现代计算机原理与工业应用

目录


第一部分计算机组成原理

第1章计算机基本知识

1.1计算机类型与技术指标

1.1.1计算机基本类型

1.1.2计算机技术指标

1.1.3计算机基准测试

1.1.4系统设计的思考

1.2数字信息编码

1.2.1二进制编码特征

1.2.2不同数制的转换

1.2.3二进制整数编码

1.2.4二进制小数编码

1.2.5二进制补码运算

1.3计算机理论模型

1.3.1计算机系统层次模型

1.3.2图灵机的结构与原理

1.3.3冯·诺依曼计算机结构

1.3.4哈佛计算机结构

1.3.5新型计算机研究

习题1

第2章数据存储原理

2.1数据存储技术

2.1.1常用存储器类型

2.1.2存储器层次结构

2.1.3数据的寻址方法

2.1.4地址的转换机制

2.2缓存结构与原理

2.2.1高速缓存工作原理

2.2.2高速缓存基本结构

2.2.3高速缓存替换策略

2.2.4缓存技术应用领域

2.3内存结构与原理

2.3.1内存数据存储原理

2.3.2内存数据读写原理

2.3.3内存条电路结构

2.3.4内存条技术参数

2.4闪存结构与设计技术

2.4.1闪存数据存储原理

2.4.2NOR闪存结构与性能

2.4.3NAND闪存结构与性能

2.4.4SSD结构与性能

2.4.5SD卡结构与性能

2.5硬盘结构与原理

2.5.1硬盘数据存储原理

2.5.2硬盘基本物理结构

2.5.3硬盘数据读写原理

2.5.4硬盘常用接口类型

习题2

第3章数据传输原理

3.1信号完整性分析

3.1.1信号完整性概念

3.1.2传输线基本特征

3.1.3信号的传输速度

3.1.4信号反射和串扰

3.2并行与串行传输

3.2.1传输基本概念

3.2.2数据并行传输

3.2.3数据串行传输

3.2.4差分传输技术

3.3数据传输控制

3.3.1计算机中断控制

3.3.2DMA数据传输

3.4数据纠错编码

3.4.1差错控制概念

3.4.2奇偶校验编码

3.4.3CRC编码

3.4.4海明校验编码

3.4.5信道编码技术

习题3

第4章CPU组成与设计技术

4.1计算机指令系统

4.1.1指令基本概念

4.1.2CISC指令系统

4.1.3RISC指令系统

4.2CPU组成

4.2.1CPU基本组成

4.2.2CPU制程工艺

4.2.3CPU技术参数

4.2.4CPU设计技术

4.3CPU流水线结构

4.3.1CPU结构

4.3.2取指单元

4.3.3译码单元

4.3.4控制单元

4.3.5执行单元

4.3.6退出单元

4.4国内外主流CPU

4.4.1x86系列CPU

4.4.2ARM系列CPU

4.4.3PowerPC系列CPU

4.4.4国产化CPU

习题4

第5章GPU原理与应用开发

5.1GPU图形显示体系结构

5.1.1GPU发展过程

5.1.2GPU硬件结构

5.2基于GPU图形显示技术

5.2.1GPU加速渲染管线技术

5.2.2GPU图形抗锯齿技术

5.2.3GPU缓冲区管理

5.2.4VxWorks下图形驱动的实现

5.2.5Linux下图形驱动的实现

5.3GPU异构并行计算技术

5.3.1GPU计算体系结构

5.3.2GPU并行计算实现原理

5.3.3CUDA并行计算应用

5.3.4OpenCL异构并行计算应用

习题5

第6章台式计算机

6.1主板主要技术规格

6.1.1主板主要组成部件

6.1.2ATX主板技术规格

6.1.3miniITX主板规格

6.1.4主板部件与芯片组

6.2主板电路结构分析

6.2.1主板供电电路

6.2.2主板时钟电路

6.2.3主板开机电路

6.2.4主板保护元件

6.2.5BIOS工作原理

6.2.6系统引导过程

6.3计算机总线与接口

6.3.1系统总线技术性能

6.3.2PCI总线技术性能

