Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版

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出版者:电子工业出版社
作者:(美)伯瑞 著 尚利宏等 译
出品人:
页数:940
译者:
出版时间:2001-07-01
价格:78
装帧:平装
isbn号码:9787505367258
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机技术
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具体描述

将这本国外多次改编出版的教材介绍

《Intel 微处理器全系列:结构、编程与接口(第五版)》是一本深入剖析Intel微处理器发展历程、核心架构、编程模型以及与之相关的硬件接口技术的专业书籍。本书致力于为读者提供一个全面而系统的Intel微处理器知识体系,帮助读者理解从早期的8086系列到当前先进的Core系列处理器是如何设计、工作以及如何与外部世界进行交互的。 核心架构与设计理念: 本书将系统性地介绍Intel微处理器在不同代际中的架构演进,包括但不限于: 早期8086/80286/80386/80486系列: 深入解析分段内存管理、保护模式的引入、以及指令集的发展,为理解现代处理器的基础打下坚实基础。 Pentium系列: 重点阐述超标量(Superscalar)和流水线(Pipelining)技术的应用,解释指令级并行(ILP)是如何提高处理器执行效率的。 Pentium Pro/II/III: 探讨动态执行(Dynamic Execution)、分支预测(Branch Prediction)、乱序执行(Out-of-Order Execution)等高级技术,揭示CPU性能飞跃的关键。 Pentium 4 / NetBurst架构: 分析其长流水线设计及其带来的性能挑战与解决方案。 Core系列架构(Core Duo, Core 2 Duo, Core i3/i5/i7/i9): 详细介绍多核(Multi-core)设计、集成显卡(Integrated Graphics)、三级缓存(L3 Cache)的优化、超线程(Hyper-Threading)技术、以及最新的指令集扩展(如SSE, AVX等)如何提升整体计算能力和能效比。 本书将通过详细的图示和案例分析,剖析CPU内部的关键组件,如: 执行单元(Execution Units): 包括算术逻辑单元(ALU)、浮点单元(FPU)、向量处理单元(SIMD Units)等。 寄存器文件(Register Files): 介绍通用寄存器、段寄存器、控制寄存器、状态寄存器等的作用与用法。 缓存系统(Cache Systems): 深入讲解L1, L2, L3缓存的层次结构、工作原理、缓存一致性协议(Cache Coherence Protocols)以及提升缓存命中率的策略。 内存管理单元(MMU): 阐述虚拟内存、页表(Page Tables)管理、段式和页式内存管理机制,以及TLB(Translation Lookaside Buffer)的作用。 总线接口单元(Bus Interface Unit): 解释CPU如何通过前端总线(FSB)或QPI/UPI(QuickPath Interconnect/Ultra Path Interconnect)与内存、芯片组及其他外围设备进行数据交换。 汇编语言编程与底层控制: 本书将系统地教授Intel x86/x64汇编语言编程,帮助读者掌握低层级的程序设计方法,从而实现对硬件的精细控制和性能优化。内容将涵盖: 指令集详解: 详细讲解数据传输、算术运算、逻辑运算、位操作、控制流(跳转、循环、调用)、字符串操作、输入/输出(I/O)等各类指令的格式、功能和使用场景。 寻址模式(Addressing Modes): 深入理解各种寻址方式(立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、基址+变址寻址、基址+变址+比例因子寻址等),以及它们在内存访问中的应用。 函数调用约定(Calling Conventions): 讲解不同操作系统和编译器所使用的函数调用约定,包括参数传递、栈帧(Stack Frame)的建立与销毁、返回值处理等,这对于理解C/C++等高级语言与汇编的交互至关重要。 中断与异常处理(Interrupts and Exceptions): 详细介绍中断向量表(IVT)/中断描述符表(IDT)、中断处理流程、中断服务程序(ISR)的编写,以及各种异常情况(如除零、缺页等)的产生与处理机制。 内存模型与并发编程基础: 介绍Intel处理器在内存访问顺序方面的规定(Memory Ordering),以及为实现多线程并发编程提供的内存屏障(Memory Barriers)等指令。 硬件接口与系统集成: 本书还将重点介绍Intel微处理器如何与主板、内存、显卡、硬盘、USB、PCIe等外部硬件组件进行高效交互。内容包括: CPU封装与接口: 介绍不同时代的CPU封装技术(如SIPP, DIP, PGA, LGA)以及它们对应的接口(如Socket 370, Socket 478, LGA 775, LGA 115x, LGA 20xx等)。 内存接口: 讲解DDR3/DDR4/DDR5内存的接口规范、时序参数,以及内存控制器(Memory Controller)在CPU内部或北桥芯片中的作用。 I/O接口与总线: 详述ISA, EISA, VESA Local Bus, PCI, AGP, PCI Express(PCIe)等总线技术的发展历程,以及它们如何为CPU提供与外设通信的通道。 芯片组(Chipset)的角色: 介绍南桥(Southbridge)和北桥(Northbridge)在现代主板上的功能演变,以及它们与CPU、内存、显卡、硬盘等组件的协同工作。 电源管理与功耗优化: 探讨Intel处理器在节能技术方面的进步,如SpeedStep, Turbo Boost, C-States等,以及这些技术如何平衡性能与功耗。 安全性特性: 介绍Intel处理器内置的安全技术,如SGX(Software Guard Extensions), TXT(Trusted Execution Technology)等,以及它们在保护敏感数据和构建可信计算环境中的作用。 学习价值与目标读者: 本书适合所有希望深入理解Intel微处理器硬件原理、掌握底层编程技巧、以及进行系统级开发和优化的专业人士和技术爱好者。包括: 计算机体系结构研究人员: 深入了解现代CPU的设计思想和技术细节。 操作系统开发者: 理解CPU调度、内存管理、中断处理等核心机制。 嵌入式系统工程师: 掌握在资源受限环境下进行高效编程的技巧。 驱动程序开发者: 了解硬件接口和中断机制,编写可靠的设备驱动。 性能优化专家: 通过底层知识,挖掘程序和系统的性能潜力。 计算机科学与技术专业的学生: 构建扎实的计算机硬件和底层软件知识基础。 通过阅读《Intel 微处理器全系列:结构、编程与接口(第五版)》,读者将能够系统地构建起从晶体管逻辑到整个计算机系统运作的全面认知,为应对日益复杂的计算挑战打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

