计算机存储与外设 内容简介

《计算机科学丛书：计算机存储与外设》由资深的计算机体系结构教育家Alan Clements博士编写，原书名为《计算机体系结构：原理与演变》（Computer Organization＆Architecture：Themes and Variations），书中不仅覆盖单机系统的组成原理和系统结构的各个方面，还包括计算机的性能评价方法以及多发射、粗粒度并行等内容、作者希望《计算机科学丛书：计算机存储与外设》能够适合电子工程（EE）、电子与计算机工程（ECE）、计算机科学（CS）等不同专业的教学需要。、书中围绕基本概念、指令集体系结构、处理器组成和能效、存储与外设以及处理器级并行等五个核心问题将这些内容有条不紊地组织在一起，以便满足不同专业的教学需要。
中文版引进的时候综合考虑国内高校“计算机组成与结构”或类似课程的教学目标以及我们对《计算机科学丛书：计算机存储与外设》的定位，对原书进行了适当裁剪和重新组合，分为两册：《计算机组成原理》和《计算机存储与外设》。

《计算机科学丛书：计算机存储与外设》即为《计算机存储与外设》，涵盖原书第四部分，共4章，主要讲述计算机系统中的存储器、总线和输入／输出等内容。

计算机存储与外设 目录

出版者的话

译者序

前言

本书导读

作者简介

第1章　Cache存储器和虚拟存储器

1．1　Cache存储器概述

1．1．1　Cache存储器的结构

1．2　Cache存储器的性能

1．3　Cache的组织

1．3．1　全相联映射Cache

1．3．2　直接映射Cache

1．3．3　组相联Cache

1．3．4　伪相联、Victim、Annex和Trace Cache

1．4　Cache设计中要考虑的因素

1．4．1　物理Cache和逻辑Cache

1．4．2　Cache电气特性

1．4．3　Cache一致性

1．4．4　块大小

1．4．5　取指策略

1．4．6　多级Cache

1．4．7　指令和数据Cache

1．4．8　写Cache

1．5　虚拟存储器和存储器管理

1．5．1　存储器管理

1．5．2　虚拟存储器

本章小结

习题

第2章　主存储器

2．1　简介

2．1．1　存储系统的原理和参数

2．1．2　存储层次

2．2　主存储器

2．2．1　SRAM

2．2．2　交叉存储器

2．3　DRAM

2．3．1　DRAM时序

2．3．2　DRAM技术的发展

2．4　只读存储器系列

2．4．1　EPROM系列

2．5　新兴的非易失性技术

2．5．1　铁电迟滞

2．5．2　MRAM——磁阻随机访问存储器

2．5．3　双向存储器

本章小结

习题

第3章　二级存储器

3．1　磁盘驱动器

3．2　磁性和数据存储

3．2．1　读/写头

3．2．2　磁记录密度的极限

3．2．3　磁盘数据记录原理

3．3　磁盘上的数据组织

3．3．1　磁道和扇区

3．3．2　磁盘参数和性能

3．3．3　SMART技术

3．4　安全存储和RAID系统

3．5　固态盘

3．6　磁带

3．7　光学存储技术

3．7．1　数字音频

3．7．2　从CD中读取数据

3．7．3　底层数据编码

3．7．4　可记录光盘

3．7．5　DVD

3．7．6　蓝光

本章小结

习题

第4章　输入/输出

4．1　I/O的基本原理

4．1．1　外围设备寄存器寻址机制

4．1．2　外围设备访问和总线宽度

4．2　数据传输

4．2．1　开环数据传输

4．2．2　闭环数据传输

4．2．3　缓冲数据

4．3　I/O策略

4．3．1　程序控制I/O

4．3．2　中断驱动I/O

4．3．3　直接存储器访问

4．4　I/O系统的性能

4．5　总线

4．5．1　总线结构和拓扑

4．5．2　总线的结构

4．6　总线仲裁

4．6．1　本地化仲裁和VMEbus

4．6．2　分布式仲裁

4．7　PCI和PCIe总线

4．7．1　PCI总线

4．7．2　PCIe总线

4．7．3　CardBus、PC卡和ExpressCard

4．8　SCSI和SAS接口

4．9　串行接口总线

4．9．1　以太网

4．9．2　FireWire 1394串行总线

4．9．3　USB

本章小结

习题

参考文献

计算机存储与外设 精彩文摘

存储层次(Memory Hierarchy)

Cache存储器(Cache Memory)使得计算机看似拥有了比实际更多的快速存储器。存储器应该具有非易失性(non-volatile)、廉价、快速、功耗低的特点。在现实世界中，每种存储技术都有其自身的特点，其中有些特点是相互矛盾的。例如，速度快的存储器往往昂贵，而速度慢的存储器往往便宜。存储系统使用了几种不同的技术，每种技术都发挥着不同的作用。总而言之，这些技术使整个存储系统表现为快速、非易失性、低成本。可以把各种存储技术分为不同的层，从而形成存储层次。