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現(xiàn)代計算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用

現(xiàn)代計算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用

作者：夏顯忠
出版社：清華大學(xué)出版社出版時間：2020-07-22
開本： 16 頁數(shù)： 388
中 圖 價:¥50.2(8.5折) 定價  ¥59.0 登錄后可看到會員價
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現(xiàn)代計算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用 版權(quán)信息

現(xiàn)代計算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用 本書特色

（1）討論設(shè)計技術(shù)。教材在力求保持學(xué)科廣度的同時，兼顧到學(xué)科深度，并對所涉及的主題給出具體的應(yīng)用。 （2）解決工程問題。教材以工業(yè)計算機(jī)在工程實(shí)際中的應(yīng)用為案例，討論和分析計算機(jī)工業(yè)控制和應(yīng)用等問題。 （3）講解通俗易懂。作者從學(xué)生的角度出發(fā)，按照學(xué)生理解問題的思路和方式來寫作，力求教材內(nèi)容通俗易懂，圖文并茂。

現(xiàn)代計算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用 內(nèi)容簡介

討論了圖靈機(jī)結(jié)構(gòu)、馮諾依曼結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)存儲的局部性原理、CPU流水線結(jié)構(gòu)、GPU并行計算、分布式計算問題等；在新技術(shù)方面，討論了計算機(jī)集群結(jié)構(gòu)、Hadoop分布式計算平臺、ARM、PowerPC嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、云計算等內(nèi)容；在實(shí)用技術(shù)方面，討論了國產(chǎn)化自主可控計算機(jī)硬件和國產(chǎn)化操作系統(tǒng)等應(yīng)用。教材在力求保持學(xué)科廣度的同時，兼顧到學(xué)科深度，并對所涉及的主題給出具體的應(yīng)用。

現(xiàn)代計算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用 目錄

目錄



**部分計算機(jī)組成原理


第1章計算機(jī)基本知識


1.1計算機(jī)類型與技術(shù)指標(biāo)


1.1.1計算機(jī)基本類型


1.1.2計算機(jī)技術(shù)指標(biāo)


1.1.3計算機(jī)基準(zhǔn)測試


1.1.4系統(tǒng)設(shè)計的思考


1.2數(shù)字信息編碼


1.2.1二進(jìn)制編碼特征


1.2.2不同數(shù)制的轉(zhuǎn)換


1.2.3二進(jìn)制整數(shù)編碼


1.2.4二進(jìn)制小數(shù)編碼


1.2.5二進(jìn)制補(bǔ)碼運(yùn)算


1.3計算機(jī)理論模型


1.3.1計算機(jī)系統(tǒng)層次模型


1.3.2圖靈機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理


1.3.3馮·諾依曼計算機(jī)結(jié)構(gòu)


1.3.4哈佛計算機(jī)結(jié)構(gòu)


1.3.5新型計算機(jī)研究


習(xí)題1


第2章數(shù)據(jù)存儲原理


2.1數(shù)據(jù)存儲技術(shù)


2.1.1常用存儲器類型


2.1.2存儲器層次結(jié)構(gòu)


2.1.3數(shù)據(jù)的尋址方法


2.1.4地址的轉(zhuǎn)換機(jī)制


2.2緩存結(jié)構(gòu)與原理


2.2.1高速緩存工作原理


2.2.2高速緩存基本結(jié)構(gòu)


2.2.3高速緩存替換策略


2.2.4緩存技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域


2.3內(nèi)存結(jié)構(gòu)與原理


2.3.1內(nèi)存數(shù)據(jù)存儲原理


2.3.2內(nèi)存數(shù)據(jù)讀寫原理


2.3.3內(nèi)存條電路結(jié)構(gòu)


2.3.4內(nèi)存條技術(shù)參數(shù)


2.4閃存結(jié)構(gòu)與設(shè)計技術(shù)


2.4.1閃存數(shù)據(jù)存儲原理


2.4.2NOR閃存結(jié)構(gòu)與性能


2.4.3NAND閃存結(jié)構(gòu)與性能


2.4.4SSD結(jié)構(gòu)與性能


2.4.5SD卡結(jié)構(gòu)與性能


2.5硬盤結(jié)構(gòu)與原理


2.5.1硬盤數(shù)據(jù)存儲原理


2.5.2硬盤基本物理結(jié)構(gòu)


2.5.3硬盤數(shù)據(jù)讀寫原理


2.5.4硬盤常用接口類型


習(xí)題2


第3章數(shù)據(jù)傳輸原理


3.1信號完整性分析


3.1.1信號完整性概念


3.1.2傳輸線基本特征


3.1.3信號的傳輸速度


3.1.4信號反射和串?dāng)_


3.2并行與串行傳輸


3.2.1傳輸基本概念


3.2.2數(shù)據(jù)并行傳輸


3.2.3數(shù)據(jù)串行傳輸


3.2.4差分傳輸技術(shù)


3.3數(shù)據(jù)傳輸控制


3.3.1計算機(jī)中斷控制


3.3.2DMA數(shù)據(jù)傳輸


3.4數(shù)據(jù)糾錯編碼


3.4.1差錯控制概念


3.4.2奇偶校驗(yàn)編碼


3.4.3CRC編碼


3.4.4海明校驗(yàn)編碼


3.4.5信道編碼技術(shù)


