结构化计算机组成

出版者:机械工业出版社

作者:Andrew S.Tanenbeum

页数:700

出版时间:2002-1

价格:38.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111092872

丛书系列:经典原版书库

目录信息

PREFACE
1 INTRODUCTION
2 COMPUTER SYSTEMS ORGANIZATION
3 THE DIGITAL LOGIC LEVEL
4 THE MICROARCHITECTURE LEVEL
5 THE INSTRUCTION SET ARCHITECTURE LEVEL
6 THE OPERATING SYSTEM MACHINE LEVEL
7 THE ASSEMBLY LANGUAGE LEVEL
8 PARALLEL COMPUTER ARCHITECTURES
9 READING LIST AND BIBLIOGRAPHY
A BINARY NUMBERS
B FLOATING-POINT NUMBERS
INDEX
· · · · · · (收起)

读后感

这本书给我最大的启发不是说它的知识讲的有多高深，有多详细。 而是本书给我带来了层次化的思想和视角，我们知道，计算机是一个很复杂的系统，要想理解这一复杂系统，是比较困难的。当年学习计算机组成原理的时候就是一头雾水。 为什么，教材把关于计算机的所有层面的知识堆在...

这本书给我最大的启发不是说它的知识讲的有多高深，有多详细。 而是本书给我带来了层次化的思想和视角，我们知道，计算机是一个很复杂的系统，要想理解这一复杂系统，是比较困难的。当年学习计算机组成原理的时候就是一头雾水。 为什么，教材把关于计算机的所有层面的知识堆在...

这本书给我最大的启发不是说它的知识讲的有多高深，有多详细。 而是本书给我带来了层次化的思想和视角，我们知道，计算机是一个很复杂的系统，要想理解这一复杂系统，是比较困难的。当年学习计算机组成原理的时候就是一头雾水。 为什么，教材把关于计算机的所有层面的知识堆在...

这本书给我最大的启发不是说它的知识讲的有多高深，有多详细。 而是本书给我带来了层次化的思想和视角，我们知道，计算机是一个很复杂的系统，要想理解这一复杂系统，是比较困难的。当年学习计算机组成原理的时候就是一头雾水。 为什么，教材把关于计算机的所有层面的知识堆在...

这本书给我最大的启发不是说它的知识讲的有多高深，有多详细。 而是本书给我带来了层次化的思想和视角，我们知道，计算机是一个很复杂的系统，要想理解这一复杂系统，是比较困难的。当年学习计算机组成原理的时候就是一头雾水。 为什么，教材把关于计算机的所有层面的知识堆在...

用户评价

《结构化计算机组成》这本书，老实说，我抱持着一种相当复杂的心情来审视它。它并非那种能让你在读完后立刻觉得“哇，我掌握了计算机的灵魂”的书。更像是踏入一个极其精密的机械迷宫，每一层都由严丝合缝的逻辑构建而成。作者非常细致地分解了计算机的每一个核心组成部分，从最基础的逻辑门到复杂的CPU流水线，再到存储器的层级结构。这种“结构化”的叙事方式，无疑给了我一种清晰的框架去理解这个庞大的系统。我尤其欣赏作者在讲解每个模块时，会深入到其工作原理的底层，比如如何通过时序逻辑实现状态的迁移，或者不同总线协议是如何协调数据流动的。这不仅仅是理论的堆砌，更是对工程实现细节的深刻洞察。我曾花费数小时去理解一个中断处理的完整流程，书中的图示和文字讲解，如同精密的手术刀，将整个过程切割成易于理解的微小步骤。每一次翻页，都像是又一次深入探索，让我对“计算机”这个概念的理解，从一个模糊的整体，逐渐清晰成一个由无数相互关联的组件组成的精密机器。这种细致的讲解，虽然有时会让人感到信息量巨大，但回过头来，却发现正是这些细节，构筑了我们今天习以为常的数字世界。它教会了我，任何一个看似简单的操作，背后都凝聚了无数工程师的心血和智慧，对这种“隐藏的复杂性”的认识，让我对科技有了更深的敬畏。

