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目录1

序言1

致教师1

第一章　引言1

1.1　语言、级和虚拟机2

1.2　现代的多级机3

1.3　多级机的历史演变5

1.4　硬件、软件和多级机7

1.5 进程8

1.6　本书的概要11

第二章　计算机系统的构成14

2.1　处理器14

2.1.1　指令的执行15

2.1.2　指令的并行执行16

2.2.1　位18

2.2 存贮器18

2.2.2　存贮器地址19

2.2.3　特征位20

2.2.4　辅助存贮器21

磁带21

磁盘22

磁鼓22

光存贮器24

2.3　输入／输出24

2.3.1 I/O设备24

2.3.2　I/O处理器25

2.3.3　字符编码25

2.3.4　误差校正码25

2.3.5　从频编码28

2.4　信息的传送31

2.4.1　数据通路31

2.4.2　远程通信32

调制33

异步和同步传输33

单向、半双向、全双向传输35

2.5　计算机网络35

2.6　分布式计算机37

第三章　传统机器级43

3.1 几个传统机器级的例子43

3.1.1　IBM360和370系列43

3.1.2 CDC6000、Cyber70和Cyber17048

3.1.3 DEC PDP-1151

3.2 指令的格式54

3.2.1　指令格式的设计准则55

3.2.2　扩展操作码56

3.2.3　指令格式的几个例子57

3.3 定址法61

3.3.1　立即定址法62

3.3.2　直接定址法63

3.3.3　寄存器定址法63

3.3.4　间接定址法64

3.3.5　变址65

3.3.6　基地址寄存器66

3.3.7　堆栈定址法67

逆波兰法68

逆波兰法表达的公式的计算70

3.3.8　PDP-11的定址方法72

3.3.9　关于定址方式的讨论75

3.4　指令的类型76

3.4.1　数据传送指令76

3.4.2　双操作数运算77

3.4.3　单操作数运算79

3.4.4　比较和条件转移81

3.4.5　转子指令82

3.4.6　循环的控制83

3.4.7　输入／输出84

3.5　数据的表示法87

3.5.1　整数87

3.5.2　浮点数87

3.5.3　布尔量87

3.5.4　字符88

3.5.5　字符串88

3.5.6　数组90

内情向量90

有界变址法92

3.6　流程的控制92

3.6.1　顺序流程的控制及转移92

3.6.2　子程序93

3.6.3　联立子程序99

3.6.4　陷井（中断）101

3.6.5 中断102

第四章　微程序级111

4.1　处理器的部件111

4.1.1 寄存器112

4.1.2　总线112

4.1.3　门112

4.1.4　钟113

4.1.5　存贮器的接口113

4.1.6　算术逻辑部件114

4.1.7　处理器元件的组装115

4.2　基本操作116

4.2.1 寄存器间的传输116

4.2.2　存贮器的读和写117

4.2.3　位测试117

4.3　假想的目标机器级117

4.4　假想的宿主机器级119

4.4.3　宿主级的门和数据通路120

4.4.2　宿主级的ALU120

4.4.1　宿主机器级的寄存器120

4.5　开门顺序123

4.5.1　子周期123

4.5.2　ADD指令的开门顺序124

4.6　微程序化的开门控制125

4.6.1　微指令125

4.6.2　微程序的执行126

4.6.3　一台两级的机器128

4.7　微程序设计语言128

4.7.1　GATE微指令的表示方法128

4.7.2　TEST微指令的表示方法129

4.8 目标机的解释程序130

4.8.1　乘法指令的解释132

4.8.2　除法指令的解释134

4.8.3　前景135

4.9.1　编码字段136

4.9　微程序级的设计136

4.9.2　横向与纵向结构137

4.9.3　存贮器周期的比值和重叠执行140

4.9.4　毫微存贮器142

4.9.5　通用的与专用的微程序级143

4.9.6　微程序级的结构的评价144

4.10　微程序设计的优、缺点145

4.11　IBM370/125的微程序级147

4.11.1 IBM370/125的微程序级的结构147

4.11.2 IBM3125的微指令150

4.12 PDP-11/40的微程序级151

4.12.1 PDP-11/40的微程序级的结构151

4.12.2 单总线的操作154

4.12.3 PDP-11/40的微指令155

4.13 BURROUGHS B1700158

4.13.1 B1700的结构158

4.13.2 B1700的指令系统162

5.1 操作系统机器级的实现167

第五章 操作系统机器级167

5.2 虚拟的I/O指令168