習(xí)題3


第4章CPU組成與設(shè)計技術(shù)


4.1計算機(jī)指令系統(tǒng)


4.1.1指令基本概念


4.1.2CISC指令系統(tǒng)


4.1.3RISC指令系統(tǒng)


4.2CPU組成


4.2.1CPU基本組成


4.2.2CPU制程工藝


4.2.3CPU技術(shù)參數(shù)


4.2.4CPU設(shè)計技術(shù)


4.3CPU流水線結(jié)構(gòu)


4.3.1CPU結(jié)構(gòu)


4.3.2取指單元


4.3.3譯碼單元


4.3.4控制單元


4.3.5執(zhí)行單元


4.3.6退出單元


4.4國內(nèi)外主流CPU


4.4.1x86系列CPU


4.4.2ARM系列CPU


4.4.3PowerPC系列CPU


4.4.4國產(chǎn)化CPU


習(xí)題4


第5章GPU原理與應(yīng)用開發(fā)


5.1GPU圖形顯示體系結(jié)構(gòu)


5.1.1GPU發(fā)展過程


5.1.2GPU硬件結(jié)構(gòu)


5.2基于GPU圖形顯示技術(shù)


5.2.1GPU加速渲染管線技術(shù)


5.2.2GPU圖形抗鋸齒技術(shù)


5.2.3GPU緩沖區(qū)管理


5.2.4VxWorks下圖形驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)


5.2.5Linux下圖形驅(qū)動的實(shí)現(xiàn)


5.3GPU異構(gòu)并行計算技術(shù)


5.3.1GPU計算體系結(jié)構(gòu)


5.3.2GPU并行計算實(shí)現(xiàn)原理


5.3.3CUDA并行計算應(yīng)用


5.3.4OpenCL異構(gòu)并行計算應(yīng)用


習(xí)題5


第6章臺式計算機(jī)


6.1主板主要技術(shù)規(guī)格


6.1.1主板主要組成部件


6.1.2ATX主板技術(shù)規(guī)格


6.1.3miniITX主板規(guī)格


6.1.4主板部件與芯片組


6.2主板電路結(jié)構(gòu)分析


6.2.1主板供電電路


6.2.2主板時鐘電路


6.2.3主板開機(jī)電路


6.2.4主板保護(hù)元件


6.2.5BIOS工作原理


6.2.6系統(tǒng)引導(dǎo)過程


6.3計算機(jī)總線與接口


6.3.1系統(tǒng)總線技術(shù)性能


6.3.2PCI總線技術(shù)性能


6.3.3PCIE總線技術(shù)性能


6.3.4USB總線技術(shù)性能


6.3.5常用接口技術(shù)性能


習(xí)題6


第7章服務(wù)器


7.1服務(wù)器基本類型


7.1.1機(jī)箱式服務(wù)器


7.1.2機(jī)架式服務(wù)器


7.1.3刀片式服務(wù)器


7.2服務(wù)器基本結(jié)構(gòu)


7.2.1大型計算機(jī)結(jié)構(gòu)


7.2.2PC服務(wù)器結(jié)構(gòu)


7.2.3服務(wù)器主板規(guī)格SSI


7.2.4服務(wù)器常用技術(shù)


7.3服務(wù)器存儲技術(shù)


7.3.1磁盤接口技術(shù)SAS


7.3.2RAID


7.4服務(wù)器外設(shè)技術(shù)


7.4.1服務(wù)器管理接口IPMI


7.4.2KVM控制技術(shù)


7.4.3機(jī)柜技術(shù)規(guī)格


習(xí)題7


第8章計算機(jī)集群


8.1計算機(jī)集群概述


8.1.1集群系統(tǒng)技術(shù)特征


8.1.2集群系統(tǒng)典型結(jié)構(gòu)


8.1.3集群系統(tǒng)硬件設(shè)備


8.1.4集群系統(tǒng)管理軟件介紹


8.2計算機(jī)集群系統(tǒng)結(jié)構(gòu)


8.2.1高性能集群系統(tǒng)


8.2.2高可用集群系統(tǒng)


8.2.3負(fù)載均衡集群系統(tǒng)


8.2.4集群系統(tǒng)存儲網(wǎng)絡(luò)


8.3分布式系統(tǒng)計算技術(shù)


8.3.1分布式計算平臺Hadoop


8.3.2分布式數(shù)據(jù)處理MapReduce


8.3.3網(wǎng)格分布式計算BOINC


習(xí)題8


第二部分工業(yè)計算機(jī)應(yīng)用


第9章工業(yè)計算機(jī)


9.1工業(yè)計算機(jī)概述


9.1.1工業(yè)計算機(jī)基本特征


9.1.2工業(yè)計算機(jī)設(shè)計規(guī)范PICMG 1.3


9.1.3工業(yè)計算機(jī)夾層卡類型


9.1.4早期工業(yè)計算機(jī)PC104


9.2工業(yè)計算關(guān)鍵技術(shù)


