计算机系统结构学习指导与题解 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中科技大学出版社

作者:等

出品人:

页数:258

译者:

出版时间:2003-7

价格:19.8

装帧:平装

isbn号码:9787560929705

丛书系列:

图书标签:

• 计算机系统结构
• 计算机组成原理
• 学习指导
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• 考研
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• 计算机
• 硬件
• 体系结构

《深入解析：现代计算机的基石》 本书并非直接提供《计算机系统结构学习指导与题解》的内容。相反，它旨在为您构建一个坚实且全面的计算机系统结构知识体系，让您在学习专业教材时游刃有余，触类旁通。我们专注于剖析计算机系统最核心、最基础的运作原理，引导读者由浅入深地理解现代计算设备的“心脏”是如何跳动的，以及“大脑”是如何思考的。 穿越历史的脉络，洞察演进的逻辑： 我们将从计算机的起源说起，追溯其从简单的机械计算器到如今复杂集成电路的演进历程。这一旅程并非简单的年代记述，而是通过分析不同历史时期关键的技术突破和设计理念，揭示驱动计算机系统结构不断革新的根本原因。我们将探讨冯·诺依曼体系结构的深远影响，分析其在指令和数据统一存储、流水线处理等方面的核心思想，并阐述它是如何奠定现代计算机运行模式的基础。理解了这些历史背景，您将能更深刻地理解当前各种体系结构的设计取舍及其背后的权衡。 硬件的交响乐：探秘核心组件的协同运作： 本书将带领您深入到计算机的微观世界，详细解析构成其骨干的各个核心硬件组件。 中央处理器（CPU）： 我们将从最基础的逻辑门和晶体管开始，逐步构建起加法器、寄存器、ALU（算术逻辑单元）等基本部件。进而，您将理解指令集架构（ISA）在定义CPU操作上的关键作用，以及RISC和CISC等不同指令集设计哲学的优劣。流水线技术、超标量技术、分支预测等现代CPU性能提升的关键技术将被逐一拆解，让您明白CPU如何通过并行处理和预测执行来加速计算。我们将重点关注CPU内部的控制单元如何调度指令执行，以及CPU缓存（L1, L2, L3）在缩短内存访问延迟方面扮演的关键角色。 存储器层次结构： 内存的访问速度是制约计算机性能的重要瓶颈。本书将系统地介绍存储器层次结构，从速度最快但容量最小的寄存器，到高速缓存（Cache），再到主内存（RAM），直至容量巨大但访问速度最慢的二级存储（硬盘、SSD）。您将深入理解缓存的工作原理，如地址映射、替换策略（LRU等）和写策略，以及它们如何通过局部性原理（时间局部性和空间局部性）来显著提升数据访问效率。 输入/输出（I/O）系统： 数据的输入和输出是计算机与外部世界交互的桥梁。我们将探讨各种I/O设备（如键盘、鼠标、显示器、网络接口卡）的工作方式，以及它们与CPU和内存之间的数据传输机制。DMA（直接内存访问）技术将是重点分析的对象，它如何允许I/O设备直接与内存交换数据，从而解放CPU，提高系统整体吞吐量。总线结构（如PCIe）在连接这些设备时所起的作用也将得到详细阐述。 软件与硬件的桥梁：指令集架构（ISA）与编译器： 指令集架构（ISA）是连接软件和硬件的关键接口。本书将详细解析ISA的作用，它定义了CPU能够理解和执行的机器语言指令集。您将了解不同ISA的设计思想，以及高级编程语言如何通过编译器被转换成CPU可执行的机器码。我们将探讨编译器在代码优化方面的作用，例如循环展开、指令调度等，这些优化如何直接影响到最终的程序性能，并与CPU的流水线和并行处理能力紧密结合。 性能的度量与优化： 理解计算机系统结构的最终目的在于如何提高其性能。本书将提供一套系统的性能分析框架。 性能指标： 我们将介绍衡量计算机性能的常用指标，如时钟频率、CPI（每条指令的周期数）、IPC（每时钟周期的指令数）、吞吐量、响应时间等，并讨论如何正确解读这些指标。 性能瓶颈分析： 通过对CPU、内存、I/O等各个环节的深入理解，您将学会如何定位和分析系统性能的瓶颈所在。 优化策略： 基于对硬件运作原理的掌握，您将能理解各种软件层面的优化技巧，例如算法优化、数据结构选择、并行编程模型（如多线程、GPU计算）等，以及它们如何与底层硬件架构协同工作以释放最大性能。 面向未来的展望： 我们还将简要探讨当前计算机系统结构领域的一些前沿发展方向，例如多核处理器、异构计算、并行与分布式系统、以及人工智能对硬件设计提出的新挑战和机遇。这有助于您保持对行业发展的敏锐度，并为未来的深入学习打下基础。 通过《深入解析：现代计算机的基石》，我们旨在为您打下坚实的计算机系统结构理论基础，培养您分析和解决问题的能力。无论您是计算机科学专业的学生，还是希望深入了解计算设备工作原理的技术爱好者，本书都将是您探索计算机世界奥秘的绝佳起点，让您在面对复杂的技术问题时，能够直击本质，找到行之有效的解决方案。

