计算机组织与结构

出版者:高等教育出版社

作者:Stallings

页数:748

出版时间:2001-8

价格:41.00

装帧:平装

isbn号码:9787040100976

具体描述

本书较为全面地论述了计算机组织与结构的基础原理，所讲述的内容与当前的一些实际设计问题联系密切。全书共分五大部分，包括绪论、计算机系统、通用处理单元、控制单元以及并行组织，附录包括数字逻辑、教学指导，书末附有词汇表、索引页。另外，每章均列有参考文献与Web站点，方便读者查询相关资料。考虑到计算机层次化的组织结构，本书在内容组织上也采用了同样的方式：计算机系统→处理器→控制单元。这种方式符合人们通常的思维习惯，便于读者理解和学习。本书为第五版，作者William Stallings在前几版的基础上做了大量的优化和改进，并增加了许多新的内容，诸如光存储器、超标量设计、多媒体指令集、同步多处理器等，体现了计算机组织结构发展的最新技术。 本书可作为电子、计算机专业本科和研究生的教材，也可供工程技术人员参考使用。

内容:1. 绪论（导言，计算机发展与性能）2. 计算机系统（系统总线，内部存储器，外部存储器，输入/输出系统，操作系统支持）3. 通用处理单元（计算机运算，指令集特性与功能，指令集编址模式，CPU结构与功能，精简指令集计算机，指令级并行与超标量处理机）4. 控制单元（控制单元操作，微程序控制）5. 并行组织（并行处理）附录A 数字逻辑 附录B 计算机组织与结构教学指导 词汇表 参考文献 索引作者简介:

William Stallings has made a uhique contribution to understanding the broad sweep of technical developments in computer networking and computer architecture.He has authored17 titles,plus revised editions,for a total of 37 books on various of these subjects.He has three times received the award for best Computer Science Textbook of the Year from the Text and Academic Authors Association.

用户评价

不同于市面上其他侧重于软件实现的书籍，这本作品的视角异常“冷峻”和“务实”，它仿佛在提醒我们，所有的软件奇迹最终都必须回归到电信号和逻辑门的物理约束之上。作者在描述**输入/输出（I/O）系统**的部分，简直是一次对“慢”的哲学思考。他详细剖析了总线仲裁、DMA（直接内存访问）的机制，解释了为什么I/O操作常常成为整个计算系统的瓶颈，以及各种外设接口技术（如PCIe）是如何不断尝试“欺骗”处理器，让它以为数据已经准备就绪的。这种对**性能瓶颈的定位与解决**的深入剖析，让这本书的实用价值大大提升。它不仅仅是理论的阐述，更像是为系统架构师准备的一份“避坑指南”。阅读过程中，我多次停下来，回顾书中关于**时钟频率与功耗管理**的章节，作者冷静地分析了摩尔定律放缓的物理学根源，以及业界如何通过架构创新（如多核、异构计算）来绕开晶体管尺寸的限制。这本书给我的整体感受是：严谨、透彻，且充满了对计算物理极限的尊重与探索精神。

这本书的讲解方式真是让人耳目一新，它没有直接陷入那些晦涩难懂的底层细节中，而是用一种非常宏观的视角，为我们勾勒出了现代计算机系统运作的完整蓝图。初读时，我担心会因为缺乏具体的硬件架构知识而感到迷茫，但作者巧妙地将抽象的概念与现实生活中的类比结合起来，比如用交通系统来比喻数据流的管理，用工厂流水线来解释指令的并行处理。这种处理方式极大地降低了理解门槛，让我能迅速抓住核心思想——如何让一堆冰冷的硅片高效地协同工作。书中对**系统软件与硬件交互界面**的探讨尤其深刻，它清晰地揭示了操作系统、编译器是如何充当“翻译官”的角色，将高级语言的指令转化为机器可以执行的电信号序列。我特别欣赏作者在描述**性能优化**时的那种务实态度，不是空泛地谈论“更快”，而是深入到缓存一致性协议、分支预测机制这些具体的技术点，并解释了它们在实际应用中对用户体验的决定性影响。这本书更像是一本“思维导图”，它帮你把计算机科学领域那些看似零散的知识点，串联成一个有机的整体，让你看到整个信息处理的脉络，而不是仅仅停留在某个孤立的技术细节上。读完之后，我感觉自己看待任何一个软件或应用时，都能不自觉地去思考其背后的硬件资源是如何被调度的，这种底层视角的建立，是任何只关注应用层编程的书籍都无法给予的宝贵财富。

