Structured Computer Organization - 结构化计算机组成（第6版）

基本信息

作者: Andrew S. Tanenbaum, Todd Austin
版本: 第6版（2013年）
出版社: Pearson/Prentice Hall
页数: 801页（含索引）
ISBN: 978-0-13-291652-3

核心思想

本书采用分层抽象方法讲解计算机系统，将计算机视为多个层次结构，每一层实现特定的功能，对上层隐藏实现细节：

数字逻辑层（Digital Logic Level）— 门电路、触发器、寄存器
微架构层（Microarchitecture Level）— 数据通路、微指令
指令集架构层（ISA Level）— 指令格式、寻址模式
操作系统机器层（Operating System Machine Level）— 虚拟内存、文件I/O
汇编语言层（Assembly Language Level）— 宏、链接加载

主要内容章节

第1章：引言

计算机历史里程碑：从机械计算机（1642-1945）到第五代低功耗隐形计算机
计算机类型谱系：从一次性计算设备到大型机
三大示例架构：Intel Core i7、TI OMAP4430（ARM）、Atmel ATmega168（AVR）

第2章：计算机系统

处理器：RISC vs CISC、指令级并行、处理器级并行
主存：位、字节序、纠错码、缓存
次级存储：磁盘、IDE/SCSI、RAID、SSD、光存储
I/O设备：总线、终端、鼠标、打印机、数码相机

第3章：数字逻辑层

门电路与布尔代数
基本数字逻辑电路：集成电路、组合电路、算术电路、时钟
存储器：锁存器、触发器、寄存器、RAM/ROM芯片
CPU芯片与总线：PCI、PCI Express、USB

第4章：微架构层

示例微架构与数据通路
IJVM（Java虚拟机）指令集与实现
设计原则：速度vs成本、预取、流水线（Mic-1到Mic-4）
Core i7、OMAP4430、ATmega168的微架构比较

第5章：指令集架构

数据类型（数值、非数值）
指令格式与扩展操作码
寻址模式（立即、直接、寄存器、寄存器间接、基址变址等）
指令类型：数据移动、算术、比较跳转、过程调用
IA-64/Itanium架构介绍

第6章：操作系统

虚拟内存：分页、请求分页、页面置换、分段
硬件虚拟化
OS级I/O指令与文件系统
并行处理的OS级指令
Windows 7、UNIX示例

第7章：汇编语言

汇编语言基础与格式
宏定义与展开
汇编过程（两遍汇编器）
链接与加载

第8章：并行计算机架构

片上并行：指令级并行、多线程、多核
协处理器：网络处理器、GPU、密码处理器
共享内存多处理器：UMA、NUMA、COMA
消息传递多计算机：MPP、集群、网格计算

关键概念总结

概念	说明
分层抽象	计算机系统由多个抽象层构成，每层为上层提供服务
RISC vs CISC	精简指令集 vs 复杂指令集设计哲学
虚拟内存	分页机制实现内存抽象，支持多任务隔离
流水线	指令执行重叠以提高吞吐量
缓存局部性	空间局部性与时间局部性是缓存有效性的基础
NUMA	非均匀内存访问，多处理器架构中的内存层次问题

适用对象

计算机科学专业本科生/研究生
需要了解硬件底层原理的软件工程师
嵌入式系统开发者（ATmega168/AVR部分）

本笔记基于pdf-inspector文本提取生成，书籍为教材性质，内容全面但页数较多，建议按需查阅特定章节。