مبانی معماری کامپیوتر اثر موریس مانو ترجمه قدرت سپیدنام ناشر دانش بنیاد

فهرست مطالب

فصل 1          سیستم‌های دیجیتال و اطلاعات   3
1-1    نمایش اطلاعات   4
    کامپیوتر دیجیتال   6
    ورای کامپیوتر   7
    توضیحی بیشتر درباره کامپیوتر همگانی   10
1-2    لایه‌های تجرید در طراحی سیستم‌های کامپیوتری   12
    مروری بر فرآیند طراحی دیجیتال   14
1-3    سیستم‌های اعداد   15
    اعداد دودویی   17
    اعداد هشت هشتی و شانزدهی   18
    محدوده اعداد   20
1-4    اعمال حسابی   20
    تبدیل از دهدهی به مبناهای دیگر   23
1-5    کدهای دهدهی   25
1-6    کدهای الفبا عددی   26
    کد کاراکتر اسکی (ASCII)   26
    بیت توازن   29
1-7    کدهای گری   30
1-8    خلاصه فصل   32
    مراجع   33
    مسائل   33
فصل 2          مدارهای منطقی ترکیبی   37
2-1    منطق دودویی و گیت‌ها   38
    منطق دودویی   38
    گیت‌های منطقی   40
    نمایش HDL گیت‌ها   44
2-2    جبر بول   45
    خصوصیات اصلی جبر بول   49
    دستکاری جبری   51
    متمم یک تابع   54
2-3    فرم‌های استاندارد   55
    مینتریم‌ها و ماکسترم‌ها   56
    جمع حاصلضرب‌ها   59
    ضرب حاصل ‌جمع‌ها   60
2-4    بهینه‌سازی مدار دو سطحی   61
    معیار هزینه   61
    ساختارهای نقشه   63
    نقشه‌های دو متغیره   65
    نقشه‌های سه متغیره   67
2-5    دستکاری نقشه   71
    نخستین انتخاب‌های اصلی   71
    نخستین انتخاب‌های غیراصلی   73
    بهینه‌سازی ضرب حاصل‌جمع‌ها   74
    حالات بی‌اهمیت   75
2-6    عملگرهای OR ـ انحصاری و گیت‌ها   78
    تابع فرد   78
2-7    تأخیر انتشار گیت   79
2-8    مروری بر HDL   82
    سنتز منطقی   84
2-9    نمایش‌های HDL ـ VHDL   86
2-10    نمایش Verilog-HDL   94
2-11    خلاصه فصل   101
    مراجع   102
    مسائل   102
فصل 3          طراحي مدارهای منطقی ترکیبی   113
3-1    آغاز طراحی سلسله‌مراتبی   114
3-2    نگاشت تکنولوژی   118
3-3    بلوک‌های عملیاتی ترکیبی   122
3-4    توابع منطقی اولیه   122
    ثسبیت، انتقال و وارونگری   123
    توابع چندبیتی   123
    فعال‌سازی   126
3-5    دیکد کردن   128
    دیکدر و ترکیب‌های فعال‌سازی   132
    مدارهای ترکیبی مبتنی بر دیکدر   135
3-6    انکدر کردن   137
    انکدر اولویت‌دار   138
    توسعه انکدر   139
3-7    گزینش   140
    مولتی پلکسرها   140
    مدارهای ترکیبی مبتنی بر مولتی پلکسر   150
3-8    مدارهای ترکیبی تکراری   155
3-9    جمع‌کننده‌های دودویی   157
    نیم جمع‌کننده   157
    جمع‌کننده کامل   158
    جمع‌کننده نقلی موج‌گونه دودویی   159
3-10    تفریق دودویی   161
    متمم‌ها   162
    تفریق به کمک متمم 2   164
3-11    جمع‌کننده ـ تفریق‌گر دودویی   165
    اعداد دودویی علامت‌دار   166
    جمع و تفریق دودویی علامت‌دار   168
    سرریز   170
    ضرب‌کننده‌ها و تقسیم‌کننده‌ها   172
    مدل‌های HDL جمع کننده‌ها   172
    توصیف رفتاری   174
3-12    دیگر توابع حسابی   177
    انقباض   178
    افزایش   179
    کاهش   180
    ضرب با ثابت‌ها   180
    تقسیم بر ثابت‌ها   182
    پر کردن با صفر و توسعه   182
3-13    خلاصه فصل   183
    مراجع   183
    مسائل   184
فصل 4          مدارهای ترتيبي   197
4-1    تعاریف مدار ترتیبی   198
4-2    لچ‌ها   201
    لچ‌های SR و     201
    لچ D   204
4-3    فلیپ‌ـ‌ فلاپ   204
    فلیپ ‌ـ‌ فلاپ تریگر شده در لبه   206
    نمادهای گرافیکی استاندارد   207
    ورودی‌های مستقیم   209
4-4    تحلیل مدار ترتیبی   210
    معادلات ورودی   210
    جدول حالت   211
    نمودار حالت   213
    شبیه‌سازی مدار ترتیبی   216
4-5    طراحی مدار ترتیبی   218
    روال طراحی   218
    یافتن نمودار حالت و جدول حالت   219