这本书的叙事风格走的是一种**工程美学**路线，作者似乎对如何用最简洁的数学模型来描述复杂的物理现象抱有极大的热情。它更侧重于**量化分析**和**抽象建模**，而不是停留在具体的某个CPU型号的特性介绍上。我尤其欣赏它在引入**并行计算模型**时所采用的思路。它没有仅仅停留在多核的概念层面，而是深入探讨了SIMD、SIMT等不同并行策略背后的计算模型差异，并用清晰的数学公式量化了它们在特定算法上的加速比和资源消耗。这本书对于理解现代GPU架构的崛起逻辑非常有帮助，因为它解释了为什么那种大规模、高吞吐量的并行架构能在特定任务上超越传统的串行CPU。书中对于**内存一致性模型**的论述也极其精妙，它用逻辑严密的推导说明了，在分布式或多核环境中，保持数据可见性的难度和代价，这对于编写高效且无数据竞争的并发程序具有指导意义。它不是教你如何写代码，而是教你如何“思考”计算的本质。

老实说，这本书的难度曲线非常陡峭，它不是为初学者准备的“入门甜点”，而是一块需要反复咀嚼的“硬骨头”。它要求读者对数字逻辑电路有一定的基础认知，否则在讲解**指令集架构（ISA）**的位域划分和操作码编码时，可能会感到吃力。然而，一旦你跨过了最初的门槛，这本书的价值就显现出来了——它真正做到了对“结构”二字的深度剖析。作者在描述**流水线技术**时，那种对时序和资源的精细调度，简直是艺术品般的展现。他用非常专业的术语，但配以恰到好处的图示，将冒险（Speculation）、暂停（Stalling）和数据依赖性处理的复杂流程，清晰地展现在我们面前。这本书对**异常和中断处理**的讲解也是我读过的最详尽的，它揭示了程序执行流程是如何在硬件层面被瞬间打断、保存上下文，然后优雅地恢复的，这部分内容对于深入理解操作系统内核的底层机制至关重要。这本书的价值在于，它提供了一个精确到纳秒级的视角，让我们得以窥见当代高性能处理器内部的运作奥秘，每一个细节都充满了逻辑的极致美感。

这本书的阅读体验，简直就像是进行了一次深入的“考古挖掘”。作者的叙述风格充满了历史的厚重感和技术的严谨性，他没有急于展示最新的技术成果，反而花了大篇幅去追溯计算机架构演进的每一步脚印。我尤其对书中对于**冯·诺依曼体系**的批判性继承和发展脉络的梳理印象深刻。那些早期晶体管的特性如何限制了早期的设计思路，以及后来RISC和CISC架构之间的哲学辩论，都被描绘得栩栩如生，仿佛能看到那些顶尖工程师们在白板前激烈的思想碰撞。它不是一本教科书式的罗列知识点，而更像是一部技术发展史诗，用非常精炼的文字捕捉了关键的技术转折点。比如，书中对**内存层次结构**的解释，简直是教科书级别的经典，它不只是给出了L1、L2、L3缓存的容量和速度参数，而是深入探讨了“局部性原理”如何从数学概率层面指导了硬件设计。对于那些热衷于理解“为什么是这样”而不是“它是什么”的读者来说，这本书是无价之宝。它强迫你跳出“黑箱”思维，去理解每一个设计决策背后的权衡与取舍，是那种读完后会让你对整个计算领域产生敬畏之心的著作。

教材嘛

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