第1章 微处理器和PC入门
1
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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阅读《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》的过程,仿佛开启了我对计算机底层运作的“解密”之旅。我一直对CPU如何执行代码感到好奇,而这本书恰恰满足了我的求知欲。书中对x86指令集家族的详细讲解,从基本的算术、逻辑指令,到控制转移指令,再到各种数据传输指令,都进行了清晰的阐释。更令我着迷的是,书中还深入剖析了那些能够极大提升性能的特殊指令集,比如SIMD(Single Instruction, Multiple Data)指令,如MMX、SSE、AVX等,它们是如何通过一次指令同时处理多个数据来实现高效的并行计算的,这一点给我留下了深刻的印象。书中对中断和异常的分类以及处理流程的描述,也让我理解了程序运行时遇到问题时,CPU是如何进行响应和恢复的。此外,书中关于内存层次结构,包括寄存器、一级缓存、二级缓存、三级缓存以及主内存,它们之间的协作关系以及对程序性能的影响,都得到了详细的阐述。这本书的实践指导部分,也让我能够通过动手实践来验证书中的理论,进一步加深理解。

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在学习《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》的过程中,我发现这本书的作者在讲解复杂的硬件原理时,善于运用类比和实例,使得那些听起来非常高深的专业术语变得易于理解。例如,书中在解释CPU缓存(Cache)的层次结构和工作机制时,用了一个非常生动的比喻,让我很快就理解了L1、L2、L3缓存的作用以及它们如何通过减少CPU访问主内存的次数来提高效率。同样,在介绍指令流水线(Pipeline)的概念时,作者将其比作工厂里的流水线作业,不同阶段的指令并行处理,极大地提高了CPU的吞吐量。这本书还非常注重实践性,书中提供的汇编语言示例代码,虽然我以前接触过一些,但通过这本书的引导,我能够更深入地理解汇编指令与CPU硬件的直接对应关系,以及如何通过优化汇编代码来提升程序性能。书中对各种中断向量和异常类型的详细列表,以及它们是如何被CPU硬件和操作系统处理的,也让我对系统的响应机制有了更深刻的认识。这本书的价值在于,它不仅能够帮助我理解“是什么”,更能让我理解“为什么”和“如何做”。

