彙编语言与计算机体系结构：使用C++和Java

彙编语言与计算机体系结构：使用C++和Java，2006年出版，作者是吕宏辉。

彙编语言和计算机体系结构都是难学的课程。传统的彙编语言是如此複杂和特别，以至于即使学习基本概念都可能是一项困难任务。计算机体系结构也有同样的问题，而且更严重。学习彙编语言，我们要研究一个複杂系统；而学习计算机体系结构，则要研究许多複杂系统。那幺怎样才能最有效地学习彙编语言和计算机体系结构呢？本书採用的方法是使用一个简单的计算机模型H1。H1非常容易学习，学生可以迅速用H1完成大量任务。另外，学生可以着重学习重要的系统概念，而不是无关紧要的细节。

基本介绍

书名：彙编语言与计算机体系结构：使用C++和Java
作者：吕宏辉
ISBN：9787302120032
定价：79
出版时间：2006.01.01

图书目录

第1章数制1

1.1简介1

1.2按位记数制1

1.3各数制的算术规则4

1.4数制转换6

1.5Horner法9

1.6有符号二进制数10

1.6.1符号—绝对值表示法10

1.6.22的补码錶示法11

1.6.31的补码錶示法13

1.6.4加n表示法14

1.7用2的补码加法计算减法14

1.82的补码和无符号数的範围15

1.9扩展2的补码和无符号数16

1.10溢出17

1.10.1有符号数溢出17

1.10.2无符号数溢出18

1.11分析2的补码数20

1.12加法器电路21

1.13门23

1.14用加法器执行减法24

1.15比较有符号数26

1.16比较无符号数27

1.17正数、负数和无符号数的一致对待27

1.18浮点数表示法28

1.18.1科学记数法28

1.18.232位IEEE754浮点数格式29

1.18.3下溢、溢出和特殊值30

1.18.4某些Java程式中的计算误差30

1.18.5长格式35

1.19小结35

1.20问题36

第2章机器语言40

2.1简介40

2.2计算机的组件40

2.3机器语言编程44

2.4在sim上运行机器语言程式48

2.5问题52

第3章H1彙编语言：第1部分54

3.1简介54

3.2彙编语言基础55

3.3注释彙编语言程式58

3.4使用标号58

3.5使用彙编器61

3.6低级语言与高级语言65

3.7彙编器工作原理66

3.8使用dup修饰符67

3.9运算元栏位中的算术表达式68

3.10指定当前位置70

3.11字元串71

3.12org伪指令74

3.13end伪指令75

3.14指令的顺序执行76

3.15问题78

第4章H1彙编语言：第2部分81

4.1简介81

4.2描述指令的简写形式81

4.3直接指令82

4.4堆叠指令83

4.5立即指令85

4.6I/O指令90

4.7转移指令96

4.8间接指令98

4.9相对指令102

4.10变址103

4.11连线指令105

4.12终止指令109

4.13高级语言中指令的自动生成109

4.14调试110

4.15使用存储映像式I/O115

4.16equ伪指令117

4.17Java程式的潜在问题：大小端118

4.18问题121

第5章电子学和数字逻辑电路基础125

5.1简介125

5.2电子学基础125

5.2.1导体和绝缘体125

5.2.2一个简单电路126

5.2.3有效电压127

5.2.4电源127

5.2.5如何避免触电128

5.2.6电晶体129

5.2.7电容、电感和阻抗131

5.3组合逻辑电路133

5.3.1门133

5.3.2布尔函式134

5.3.3最小电路135

5.3.4使用布尔代数使电路最小化136

5.3.5摩根定律的图示法137

5.3.6使用卡诺图使电路最小化138

5.3.7多路复用器141

5.3.8解码器和编码器142

5.3.9半加器和全加器143

5.3.10一位移位器144

5.3.11乘法器阵列145

5.3.12算术逻辑单元148

5.3.13三态缓冲器149

5.3.14ROM151

5.4时序逻辑电路153

5.4.1SR触发器153

5.4.2时钟控制D触发器155

5.4.3时钟控制JK触发器157

5.4.4边沿检测157

5.4.5T触发器159

5.4.6RAM159

5.4.7二进制计数器160

5.4.8暂存器161

5.4.9时钟和序列发生器163

5.5积体电路164

5.6问题165

第6章H1和V1的微级168

6.1简介168

6.2H1的微级168

6.2.1H1的组织概述168

