来增添新的外部设备。

实际上，PCIe 甚至不能称为总线了。它是采用串行传输和包交换的点对点的网络，传输方式更接近互联网，而不像传统的总线。

书籍介绍