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这本《计算机系统结构学习指导与题解》给我的第一感觉就是“条理清晰”。它并没有试图用华丽的辞藻去包装那些枯燥的概念，而是非常直接地将每个知识点拆解开来，然后用相对浅显易懂的语言进行阐述。我尤其喜欢它在讲解过程中穿插的那些图示和例子，很多时候教材里的描述会让我觉得抽象，但这本书里的图就像是在脑海里构建了一个立体的模型，让我能更直观地看到各个组件是如何连接和交互的。比如在讲CPU流水线的时候，它用了一个非常生动的比喻，让我一下子就理解了指令是如何在不同阶段之间传递的，以及可能出现的冒险以及如何解决。

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这本书的另一个亮点在于它的“指导”部分。它不仅仅是知识点的罗列，更像是一位经验丰富的老师在循循善诱。它会告诉你学习过程中容易遇到哪些误区，应该如何调整学习方法，甚至会给出一些拓展阅读的建议。比如在讲解性能评估的时候，它不仅仅告诉你各种性能指标的计算方法，还会强调实际应用中需要考虑哪些因素，以及如何根据具体场景选择合适的指标。这种“知其然，更知其所以然”的教学方式，让我觉得学习过程不再是被动的接受，而是主动的探索和理解。

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刚拿到这本《计算机系统结构学习指导与题解》的时候，我抱着试试看的心态。最近在啃“计算机系统结构”这门课，感觉知识点太零散，而且理论性很强，常常是看了教材又回头看笔记，还是云里雾里。尤其是那些关于指令集架构、流水线、存储器层次结构、并行处理之类的概念，虽然知道是什么，但就是没办法真正理解它们是如何协同工作的，以及它们对程序性能的影响到底有多大。平时做题也总是卡壳，感觉自己只是在背公式，而不是在理解背后的原理。

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总而言之，这本《计算机系统结构学习指导与题解》对于我来说，是一次非常超值的学习体验。它系统性地梳理了计算机系统结构的核心知识，并且提供了非常实用的解题指导。我感觉自己在学习这门课的过程中，不再是孤军奋战，而是有了一个坚实的后盾。它帮助我建立了一个更扎实的知识体系，让我对计算机系统结构有了更深刻的理解，也更有信心去面对后续的学习和考试。这本书的价值，远不止于“学习指导”和“题解”本身，更在于它提供了一种高效、深入的学习路径。

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对于我这种动手能力比较弱的学习者来说，题解部分简直是救星。之前做题，遇到难题要么就直接看答案，要么就卡在那里很久，效率很低。这本书的题解不是简单地给出答案，而是非常详细地分析了题目的考点，然后一步步地推导出最终答案，中间还会点出一些容易出错的地方或者是一些隐含的条件。这种“带着思路去解题”的方式，让我不仅学会了这道题怎么做，更重要的是理解了这类题目的解题方法和思维模式。我发现，很多题目看似复杂，但只要抓住了核心概念，就能迎刃而解。

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