6.2.2微指令170

6.2.3存储器数据汇流排171

6.2.4存储器地址汇流排172

6.2.5暂存器库172

6.2.6指定微操作175

6.2.7驱动暂存器库的控制输入端175

6.2.8整合H1各部分176

6.2.9分支多路复用器178

6.2.10定时问题180

6.2.11微指令格式181

6.2.12序列发生器驱动的控制输入端181

6.2.13基本指令集的微代码182

6.2.14硬体/微代码权衡187

6.3在sim上使用新的微代码189

6.3.1如何使用!伪指令189

6.3.2创建配置档案189

6.3.3创建二进制微代码191

6.3.4用新指令集彙编192

6.3.5在微级上跟蹤193

6.3.6加密微代码198

6.3.7编写并最佳化複杂的微代码198

6.4解释机器语言指令200

6.5硬接线控制201

6.6垂直微编程202

6.6.1使用V1202

6.6.2构成更短的微指令203

6.6.3彙编垂直微代码205

6.7问题210

第7章评估H1的指令集体系结构：第1部分214

7.1简介214

7.2哑编译器214

7.3全局变数218

7.4局部变数221

7.5变化的相对地址229

7.6参数和传值调用230

7.7返回值235

7.8需要相对指令的原因236

7.9确定动态局部变数和参数的地址238

7.10间接引用指针241

7.11问题243

第8章评估H1的指令集体系结构：第2部分249

8.1简介249

8.2引用调用249

8.2.1引用调用的实现249

8.2.2C++引用参数的概念视图256

8.2.3不间接引用C++引用参数的情况257

8.2.4传值调用与引用调用的比较258

8.2.5常数和表达式作为变元259

8.3函式重载和重命名263

8.4结构267

8.5Java中的指针271

8.6函式指针272

8.7数组274

8.7.1定义并访问数组274

8.7.2数组作为变元278

8.7.3Java中的数组282

8.8控制语句283

8.9有符号数和无符号数比较285

8.10多字加法285

8.11位级操作286

8.12递归287

8.13问题293

第9章高级彙编语言编程301

9.1简介301

9.2指向指针的指针301

9.3引用调用及其他地方存在的潜在错误307

9.4关係和布尔表达式310

9.5字元串313

9.6值结果调用315

9.7变长变元列表321

9.8问题326

第10章连线和载入329

10.1简介329

10.2浮动栏位330

10.3显示标题和机器代码正文的程式334

10.4小s项336

10.5禁止重定位337

10.6分别彙编338

10.7乘法子例程348

10.8使用库350

10.9分别彙编的优点357

10.10启动代码357

10.11C++模组的分别编译367

10.12问题371

第11章用C++或Java实现彙编器和连线器376

11.1简介376

11.2编写彙编器376

11.2.1一个简单彙编器的规範377

11.2.2操作码錶378

11.2.3符号表380

11.2.4使用二进制档案382

11.2.5读取输入文本档案并创建标题385

11.2.6彙编机器字387

11.2.7将机器正文写入输出档案388

11.2.8分析输入388

11.2.9Java程式的大小端问题388

11.2.10添加对public、extern和end伪指令的支持389

11.3编写连线器390

11.3.1一个简单连线器的规範390

11.3.2构建P、E、R和S表391

11.3.3重定位地址并解析外部引用393

11.3.4添加库支持395

11.4问题396

第12章最优指令集397

12.1简介397

12.2新增和改进的指令398

12.2.1mult、m、div和rem399

12.2.2addc和subc400

12.2.3scmp401

12.2.4ucmp402

12.2.5shll和shrl403

12.2.6shra404

12.2.7addy405

12.2.8or、xor、and和flip407

12.2.9cali409

12.2.10sect和dect409

12.2.11sodd410

12.2.12esba、reba、bpbp、pobp和pbp411

12.2.13cora416

12.2.14bcpy417

12.3鍊表——使用最优指令集

示例418

12.4关于最优指令集的进展报告424