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《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》这本书的内容着实让我惊叹于Intel在微处理器领域的持续创新和技术积累。从早期简单指令的8086,到如今拥有庞大指令集和复杂内部架构的Core i系列,书中对每一代处理器的关键技术演进都进行了细致的描述。我特别对书中关于处理器内部总线、寄存器结构、以及执行单元(如ALU、FPU)的设计进行了深入的了解,这些构成了CPU执行指令的基础。书中对内存管理单元(MMU)的工作原理,包括页表、TLB(Translation Lookaside Buffer)的讲解,让我明白了32位和64位操作系统是如何实现虚拟内存和多任务处理的。此外,书中对并行处理技术,如多核架构、超线程(Hyper-Threading)的介绍,也让我认识到现代CPU是如何通过并行计算来应对日益增长的计算需求。书中还深入探讨了各种I/O接口,如DMA(Direct Memory Access)控制器如何允许设备直接访问内存,从而减轻CPU的负担,这对于理解整个计算机系统的性能瓶颈至关重要。总而言之,这本书为我提供了一个全面而深入的Intel微处理器知识体系。

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《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》这本书的每一个章节都充满了信息量,它为我揭示了Intel微处理器令人惊叹的工程设计和技术创新。我非常喜欢书中对CPU内部各模块的详细描述,例如,指令预取单元如何预测和获取下一条指令,指令解码器如何将复杂指令分解为微操作,以及执行单元如何并行执行这些微操作,这些都让我对CPU的“思考”过程有了具体的认知。书中对内存管理单元(MMU)的深入讲解,特别是关于页表项(PTE)的结构和访问权限的控制,让我明白了操作系统如何实现内存隔离和保护。此外,书中对中断和异常处理流程的细致分析,包括中断向量、中断处理程序以及中断返回的过程,也让我对系统响应外部事件的机制有了更清晰的理解。书中关于各种I/O接口的介绍,如DMA控制器如何实现高效的数据传输,也让我对整个计算机系统的数据流有了更全面的认识。这本书的价值在于,它能够帮助我深入理解计算机硬件的运作原理,从而为我的软件开发和问题排查提供更强大的支持。

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获得《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》这本书,对我来说是一次宝贵的学习机会。我一直对计算机的底层工作原理充满好奇,而Intel微处理器作为现代计算的基石,其内部结构和工作机制更是我想要深入了解的。书中详细介绍了Intel处理器从8086到Core系列等一系列经典型号的技术特点和演进历程,让我能够清晰地看到CPU性能提升和功能扩展的轨迹。我尤其对书中关于指令集架构(ISA)的讲解印象深刻,比如x86指令集如何在兼容性与性能提升之间取得平衡,以及各种扩展指令集(MMX, SSE, AVX)如何为特定应用场景(如图形处理、科学计算)带来巨大的性能飞跃。书中关于CPU缓存、流水线、分支预测等核心技术的解释,让我理解了现代处理器是如何通过各种复杂的机制来最大化指令执行效率的。此外,书中对各种接口技术(如PCIe、USB)的介绍,也让我明白了CPU如何与其他硬件组件进行高效通信。这本书的详实内容,为我构建了一个完整而深刻的Intel微处理器知识框架。

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读完《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》后,我感觉自己在理解计算机硬件的工作原理方面,真的迈出了坚实的一步。这本书不仅仅是理论的堆砌,而是将复杂的概念通过清晰的图示和深入浅出的语言进行了生动地阐释。我特别惊喜于书中对不同时期Intel处理器架构的梳理,从最初的8位、16位处理器,到后来32位和64位处理器的发展,每一步都伴随着技术上的重大突破,而这些都在书中得到了详细的介绍。例如,书中对x86指令集的演变,包括早期的实模式、保护模式,以及后续引入的各种扩展指令集,如MMX、SSE系列,都有非常细致的讲解,这让我能够理解为什么现代软件能够如此高效地处理图像、音频和视频数据。此外,书中关于中断处理、内存管理单元(MMU)、以及I/O端口和内存映射I/O的原理,也让我对CPU如何与外部世界进行交互有了全新的认识。书中关于调试技巧和汇编语言编程的实践性内容,更是为我提供了一个动手实践的平台,让我能够通过编写简单的程序来验证理论知识,从而加深理解。这本书的价值在于,它不仅仅是提供知识,更是教会我如何去思考和解决问题,这种能力在日新月异的IT领域尤为宝贵。

