АРХИТЕКТУРА
КОМПЬЮТЕРА
	4-Е ИЗДАНИЕ
1	Э. ТАНЕНБАУМ
РН PTR	С^ППТЕР

НЛНССИНП COmPUTER SCIENCE

Э. Таненбаум

АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА

_{4-Е ИЗДАНИЕ}

_СППТЕР

Москва • Санкт-Петербург • Нижний Новгород • Воронеж Ростов-на-Дону • Екатеринбург • Самара Киев-Харьков-Минск 2003

Краткое содержание

Предисловие 15

Глава 1. Предисловие 18

Глава 2. Организация компьютерных систем 56

Глава 3. Цифровой логический уровень 139

Глава 4. Микроархитектурный уровень 230

Глава 5. Уровень архитектуры команд 334

Глава 6. Уровень операционной системы 437

Глава 7. Уровень языка ассемблера 517

Глава 8. Архитектуры компьютеров параллельного действия 556

Глава 9. Библиография 647

Приложение А. Двоичные числа 663

Приложение Б. Числа с плавающей точкой 674

Алфавитный указатель 683

Содержание

Об авторе 14

Предисловие 15

Глава 1. Предисловие 18

Многоуровневая компьютерная организация 18

Языки, уровни и виртуальные машины 19

Современные многоуровневые машины 21

Развитие многоуровневых машин 24

Развитие компьютерной архитектуры 29

Нулевое поколение — механические компьютеры (1642-1945) 29

Первое поколение —электронные лампы (1945-1955) 32

Второе поколение — транзисторы (1955-1965) 35

Третье поколение — интегральные схемы (1965-1980) 37

Четвертое поколение — сверхбольшие интегральные схемы (1980-?) 39

Типы компьютеров 40

Технологические и экономические аспекты 41

Широкий спектр компьютеров 42

Семейства компьютеров 45

Pentium II 45

UltraSPARC II 48

PicoJavall 50

Краткое содержание книги 52

Вопросы и задания 54

Глава 2. Организация компьютерных систем 56

Процессоры 56

Устройство центрального процессора 57

Выполнение команд 58

RISC и CISC 62

Принципы разработки современных компьютеров 64

Параллелизм на уровне команд 65

Параллелизм на уровне процессоров 69

Основная память 73

Бит 73

Адреса памяти 74

Упорядочение байтов 75

Код с исправлением ошибок 77

Кэш-память 81

Сборка модулей памяти и их типы 84

Вспомогательная память 85

Иерархическая структура памяти 85

Магнитные диски 87

Дискеты 90

Диски IDE 91

SCSI-диски 92

RAID-массивы 93

Компакт-диски 98

CD-R 102

CD-RW 105

DVD 105

Процесс ввода-вывода 108

Шины 108

Терминалы 111

Мыши 119

Принтеры 121

Модемы 126

Коды символов 129

Краткое содержание главы 133

Вопросы и задания 134

Глава 3. Цифровой логический уровень 139

Вентили и булева алгебра 139

Вентили 139

Булева алгебра 142

Реализация булевых функций 144

Эквивалентность схем 145

Основные цифровые логические схемы 149

Интегральные схемы 149

Комбинационные схемы 151

Арифметические схемы 157

Тактовые генераторы 161

Память 163

Защелки 163

Триггеры (flip-flops) 165

Регистры 168

Организация памяти 168

Микросхемы памяти 172

ОЗУ и ПЗУ 174

Микросхемы процессоров и шины 177

Микросхемы процессоров 177

Шины 179

Ширина шины 182

Синхронизация шины 183

Арбитраж шины 188

Принципы работы шины 191

Примеры центральных процессоров 193

Pentium II 193

UltraSPARC II 200

PicoJavall 203

Примеры шин 205

Шина ISA 206

Шина PCI 207

Шина USB 215

Средства сопряжения 219

Микросхемы ввода-вывода 219

Декодирование адреса 220

Краткое содержание главы 223

Вопросы и задания 224

Глава 4. Микроархитектурный уровень 230

Пример микроархитектуры 230

Тракт данных 231

Микрокоманды 237

Управление микрокомандами: Mic-1 240

Пример архитектуры команд: IJVM 244

Стек 245

Модель памяти IJVM 247

Набор команд IJVM 248

Компиляция Java для IJVM 252

Пример реализации микроархитектуры 254

Микрокоманды и их запись 254

Реализация IJVM с использованием Mic-1 258

Разработка микроархитектурного уровня 271

Скорость и стоимость 271

Сокращение длины пути 274

Микроархитектура с упреждающей выборкой команд из памяти: Mic-2 280

Конвейерная архитектура: Mtc-3 284

Конвейер с 7 стадиями: Mic-4 290

Увеличение производительности 293

Кэш-память 294

Прогнозирование ветвления 300

Исполнение с изменением последовательности и подмена регистров 306

Спекулятивное выполнение 311

Примеры микроархитектурного уровня 314

Микроархитектура процессора Pentium II 314

Микроархитектура процессора UltraSPARC II 319

Микроархитектура процессора picoJava II 322

Сравнение Pentium, UltraSPARC и picoJava 327

Краткое содержание главы 329

Вопросы и задания 330