現(xiàn)代計(jì)算機(jī)原理與工業(yè)應(yīng)用

目錄


第一部分計(jì)算機(jī)組成原理

第1章計(jì)算機(jī)基本知識(shí)

1.1計(jì)算機(jī)類型與技術(shù)指標(biāo)

1.1.1計(jì)算機(jī)基本類型

1.1.2計(jì)算機(jī)技術(shù)指標(biāo)

1.1.3計(jì)算機(jī)基準(zhǔn)測(cè)試

1.1.4系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)理論模型

1.3.1計(jì)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(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.4哈佛計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

1.3.5新型計(jì)算機(jī)研究

習(xí)題1

第2章數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理

2.1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)

2.1.1常用存儲(chǔ)器類型

2.1.2存儲(chǔ)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(chǔ)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(jì)技術(shù)

2.4.1閃存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǔ)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(hào)完整性分析

3.1.1信號(hào)完整性概念

3.1.2傳輸線基本特征

3.1.3信號(hào)的傳輸速度

3.1.4信號(hào)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(jì)算機(jī)中斷控制

3.3.2DMA數(shù)據(jù)傳輸

3.4數(shù)據(jù)糾錯(cuò)編碼

3.4.1差錯(cuò)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(jì)技術(shù)

4.1計(jì)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(jì)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(dòng)的實(shí)現(xiàn)

5.2.5Linux下圖形驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)

5.3GPU異構(gòu)并行計(jì)算技術(shù)

5.3.1GPU計(jì)算體系結(jié)構(gòu)

5.3.2GPU并行計(jì)算實(shí)現(xiàn)原理

5.3.3CUDA并行計(jì)算應(yīng)用

5.3.4OpenCL異構(gòu)并行計(jì)算應(yīng)用

習(xí)題5

第6章臺(tái)式計(jì)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(shí)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(jì)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(jì)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(chǔ)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(jì)算機(jī)集群

8.1計(jì)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(jì)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(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

8.3分布式系統(tǒng)計(jì)算技術(shù)

8.3.1分布式計(jì)算平臺(tái)Hadoop

8.3.2分布式數(shù)據(jù)處理MapReduce

8.3.3網(wǎng)格分布式計(jì)算BOINC

習(xí)題8

第二部分工業(yè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用

第9章工業(yè)計(jì)算機(jī)

9.1工業(yè)計(jì)算機(jī)概述

9.1.1工業(yè)計(jì)算機(jī)基本特征

9.1.2工業(yè)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范PICMG 1.3

9.1.3工業(yè)計(jì)算機(jī)夾層卡類型

9.1.4早期工業(yè)計(jì)算機(jī)PC104

9.2工業(yè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

10.1工業(yè)計(jì)算基本特征

10.1.1工業(yè)計(jì)算現(xiàn)狀和發(fā)展

10.1.2工業(yè)計(jì)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(jì)算機(jī)在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用

11.1軍用計(jì)算機(jī)概述

11.1.1軍用計(jì)算機(jī)類型

11.1.2軍用計(jì)算機(jī)技術(shù)體系

11.1.3加固計(jì)算機(jī)簡介

11.1.4車載加固計(jì)算機(jī)介紹

11.1.5航空計(jì)算機(jī)類型

11.2軍用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)

11.2.1電磁兼容性設(shè)計(jì)

11.2.2抗惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)

11.2.3系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)

11.2.4計(jì)算機(jī)容錯(cuò)設(shè)計(jì)

11.3軍用計(jì)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(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)性能比較

11.4軍用計(jì)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(jì)算機(jī)內(nèi)部總線性能比較

11.5設(shè)計(jì)及應(yīng)用案例

11.5.1航空雷達(dá)信號(hào)處理設(shè)計(jì)案例

11.5.2國產(chǎn)龍芯計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)案例

11.5.3高性能車載服務(wù)器設(shè)計(jì)案例

11.5.4云計(jì)算在艦艇信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

11.5.5云計(jì)算在車載指揮信息系統(tǒng)的應(yīng)用

習(xí)題11

參考文獻(xiàn)