5.2.1 连贯的文件169

5.2.2 随机存取的文件171

5.2.3 虚拟I/O指令的实现172

5.2.4 IBM370的虚拟I/O175

5.2.5 Cyber70的虚拟I/O178

5.2.6 PDP-11的虚拟I/O181

5.2.7 第3级I/O的比较183

5.3 用于并行处理的虚拟指令183

5.3.1 进程的产生和破坏184

5.3.2 竞态条件185

5.3.3 用信标使进程同步187

5.3.4 用于进程间通信的指令189

5.4.1 目录管理指令190

5.4 其他的3级指令190

5.4.2 3级机的配置变换191

5.5 虚拟存贮器193

5.5.1 分页193

5.5.2 分页的实现195

5.5.3 请求式页面调度和工作集合模型198

5.5.4 页面替换策略200

5.5.5 涂改位201

5.5.6 硬件实现地址对照202

5.5.7 页面的大小和碎片202

5.5.8 超高速缓冲存贮器203

5.5.9 分段204

5.5.10 PDP-11的虚拟存贮器207

棋盘残局209

5.5.11 MULTICS的虚拟存贮器210

5.5.12 IBM370的虚拟存贮器213

5.5.13 段式虚拟存贮器和文件I/O214

5.6 作业控制语言215

第六章 汇编语言级224

6.1 汇编语言入门224

6.1.1　什么是汇编语言225

6.1.2　汇编语言语句的格式225

6.1.3　汇编语言和PL/I的比较227

6.1.4　程序调整228

6.2 汇编过程229

6.2.1　两遍汇编程序230

6.2.2　第一遍230

6.2.3　第二遍234

6.3　查找和分类235

6.3.1 查找236

6.3.2　线性查找法236

6.3.3　折半查找法237

6.3.4　分类或排序239

6.3.5　混列编码240

6.3.6　混列函数和冲突243

6.3.7　相联技术的比较245

6.4 宏功能246

6.4.1　宏定义、宏调用和宏扩展246

6.4.2　带参数的宏功能248

6.4.3　条件宏扩展248

6.4.4　宏调用的嵌套250

6.4.5　递归宏调用251

6.4.6　嵌套的宏定义253

6.4.7　在汇编程序内的宏功能的实现253

6.5　连接和装入254

6.5.1 由连接程序所完成的任务255

6.5.2　目标模块的构成258

6.5.3　地址固定时间和动态再定位258

6.5.4　动态连接260

第七章　多级机268

7.1　实现新级的方法268

7.1.1　解释268

7.1.2　翻译269

通用的宏处理程序270

7.1.3　过程扩展271

7.2　多级机的设计策略272

7.2.1　自上而下的设计272

7.2.2　由下而上的设计273

7.2.3　中间向外的设计方法275

7.3　程序可移植性275

7.3.1　通用程序设计语言276

7.3.2　强制法277

7.3.3　UNOCL（面向语言的通用计算机）278

7.3.5　仿真282

7.4　自虚拟机283

7.3.6　网络283

7.4.1　IBM VM/370系统284

7.4.2 自虚拟机的目的285

自虚拟机和分时286

操作系统测试286

机密数据的保护286

7.4.3　自虚拟机的实现287

7.3.4　自理虚拟机288

异常和虚拟机失误288

虚拟机I/O的模拟289

自修改通道程序289

映影页表290

7.5　高级机体系结构292

7.5.1　定址和解说符293

7.5.2　高级机指令297

7.5.3　高级机的优点和缺点299

8.1.2　汇编程序和汇编语言程序设计302

8.1.1　定址和指令302

第八章　对进一步阅读材料的推荐和参考目录302

8.1　对进一步阅读材料的推荐302

8.1.3　二进制数和运算303

8.1.4　字符编码、冗余和非冗余304

8.1.5　计算机结构304

8.1.6　传统机器级305

8.1.7　死锁306

8.1.8　文件系统306

8.1.9　高级机307

8.1.10　输入／输出308

8.1.11　连接程序和加载程序308

8.1.12　宏功能308

8.1.13　微程序级309

8.1.14　多级计算机310

8.1.15　网络311

8.1.16　操作系统312

8.1.17　并行处理313

8.1.18 自虚拟机313

8.1.19　符号表314

8.1.20　远距离通信315

8.1.21　虚拟存贮器316

8.2　按字母顺序排列的参考目录317

附录321

A 有限精度运算和二进制数321

A.1　有限精度的数321

A.2　基和数系322

A.3　从一个基到另一个基的变换323

A.4　负的二进制数325

A.5　二进制运算326

B 浮点数328

C 布尔代数333