内容简介
本书通过展现简单但功能强大的计算机系统之构建过程,为读者呈现了一幅完整、严格的计算机应用科学大图景。
本书作者认为,理解计算机工作原理的最好方法就是亲自动手,从零开始构建计算机系统。
通过12个章节和项目来引领读者从头开始,本书逐步地构建一个基本的硬件平台和现代软件阶层体系。
在这个过程中,读者能够获得关于硬件体系结构、操作系统、编程语言、编译器、数据结构、算法以及软件工程的详实知识。
通过这种逐步构造的方法,本书揭示了计算机科学知识中的重要成分,并展示其它课程中所介绍的理论和应用技术如何融入这幅全局大图景当中去。
全书基于“先抽象再实现”的阐述模式,每一章都介绍一个关键的硬件或软件抽象,一种实现方式以及一个实际的项目。
完成这些项目所必要的计算机科学知识在本书中都有涵盖,只要求读者具备程序设计经验。
本书配套的支持网站提供了书中描述的用于构建所有硬件和软件系统所必需的工具和资料,以及用于12个项目的200个测试程序。
全书内容广泛、涉猎全面,适合计算机及相关专业本科生、研究生、技术开发人员、教师以及技术爱好者参考和学习。
目录
前言
介绍:Hello, World Below
第1章 布尔逻辑
1.1 背景知识
1.1.1 布尔代数
1.1.2 门逻辑
1.1.3 实际硬件结构
1.1.4 硬件描述语言(HDL)
1.1.5 硬件仿真
1.2 规范详述
1.2.1 Nand门
1.2.2 基本逻辑门
1.2.3 多位基本门
1.2.4 多通道逻辑门
1.3 实现
1.4 观点
1.5 项目
第2章 布尔运算
2.1 背景知识
2.2 规范详述
2.2.1 加法器
2.2.2 算术逻辑单元(ALU)
2.3 实现
2.4 观点
2.5 项目
第3章 时序逻辑
3.1 背景知识
3.2 规范详述
3.2.1 D触发器
3.2.2 寄存器
3.2.3 存储
3.2.4 计数器
3.3 实现
3.4 观点
3.5 项目
第4章 机器语言
4.1 背景知识
4.1.1 机器
4.1.2 语言
4.1.3 命令
4.2 Hack机器语言规范详述
4.2.1 概述
4.2.2 A-指令
4.2.3 C-指令
4.2.4 符号
4.2.5 输入/输出处理
4.2.6 语法规约和文件格式
4.3 观点
4.4 项目
第5章 计算机体系结构
5.1 背景知识
5.1.1 存储程序概念
5.1.2 冯?诺依曼结构
5.1.3 内存
5.1.4 中央处理器
5.1.5 寄存器
5.1.6 输入和输出
5.2 Hack硬件平台规范详述
5.2.1 概述
5.2.2 中央处理器(CPU)
5.2.3 指令内存
5.2.4 数据内存
5.2.5 计算机
5.3 实现
5.3.1 中央处理器
5.3.2 内存
5.3.3 计算机
5.4 观点
5.5 项目
第6章 汇编编译器
第7章 虚拟机I:堆栈运算
第8章 虚拟机II:程序控制
第9章 高级语言
第10章 编译器I:语法分析
第11章 编译器II:代码生成
第12章 操作系统
第13章 后记:发掘更多乐趣
附录A: 硬件描述语言(HDL)
附录B: 测试脚本语言
索引
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