    تخصیص حالت   226
    طراحی با فلیپ‌ـ‌فلاپ‌های D   227
    طراحی به کمک حالات به‌‌کار نرفته   230
    تصدیق   232
4-6    نمودارهای ماشین ـ حالت و کاربردهای آن   234
    مدل نمودار ماشین ـ حالت   236
    محدودیت‌های شرایط ورودی   238
    کاربردهای طراحی با استفاده از نمودارهای ماشین ـ حالت   240
4-7    نمایش HDL برای مدارهای ترتیبی ـ VHDL   248
4-8    نمایش HDL برای مدارهای ترتیبی ـ Verilog   257
4-9    زمانبندی فلیپ‌ـ‌فلاپ   266
4-10    زمانبندی مدار ترتیبی   267
4-11    تعامل‌های آسنکرون   270
4-12    همزمانی و فراپایداری   271
4-13    کاستی‌های مدار سنکرون   277
4-14    خلاصه فصل   278
    مراجع   279
    مسائل   280
فصل 5          پیاده‌سازی سخت‌افزار دیجیتال   295
5-1    فضای طراحی   295
    مدارهای مجتمع   295
    فناوری مدار CMOS   296
    پارامترهای فناوری   302
5-2    فناوری‌های پیاده‌سازی برنامه‌پذیر   304
    حافظه فقط خواندنی ـ ROM   306
    آرایه منطقی برنامه‌پذیر   308
    قطعات منطقی آرایه برنامه‌پذیر PAL   311
    آرایه گیت برنامه‌پذیر میدانی (FPGA)   313
5-3    خلاصه فصل   318
    مراجع   318
    مسائل   318
فصل 6          ثبات‌ها و انتقال ثباتي   323
6-1    ثبات‌ها و فعال‌سازی بار کردن   324
    ثبات با بار شدن موازی   325
6-2    انتقال‌های ثباتی   327
6-3    عملیات انتقال ثباتی   329
6-4    انتقال‌های ثباتی در VHDL و VERILOG   331
6-5    ریز اعمال   332
    ریزاعمال حسابی   333
    ریزاعمال منطقی   335
    ریز اعمال شیفت   337
6-6    ریزاعمال در یک ثبات تک   337
    انتقال‌های مبتنی بر ـ مولتی پلکسر   338
    شیفت رجیسترها   340
    شمارنده موج‌گونه   345
    شمارنده‌های دودویی سنکرون   347
    شمارنده‌های دیگر   351
6-7    طراحی سلول ـ ثباتی   354
6-8    مولتی پلکسر و انتقال‌های مبتنی بر گذرگاه برای چند ثباتی‌ها   359
    خروجی‌های امپدانس بالا   361
    گذرگاه سه حالته   363
6-9    انتقال سری و ریز اعمال   364
    جمع سری   365
6-10    کنترل انتقال ثبات   367
    روش طراحی   368
    روش طراحی سیستم انتقال ثباتی   369
6-11    نمایش HDL برای شیفت رجیسترها و شمارنده‌ها ـ VHDL   384
6-12    نمایش HDL برای شیفت رجیستر و شمارنده‌ها ـ Verilog   386
6-13    کنترل ریز برنامه‌نویسی شده   388
6-14    خلاصه فصل   390
    مراجع   391
    مسائل   391
فصل 7          اساس حافظه   403
7-1    تعاريف حافظه   403
7-2    حافظه با دستیابی تصادفی   404
    عملیات نوشتن و خواندن   406
    شکل موج‌های زمان‌بندی   407
    خواص حافظه   409
7-3    مدارهای مجتمع SRAM   409
    گزینش توأم   411
7-4    آرایه مدارهای مجتمع RAM   415
7-5    IC های DRAM   418
    سلول DRAM   419
    برش بیتی DRAM   420
7-6    انواع DRAM   424
    DRAM سنکرون (SDRAM)   426
    SDRAM با نرخ داده دوبل   428
    RAMBUS DRAM (RDRAM)   429
7-7    آرایه‌هایی از آی‌سی‌های RAM دینامیک   430
7-    خلاصه فصل   430
    مراجع   431
    مسائل   431
فصل 8          ورودي اساس طراحي كامپيوتر   433
8-1    اتصالات دروني   433
8-2    مسیرهای داده   434
8-3    واحد حساب/ منطق   437
    مدار حسابی   437
    مدار منطقی   440
    واحد حساب و منطق   442
8-4    شیفت‌دهنده   443
    شیفت‌دهنده سطلی   444
8-5    نمایش مسیر داده   445
8-6    کلمه کنترل   448
8-7    معماری یک کامپیوتر ساده   453
    معماری مجموعه دستورات   453
    امکانات ذخیره‌سازی   454
    ویژگی‌های دستور   457
8-8    کنترل سخت‌افزاری ـ تک سیکل  460
    دیکدر دستور   461
    دستورات نمونه و برنامه   463
    موضوع کامپیوتر تک سیکل   466
8-9    کنترل سخت‌افزاری چند ـ سیکل   467