12.4.1主存储器的数量不足424

12.4.2存储器存储字元串的效率不高424

12.4.3缺少加和减的立即指令425

12.4.4缺少变址暂存器425

12.4.5累加器型暂存器太少425

12.4.6swap指令破坏sp暂存器425

12.4.7缺少乘法和除法指令426

12.4.8sp暂存器作为栈顶指针和基址暂存器的双重用途426

12.4.9难以获得堆叠上变数的地址426

12.4.10缺少块複製指令426

12.4.11难以调用地址已知的函式426

12.4.12aloc和dloc指令的局限性426

12.4.13难以执行有符号数和无符号数比较426

12.4.14难以执行多字加法426

12.4.15不支持位级操作427

12.5问题427

第13章使用、评估并实现最优指令集和堆叠指令集430

13.1简介430

13.2H1上的乘法430

13.3二维数组437

13.4彙编语言中的面向对象编程441

13.4.1C++的结构、类和对象441

13.4.2继承452

13.4.3通过指针调用成员函式457

13.4.4虚函式和多态性464

13.5名调用472

13.6面向堆叠的体系结构479

13.6.1体系结构与组织479

13.6.2以栈顶代替ac暂存器480

13.6.34位操作码的可用性484

13.6.4特殊的堆叠操作485

13.6.5更简单的编译486

13.6.6返回值487

13.6.7使用堆叠指令集示例489

13.6.8比较最优指令集和堆叠指令集491

13.6.9关于JVM的几点观察492

13.7编写最优和堆叠指令集的微代码493

13.8微编程的挑战496

13.9问题497

第14章存储系统503

14.1简介503

14.2地址的传送503

14.3多程式系统505

14.4直接存储器存取505

14.5分时系统506

14.6重定位暂存器506

14.7虚拟存储器508

14.7.1简单分页系统509

14.7.2关联存储器512

14.7.3中断514

14.7.4请求式分页516

14.7.5请求式分页的页面替换策略518

14.7.6页面大小的考虑519

14.7.7超级用户/用户模式520

14.7.8存储器保护521

14.7.9分页的分段521

14.8高速缓冲存储器522

14.8.1快取的替换策略523

14.8.2写策略523

14.8.3存储器到快取的映射方案524

14.9可共享的程式526

14.10问题527

第15章某些现代体系结构530

15.1简介530

15.2CISC与RISC530

15.3SPARC：RISC体系结构532

15.3.1重叠的暂存器视窗532

15.3.2保存和恢复指令536

15.3.3载入和存储指令538

15.3.4转移、call和jmpl指令543

15.3.5指令流水线546

15.3.6连线指令552

15.3.7定址方式553

15.3.8一个简单的彙编语言程式555

15.3.9合成指令557

15.3.10编译器生成的代码559

15.3.11存储映像式I/O565

15.4Pentium：CISC体系结构566

15.4.1暂存器结构566

15.4.2彙编语言567

15.4.3编译器生成的代码568

15.4.4I/O指令570

15.5问题571

第16章Java虚拟机（JVM）576

16.1简介576

16.2JVM的结构577

16.3某些使用运算元堆叠的普通操作578

16.4方法的调用和返回579

16.5执行引擎的实现581

16.6明智之举：JVM使用堆叠体系结构582

16.7一个简单的例子582

16.8常数池584

16.9类档案格式585

16.10位元组码的空间效率589

16.11控制语句590

16.12反彙编类档案591

16.13对象和数组593

16.14JVM：抽象机器595

16.15问题595

附录A指令集汇总（s.txt、b.txt、o.txt、k.txt）598

附录B微指令级汇总（mic.txt）606

附录C标準指令集的微代码（s.has）609

附录DSPARC汇总（sparc.txt）614

附录Ejava虚拟机位元组码汇总（jvm.txt）620

附录FASCII汇总（ascii.txt）625

附录G数制汇总（number.txt）627

附录H了解C++对Java程式设计师的

帮助628

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