坦白说，《结构化计算机组成》这本书给我的感觉，就像是让我有机会亲手解剖一台现代计算机，并且还能将每一个零件都拆解得一干二净，再详细地学习它们各自的“职能说明书”。我印象特别深刻的是关于CPU指令集架构（ISA）的部分。作者并非仅仅列举了几十个指令，而是深入剖析了RISC和CISC指令集设计的哲学差异，以及这些设计选择如何影响CPU的性能、功耗和设计复杂度。他通过大量的例子，比如如何用精简的RISC指令高效地完成一个复杂的运算，或者CISC指令如何通过微码（microcode）来实现更高级的功能，让我对指令集的设计有了更直观的理解。我甚至尝试着去模拟一些简单的指令执行过程，虽然是纸上谈兵，但那种感觉就像是亲身操作着一台古老的计算设备。书中的内容，从寄存器、ALU到控制单元，再到内存管理单元（MMU）和高速缓存（cache）的各种策略，都被系统性地呈现出来。特别是对内存层级结构的讲解，我第一次明白了为什么内存读取的速度会如此关键，以及如何通过预取（prefetching）和缓存替换策略（cache replacement policies）来优化性能。这种对底层细节的关注，让我在看待现在动辄GHz的处理器时，能够回溯到其最原始的逻辑门和时序信号，这种“溯源”的体验，让我对计算机的理解不再停留在表面。

《结构化计算机组成》这本书，给了我一种“拆解复杂，还原本质”的学习体验。它不像一些入门书籍那样，只是简单地介绍CPU、内存这些概念，而是深入到每一个组成部分的内在机制。我特别欣赏作者对于向量处理器（vector processors）和并行计算架构的介绍。在理解了传统CPU的流水线工作原理之后，再来看如何通过SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令集来一次性处理多个数据，这种“一次投喂，多次收获”的效率提升方式，让我对高性能计算有了更直观的认识。书中关于缓存一致性（cache coherence）的讨论，更是让我看到了多核处理器环境下，如何通过各种协议（如MESI协议）来确保不同处理器核心访问共享内存时数据的一致性。这部分内容虽然复杂，但作者通过清晰的图示和逐步的推理，让我理解了并行计算的挑战以及解决这些挑战的精巧设计。这本书，让我从一个“用户”的角度，转变为一个“理解者”的角度，去审视计算机这个神奇的工具。

《结构化计算机组成》这本书，为我提供了一个非常清晰的视角，去审视计算机是如何从最基础的逻辑门，逐步构建成一台能够执行复杂任务的机器。我特别欣赏作者在讲解CPU的指令流水线（instruction pipeline）时，如何通过分解指令的执行阶段，并利用并行处理来提高效率。理解“冒险”（hazards）以及如何通过转发（forwarding）和流水线暂停（pipeline stalling）来解决这些冒险，让我对CPU的性能优化有了更深的理解。它不仅仅是关于“快”与“慢”，更是关于“如何设计才能更快”。书中对于各种内存技术（如DRAM, SRAM）的特性和工作原理的详细介绍，也让我对“内存”这个概念有了更具象化的认识。我明白了为什么会有不同速度、不同容量的内存，以及它们在整个计算机体系结构中扮演的角色。它让我不再仅仅将内存视为一个“存储数据的地方”，而是理解其作为计算机性能关键瓶颈之一的重要性。

阅读《结构化计算机组成》这本书，对我而言，就像是深入到一个巨大的、精密的机械工厂，去了解每一台机器是如何制造和运转的。它并非那种可以让你在茶余饭后轻松阅读的书籍，而是需要你集中精神，去理解那些严谨的逻辑和精妙的设计。我尤其对书中关于中断（interrupts）和异常（exceptions）的处理机制的讲解，感到非常受启发。它让我明白，当一个外部事件发生时，CPU并非立即中断正在执行的任务，而是会经历一系列特定的流程，包括保存现场、识别中断源、执行中断服务程序，最后再恢复现场。这种对计算机“应激反应”的深入理解，让我对计算机的鲁棒性和可靠性有了更深的认识。书中对于内存管理单元（MMU）如何将虚拟地址映射到物理地址的讲解，以及如何通过页表（page tables）来实现内存保护和隔离，都为我揭示了操作系统背后复杂的硬件支持。

当我捧起《结构化计算机组成》这本书时，我带着一种探索未知领域的好奇心，而它也确实没有辜负我的期望。它以一种非常系统的方式，将计算机的各个组成部分，从硬件的底层逻辑到系统层面的交互，都进行了详细的梳理。我尤其对书中关于存储器层次结构的讲解印象深刻。作者不仅描述了寄存器、高速缓存（L1, L2, L3）、主内存（RAM）以及二级存储（SSD, HDD）之间的速度和容量差异，还深入剖析了它们的工作原理和数据传输机制。理解缓存（cache）是如何通过局部性原理（locality of reference）来加速数据访问的，对我来说是一种“顿悟”般的体验。它让我明白，每一次对数据的请求，都可能经历多次的查找和匹配，而这些看似微小的延迟，正是计算机性能的关键所在。书中的内容，从总线接口到中断控制器，再到DMA（Direct Memory Access）控制器，都为我描绘了一个完整而精密的计算机硬件生态系统。