    طراحی کنترل ترتیبی   471
8-10    خلاصه فصل   476
    مراجع   478
    مسائل   478
فصل 9          معماري مجموعه دستورات   485
9-1    مفاهیم معماری کامپیوتر   485
    سیکل عملکرد کامپیوتر ساده   487
    مجموعه ثبات   487
9-2    آدرس‌دهی عملوند   488
    دستورات سه آدرسی   489
    دستورات دو آدرسی   489
    دستورات یک آدرسی   490
    دستورات صفر آدرس   490
    معماری‌های آدرس‌دهی   491
9-3    روش‌های آدرس‌دهی   494
    روش ضمنی   495
    روش فوری   495
    روش‌های ثباتی و غیرمستقیم ثباتی   496
    روش آدرس‌دهی مستقیم   496
    روش آدرس‌دهی غیرمستقیم   497
    روش‌ آدرس‌دهی نسبی   498
    روش آدرس‌دهی اندیسی   499
    خلاصه‌ای از روش‌های آدرس‌دهی   500
9-4    معماری‌های مجموعه دستورات   501
9-5    دستورات انتقال داده   502
    دستورات پشته   502
    I/O مستقل در برابر نگاشت حافظه   504
9-6    دستورات دستکاری   505
    دستورات حسابی   505
    دستورات منطقی و دستکاری بیتی   506
    دستورات شیفت   508
9-7    محاسبات ممیز شناور   509
    عملیات حسابی   510
    نمای بایاس شده   511
    فرمت عملوند استاندارد   512
9-8    دستورات کنترل برنامه   514
    دستورات انشعاب شرطی   515
    دستورات فراخوانی رویه و بازگشت   517
9-9    وقفه برنامه   519
    انواع وقفه‌ها   520
    پردازش وقفه‌های خارجی   521
9-10    خلاصه فصل   522
    مراجع   523
    مسائل   523
فصل 10         واحدهای پردازش مرکزی RISC و CISC    531
10-1    مسیر داده خط لوله‌ای   532
    اجرای ریز اعمال خط لوله   536
10-2    کنترل خط لوله‌ای   537
    برنامه‌نویسی خط لوله و کارآیی   539
10-3    کامپیوتر با مجموعه دستورات کاهش‌یافته   541
    معماری مجموعه دستوری   541
    روش‌های آدرس‌دهی   544
    سازمان مسیر داده   545
    سازمان کنترل   548
    هزاردهای داده   550
    هزاردهای کنترل   557
10-4    کامپیوترها با مجموعه دستورات پیچیده   561
    اصلاحات ISA   563
    اصلاحات مسیر داده   564
    اصلاحات واحد کنترل   566
    کنترل ریزبرنامه‌نویسی شده   567
    ریزبرنامه‌ها برای دستورات پیچیده   569
10-5    مطالب بیشتری در طراحی   572
    مفاهیم CPU پیشرفته   873
    ابداعات معماری اخیر   876
10-6    خلاصه فصل   579
    مراجع   580
    مسائل   581
فصل 11         ورودي – خروجي و تبادل    585
11-1    I/O کامپیوتر   585
11-2    وسایل جانبی نمونه   586
    صفحه کلید   586
    درایو سخت   587
    صفحه نمایش کریستال مایع   589
    نرخ انتقال I/O   592
11-3    واسط‌های I/O   592
    گذرگاه I/O و واحد واسط   593
    مثالی از واسط I/O   594
    آگاه کردن (Storbe)   595
    دستدهی   597
11-4    مبادله سری   598
    ارسال سنکرون   599
    بررسی مجدد صفحه کلید   600
    گذرگاه I/O سری مبتنی بر بسته   601
11-5    روش‌های انتقال   604
    مثال انتقال با کنترل برنامه   605
    انتقال ناشی از وقفه   606
11-6    اولویت وقفه   608
    اولویت نوبت چرخشی   608
    سخت‌افزار اولویت موازی   610
11-7    دستیابی مستقیم به حافظه   611
    کنترل‌گر DMA   612
    انتقال داده   614
11-8    خلاصه فصل   615
    مراجع   615
    مسائل   
فصل 12         سيستم‌هاي حافظه   619
12-1    سلسله مراتب حافظه   619
12-2    محلّیت ارجاع   622
12-3    حافظه کش   624
    نگاشت‌های کش   626
    سایز خط   631
    بار کردن کش   632
    روش‌های نوشتن   633
    جمع‌بندی مفاهیم   634
    کش‌های دستور و داده   636
    کش‌های چندسطحی   637
12-4    حافظه مجازی   637
    جداول صفحه   639
    بافر پیش‌بینی ترجمه   641
    حافظه مجازی و کش   643
12-5    خلاصه فصل   643
    مراجع   644
    مسائل   644