书籍摘要

《Structured Computer Organization》第六版由Andrew S. Tanenbaum和Todd Austin合著，是一本深入探讨计算机组织和设计的经典教材。本书以结构化计算机组织为核心理念，将计算机系统划分为多个层次，每个层次都负责执行特定的功能，从而帮助读者系统地理解和掌握计算机的复杂结构。

一、内容概述

本书共分为九章，涵盖了从数字逻辑基础到并行计算机架构的广泛内容。每一章都围绕一个特定的计算机系统层次展开，详细介绍了该层次的设计原则、技术细节以及与其他层次的关系。

第一章：引言

介绍了计算机的基本概念、计算机架构的发展历程以及多级计算机系统的演变。通过历史视角，展示了计算机从机械计算机到现代高性能计算设备的演变过程，并提出了结构化计算机组织的基本思想。

第二章：计算机系统组织

深入探讨了计算机系统的三个主要组成部分：处理器、存储器和输入/输出设备。详细介绍了这些组件的功能、设计原则以及它们之间的互连方式。

第三章：数字逻辑层

从最基本的数字逻辑门和布尔代数入手，逐步构建起复杂的数字电路。介绍了集成电路、组合逻辑电路、算术电路以及存储器的基本概念和设计方法。

第四章：微架构层

以一个具体的微架构为例，详细讲解了数据通路、微指令以及微指令控制等关键概念。通过Mic-1微架构的实例，展示了如何通过硬件实现指令的执行。

第五章：指令集架构层

深入讨论了指令集架构（ISA）的设计，包括指令格式、寻址模式、指令类型以及指令的执行流程。通过比较不同架构（如x86、ARM和AVR）的指令集，展示了架构设计的多样性和复杂性。

第六章：操作系统机器层

探讨了操作系统在计算机系统中的作用，包括虚拟内存管理、硬件虚拟化以及操作系统级的输入/输出指令。以Windows 7为例，详细介绍了虚拟内存的实现和管理。

第七章：汇编语言层

介绍了汇编语言的基本概念、汇编过程以及宏的使用。通过汇编语言示例，展示了如何将高级语言程序转换为机器语言程序。

第八章：并行计算机架构

讨论了并行计算机的基本概念、多核处理器、共享内存多处理器以及消息传递多计算机等不同类型的并行架构。通过NVIDIA Fermi GPU等实例，展示了并行计算的强大能力和应用前景。

第九章：参考文献

提供了本书引用的所有文献的详细信息，方便读者进一步研究和探索。

二、特色与亮点

1. 结构化视角

本书采用结构化的方法来组织内容，将计算机系统划分为多个层次，每个层次都有明确的功能和设计原则。这种层次化的结构不仅有助于读者逐步深入理解计算机系统，还能够清晰地展示不同层次之间的关系和交互。

2. 实例丰富

书中通过大量实际案例，如Intel Core i7、Texas Instrument OMAP4430和Atmel ATmega168等，展示了不同架构的设计特点和应用场景。这些实例不仅增强了内容的可读性，还帮助读者更好地理解理论与实践的结合。

3. 更新及时

第六版在保留前五版核心内容的基础上，对许多章节进行了更新和扩充，以反映计算机行业的新发展。例如，增加了对现代存储技术（如固态硬盘）和输入/输出设备（如Wiimote和Kinect）的介绍。

4. 教学资源丰富

本书提供了丰富的教学资源，包括课程网站上的汇编语言工具、图形化模拟器以及建议阅读材料等。这些资源不仅方便教师教学，也便于学生自主学习和实践。

三、适用对象

《Structured Computer Organization》第六版适合计算机科学、计算机工程以及相关专业的本科高年级学生和研究生。对于从事计算机系统设计、开发和研究的专业人员，本书也是一本非常有价值的参考书。无论是作为教材还是作为自学资料，本书都能够帮助读者深入理解计算机系统的各个方面，掌握计算机设计的基本原理和方法。

总之，《Structured Computer Organization》第六版以其系统化的结构、丰富的实例和及时的内容更新，成为了一本全面、深入且实用的计算机组织教材，值得每一位计算机领域的学习者和从业者阅读和参考。