9.2.1嵌入式處理器


9.2.2嵌入式操作系統(tǒng)


9.2.3工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)


9.3CPCI工業(yè)計算機(jī)


9.3.1CPCI技術(shù)特征


9.3.2CPCI適配板


9.3.3CPCI背板


9.3.4CPCI連接器


9.3.5CPCIE總線


9.4VPX工業(yè)計算機(jī)


9.4.1VPX總線技術(shù)特征


9.4.2VPX總線技術(shù)規(guī)范


9.4.3VPX總線交換結(jié)構(gòu)


9.5ATCA工業(yè)計算機(jī)


9.5.1ATCA結(jié)構(gòu)主要特性


9.5.2ATCA載板技術(shù)規(guī)范


9.5.3ATCA接口和連接器


9.5.4ATCA系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸


9.5.5ATCA供電技術(shù)


9.5.6MicroTCA系統(tǒng)結(jié)構(gòu)


習(xí)題9


第10章計算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用


10.1工業(yè)計算基本特征


10.1.1工業(yè)計算現(xiàn)狀和發(fā)展


10.1.2工業(yè)計算的技術(shù)特征


10.2工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用


10.2.1工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)


10.2.2構(gòu)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)


10.2.3工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例


10.3智能工廠案例


10.3.1智能工廠概述


10.3.2智能工廠的進(jìn)化


10.3.3老舊設(shè)備的數(shù)據(jù)提取


10.3.4案例： 打造智能工廠


10.4工業(yè)云技術(shù)


10.4.1公有云與私有云


10.4.2工業(yè)云的技術(shù)困難


10.4.3工業(yè)云的關(guān)鍵技術(shù)


10.4.4工業(yè)數(shù)據(jù)中心構(gòu)建


習(xí)題10


第11章計算機(jī)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用


11.1軍用計算機(jī)概述


11.1.1軍用計算機(jī)類型


11.1.2軍用計算機(jī)技術(shù)體系


11.1.3加固計算機(jī)簡介


11.1.4車載加固計算機(jī)介紹


11.1.5航空計算機(jī)類型


11.2軍用計算機(jī)設(shè)計技術(shù)


11.2.1電磁兼容性設(shè)計


11.2.2抗惡劣環(huán)境設(shè)計


11.2.3系統(tǒng)可靠性設(shè)計


11.2.4計算機(jī)容錯設(shè)計


11.3軍用計算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)


11.3.1MILSTD1553B總線


11.3.2ARINC429總線


11.3.3AFDX網(wǎng)絡(luò)


11.3.4FC網(wǎng)絡(luò)


11.3.5常用航空計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能比較


11.4軍用計算機(jī)內(nèi)部總線


11.4.1PCIE總線


11.4.2以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)


11.4.3RapidIO高速總線介紹


11.4.4計算機(jī)內(nèi)部總線性能比較


11.5設(shè)計及應(yīng)用案例


11.5.1航空雷達(dá)信號處理設(shè)計案例


11.5.2國產(chǎn)龍芯計算機(jī)設(shè)計案例


11.5.3高性能車載服務(wù)器設(shè)計案例


11.5.4云計算在艦艇信息系統(tǒng)中的應(yīng)用


11.5.5云計算在車載指揮信息系統(tǒng)的應(yīng)用


習(xí)題11


參考文獻(xiàn)


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現(xiàn)代計算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用 作者簡介

計算機(jī)工學(xué)博士，研究員級高級工程師，全國“五一”勞動獎?wù)芦@得者，長沙市優(yōu)秀科技專家，長沙高新區(qū)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才，總裝型譜“軍用TFT液晶顯示器系列”科研項(xiàng)目首席專家，載人航天與探月工程重大專項(xiàng)載人航天工程后續(xù)任務(wù)實(shí)施方案編制專家組成員，湖南大學(xué)碩士生導(dǎo)師。曾主持承擔(dān)了由原總裝備部、原總參通信部、原海裝電子部下達(dá)的“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”的多項(xiàng)科技攻關(guān)項(xiàng)目，其項(xiàng)目涉及軍用計算機(jī)主機(jī)、軍用顯示設(shè)備及軍用以太網(wǎng)互聯(lián)設(shè)備等，其產(chǎn)品均通過部級設(shè)計定型鑒定，技術(shù)均達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，填補(bǔ)了多項(xiàng)國內(nèi)空白。2006年，夏顯忠主持承擔(dān)的載人航天用液晶顯示器國產(chǎn)化項(xiàng)目，取得了國產(chǎn)液晶顯示設(shè)備在真空熱環(huán)境工作、超低功耗、高可靠性指標(biāo)、高安全性等技術(shù)方向上的突破，專家的評價為“在載人航天用液晶顯示器國產(chǎn)化項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破，在該領(lǐng)域邁出了一大步”。2009年主持“數(shù)字化飛機(jī)平顯和頭盔像源的研制工作，目前已列裝我國幾個型號飛機(jī)。2012年2月與國防科大專家成立項(xiàng)目組共同研制中低速磁懸浮列車懸浮控制計算機(jī)，為磁懸浮列車的順利開通作出了較大的貢獻(xiàn)。

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