我必须说，《结构化计算机组成》这本书，在引导我理解计算机的内部运作方面，扮演了一个极其重要的角色。它并非一本轻阅读的书籍，需要你投入相当的精力去消化其中的内容。然而，一旦你深入其中，便会被其精妙的逻辑和清晰的结构所吸引。我对作者在描述CPU的算术逻辑单元（ALU）时，如何从最基础的加法器、减法器，逐步构建出能够执行更复杂运算（如乘法、除法）的逻辑电路的讲解，印象尤为深刻。它让我看到了数学原理如何在硬件层面被具象化，并最终服务于我们进行各种计算。书中对于计算机指令执行的“取指-译码-执行-访存-写回”五级流水线模型，以及如何通过转发（forwarding）和流水线暂停（pipeline stalling）来解决数据冒险和控制冒险的讲解，更是让我领略到了计算机体系结构设计的智慧。这种通过细致的步骤分解和问题解决的学习过程，让我对计算机性能的优化有了更深的认识。它不仅仅是关于“有多少个晶体管”，更是关于“如何让这些晶体管以最高效的方式协同工作”。

《结构化计算机组成》这本书，可以说是为我打开了一扇通往计算机“心脏”的门。我一直对计算机内部是如何工作的感到好奇，而这本书恰恰满足了我的求知欲，并且是以一种极其严谨和系统的方式。我尤其赞赏作者在讲解存储器系统时，对于不同类型存储器（如DRAM, SRAM）的物理特性和电子原理的详细阐述。这不仅仅是告诉你DRAM比SRAM慢，而是解释了它们为什么会慢，涉及到电容充放电、数据保持机制等等。这种对“为什么”的深入探究，让我对硬件的理解上升到了一个新的层次。书中的内容，从总线协议（如PCIe）的设计哲学，到I/O设备如何与CPU进行交互，再到操作系统的底层支持，都为我勾勒出了一幅完整的计算机系统图景。我曾花费数个小时研究中断（interrupts）和异常（exceptions）的处理机制，作者通过清晰的流程图和状态描述，让我理解了当外部事件发生时，CPU是如何暂停当前任务，转而处理紧急事件的。这种对计算机“反应机制”的理解，让我对计算机的“智能”有了更客观的认识，它并非神秘莫测，而是基于一系列精巧的设计和响应。

《结构化计算机组成》这本书，可以说是一份非常详尽的计算机硬件“解剖报告”。它没有回避任何技术细节，而是尽可能地将计算机的内部运作原理，用清晰、有条理的方式呈现出来。我特别喜欢作者在讲解CPU的控制单元（control unit）时，如何通过微操作（micro-operations）和时序逻辑来实现指令的解码和执行。理解CPU如何通过一个状态机来驱动整个指令执行过程，对我来说是一种非常直观的学习方式。书中关于CPU与内存之间数据传输的各种方式，包括直接访问、DMA以及各种缓存策略，都为我揭示了计算机性能瓶颈所在，以及如何通过硬件设计来克服这些瓶颈。我甚至尝试着去思考，如果我来设计一个简单的CPU，我会如何组织其数据通路和控制通路。这种“反向思考”的能力，正是这本书所赋予我的。它让我不再仅仅满足于知道“计算机能做什么”，而是渴望了解“计算机是如何做到的”。

在翻阅《结构化计算机组成》的过程中，我最大的感受是它提供了一种“拆解与重构”的学习路径。它并没有直接给你一个完整的计算机模型，而是让你从最基础的逻辑门开始，一步步构建起更复杂的逻辑电路，然后将这些电路集成到CPU、内存、I/O设备等模块中，最终构成一个完整的系统。这种由小到大的构建过程，让我在理解计算机的运作原理时，仿佛也参与了“创造”的过程。我特别喜欢作者关于数据通路（datapath）和控制通路（control path）的讲解。他如何通过时序图和状态机来描述CPU是如何在每个时钟周期内执行一条指令的，这是一种极其精妙的叙事方式。比如，指令的取指、译码、执行、访存、写回这五个阶段，在书中的描述下，就像是一部精密运转的交响乐。作者对流水线（pipelining）技术的阐述，更是让我看到了如何通过并行处理来大幅提升CPU的效率。虽然理解流水线中的冒险（hazards）及其解决方法需要一些时间和精力，但一旦弄懂，那种豁然开朗的感觉是无与伦比的。它让我明白，计算机的每一次性能飞跃，都离不开对执行效率的极致追求和对并发处理的精妙设计。这本书，确实让我对“计算机”这个词有了更深刻、更具象化的认识。