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我必须承认,《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》这本书在知识的广度和深度上都给我留下了深刻的印象。我原本以为对于Intel微处理器的了解已经足够,但这本书的内容远超我的预期,它提供了一个更宏观的视角来审视整个Intel处理器技术的发展脉络。书中对于不同代微处理器在指令集架构(ISA)上的差异,以及这些差异如何影响软件兼容性和性能提升的分析,是我此前从未深入思考过的。它不仅涵盖了基础的CPU结构,比如寄存器、ALU、控制单元等核心组成部分,还对更高级的概念,如超标量、乱序执行、分支预测等进行了详细的介绍,这些技术是如何让现代CPU在执行指令时效率倍增的,书中都有详实的解释。我尤其欣赏书中对于中断和异常处理机制的阐述,这对于理解操作系统如何管理硬件和响应事件至关重要。此外,书中关于各种外围接口技术,如PCI Express、USB的演进和工作原理,也让我对整个计算机系统的互联互通有了更清晰的认识。这本书让我明白,微处理器并非一个孤立的实体,而是整个计算机系统中一个复杂而精密的枢纽,它的每一个设计决策都对整个系统的性能产生深远影响。

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拿到这本《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》的时候,我怀揣着对Intel处理器技术演进的深深好奇,以及希望能一窥其内部运作机制的渴望。这本书以其厚重的篇幅和详尽的标题,无疑预示着这是一部深入探讨Intel微处理器世界的大部头。我期待着能够学习到从早期的8086到更现代的Core系列等一系列处理器家族的演进历程,理解它们在架构设计上的关键飞跃,比如从分段式内存管理到扁平化内存模型的转变,以及指令集的发展,如MMX、SSE、AVX等指令集如何赋予处理器强大的多媒体和浮点运算能力。此外,我也非常关注书中对于接口技术的阐述,比如PCI、USB、SATA等总线接口如何连接CPU与外部设备,以及这些接口的演进如何影响着计算机系统的整体性能和扩展性。更重要的是,我希望通过这本书的学习,能够掌握如何在底层层面理解微处理器的运行逻辑,从而更有效地进行软件开发,优化程序的性能,甚至在嵌入式系统开发或逆向工程等领域有所建树。我对书中可能包含的关于CPU缓存、流水线、乱序执行等高级特性以及它们如何影响指令执行效率的详细解析尤为期待,这对于理解现代处理器的强大性能至关重要。希望这本书能为我打开一扇通往微处理器底层奥秘的大门,让我能够真正理解“计算机是如何思考”的。

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我被《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》这本书的深度所折服。它不仅仅是一本介绍Intel处理器型号的书,更是一部关于微处理器设计哲学和技术演进史的百科全书。书中对CPU内部的各个功能单元,如指令译码器、执行单元、写回单元等,以及它们之间如何协同工作以高效执行指令的详细描述,让我大开眼界。尤其是在理解指令流水线(Pipeline)的概念时,书中通过图示和实例,清晰地展示了指令在不同阶段的并行处理,以及可能发生的流水线冒险(Hazard)和解决办法,这对于理解CPU的性能瓶颈至关重要。书中对内存管理单元(MMU)的讲解,包括虚拟地址到物理地址的转换过程,以及页表和TLB的作用,让我对操作系统如何管理内存有了更深刻的理解。此外,书中对中断和异常处理机制的详尽介绍,也让我明白了程序在异常情况下是如何被CPU捕获并处理的。这本书的价值在于,它能够帮助我从硬件层面理解软件的运行,从而在软件开发中做出更明智的优化决策。

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《Intel 微处理器全系列: 结构编程与接口:第五版》这本书的结构设计非常合理,它循序渐进地引导读者理解Intel微处理器的复杂世界。从最基础的CPU构成,如算术逻辑单元(ALU)、控制单元(CU)和寄存器,到更复杂的流水线技术、分支预测、乱序执行等,都进行了清晰的讲解。我特别欣赏书中对中断向量表(IVT)和全局描述符表(GDT)等关键数据结构的介绍,它们是CPU在保护模式下进行任务切换和内存访问控制的核心。书中对各种I/O端口和内存映射I/O的讲解,也让我明白了CPU如何与键盘、鼠标、硬盘等外部设备进行通信。此外,书中还详细介绍了Intel处理器在安全方面的一些特性,比如对虚拟化技术(VT-x)的支持,以及它们如何在硬件层面提供隔离和保护。通过这本书,我不仅学习了Intel微处理器的核心技术,还对整个计算机系统的硬件架构有了更宏观的认识。它为我理解操作系统的底层实现,以及编写高性能的系统级程序打下了坚实的基础。

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