6.3.3PCIE总线技术性能

6.3.4USB总线技术性能

6.3.5常用接口技术性能

习题6

第7章服务器

7.1服务器基本类型

7.1.1机箱式服务器

7.1.2机架式服务器

7.1.3刀片式服务器

7.2服务器基本结构

7.2.1大型计算机结构

7.2.2PC服务器结构

7.2.3服务器主板规格SSI

7.2.4服务器常用技术

7.3服务器存储技术

7.3.1磁盘接口技术SAS

7.3.2RAID

7.4服务器外设技术

7.4.1服务器管理接口IPMI

7.4.2KVM控制技术

7.4.3机柜技术规格

习题7

第8章计算机集群

8.1计算机集群概述

8.1.1集群系统技术特征

8.1.2集群系统典型结构

8.1.3集群系统硬件设备

8.1.4集群系统管理软件介绍

8.2计算机集群系统结构

8.2.1高性能集群系统

8.2.2高可用集群系统

8.2.3负载均衡集群系统

8.2.4集群系统存储网络

8.3分布式系统计算技术

8.3.1分布式计算平台Hadoop

8.3.2分布式数据处理MapReduce

8.3.3网格分布式计算BOINC

习题8

第二部分工业计算机应用

第9章工业计算机

9.1工业计算机概述

9.1.1工业计算机基本特征

9.1.2工业计算机设计规范PICMG 1.3

9.1.3工业计算机夹层卡类型

9.1.4早期工业计算机PC104

9.2工业计算关键技术

9.2.1嵌入式处理器

9.2.2嵌入式操作系统

9.2.3工业控制网络

9.3CPCI工业计算机

9.3.1CPCI技术特征

9.3.2CPCI适配板

9.3.3CPCI背板

9.3.4CPCI连接器

9.3.5CPCIE总线

9.4VPX工业计算机

9.4.1VPX总线技术特征

9.4.2VPX总线技术规范

9.4.3VPX总线交换结构

9.5ATCA工业计算机

9.5.1ATCA结构主要特性

9.5.2ATCA载板技术规范

9.5.3ATCA接口和连接器

9.5.4ATCA系统数据传输

9.5.5ATCA供电技术

9.5.6MicroTCA系统结构

习题9

第10章计算机在工业领域的应用

10.1工业计算基本特征

10.1.1工业计算现状和发展

10.1.2工业计算的技术特征

10.2工业物联网应用

10.2.1工业物联网关键技术

10.2.2构建工业物联网架构

10.2.3工业物联网应用案例

10.3智能工厂案例

10.3.1智能工厂概述

10.3.2智能工厂的进化

10.3.3老旧设备的数据提取

10.3.4案例： 打造智能工厂

10.4工业云技术

10.4.1公有云与私有云

10.4.2工业云的技术困难

10.4.3工业云的关键技术

10.4.4工业数据中心构建

习题10

第11章计算机在军事领域的应用

11.1军用计算机概述

11.1.1军用计算机类型

11.1.2军用计算机技术体系

11.1.3加固计算机简介

11.1.4车载加固计算机介绍

11.1.5航空计算机类型

11.2军用计算机设计技术

11.2.1电磁兼容性设计

11.2.2抗恶劣环境设计

11.2.3系统可靠性设计

11.2.4计算机容错设计

11.3军用计算机通信网络

11.3.1MILSTD1553B总线

11.3.2ARINC429总线

11.3.3AFDX网络

11.3.4FC网络

11.3.5常用航空计算机网络性能比较

11.4军用计算机内部总线

11.4.1PCIE总线

11.4.2以太网网络

11.4.3RapidIO高速总线介绍

11.4.4计算机内部总线性能比较

11.5设计及应用案例

11.5.1航空雷达信号处理设计案例

11.5.2国产龙芯计算机设计案例

11.5.3高性能车载服务器设计案例

11.5.4云计算在舰艇信息系统中的应用

11.5.5云计算在车载指挥信息系统的应用

习题11

参考文献