Table of contents :
Cover......Page 1
CONTENTS......Page 8
PREFACE......Page 20
1 INTRODUCTION......Page 26
1.1.1 Languages, Levels, and Virtual Machines......Page 27
1.1.2 Contemporary Multilevel Machines......Page 30
1.1.3 Evolution of Multilevel Machines......Page 33
1.2.1 The Zeroth Generation—Mechanical Computers (1642–1945)......Page 38
1.2.2 The First Generation—Vacuum Tubes (1945–1955)......Page 41
1.2.3 The Second Generation—Transistors (1955–1965)......Page 44
1.2.4 The Third Generation—Integrated Circuits (1965–1980)......Page 46
1.2.5 The Fourth Generation—Very Large Scale Integration (1980–?)......Page 48
1.2.6 The Fifth Generation—Low-Power and Invisible Computers......Page 51
1.3.1 Technological and Economic Forces......Page 53
1.3.2 The Computer Spectrum......Page 55
1.3.3 Disposable Computers......Page 56
1.3.4 Microcontrollers......Page 58
1.3.5 Mobile and Game Computers......Page 60
1.3.7 Servers......Page 61
1.3.8 Mainframes......Page 63
1.4.1 Introduction to the x86 Architecture......Page 64
1.4.2 Introduction to the ARM Architecture......Page 70
1.4.3 Introduction to the AVR Architecture......Page 72
1.5 METRIC UNITS......Page 74
1.6 OUTLINE OF THIS BOOK......Page 75
2.1 PROCESSORS......Page 80
2.1.1 CPU Organization......Page 81
2.1.2 Instruction Execution......Page 83
2.1.3 RISC versus CISC......Page 87
2.1.4 Design Principles for Modern Computers......Page 88
2.1.5 Instruction-Level Parallelism......Page 90
2.1.6 Processor-Level Parallelism......Page 94
2.2 PRIMARYMEMORY......Page 98
2.2.2 Memory Addresses......Page 99
2.2.3 Byte Ordering......Page 101
2.2.4 Error-Correcting Codes......Page 103
2.2.5 Cache Memory......Page 107
2.2.6 Memory Packaging and Types......Page 110
2.3.1 Memory Hierarchies......Page 111
2.3.2 Magnetic Disks......Page 112
2.3.3 IDE Disks......Page 116
2.3.4 SCSI Disks......Page 117
2.3.5 RAID......Page 119
2.3.6 Solid-State Disks......Page 122
2.3.7 CD-ROMs......Page 124
2.3.8 CD-Recordables......Page 128
2.3.9 CD-Rewritables......Page 130
2.3.10 DVD......Page 131
2.4.1 Buses......Page 133
2.4.2 Terminals......Page 138
2.4.3 Mice......Page 143
2.4.4 Game Controllers......Page 145
2.4.5 Printers......Page 147
2.4.6 Telecommunications Equipment......Page 152
2.4.7 Digital Cameras......Page 160
2.4.8 Character Codes......Page 162
2.5 SUMMARY......Page 167
3.1 GATES AND BOOLEAN ALGEBRA......Page 172
3.1.1 Gates......Page 173
3.1.2 Boolean Algebra......Page 175
3.1.3 Implementation of Boolean Functions......Page 177
3.1.4 Circuit Equivalence......Page 178
3.2.1 Integrated Circuits......Page 183
3.2.2 Combinational Circuits......Page 184
3.2.3 Arithmetic Circuits......Page 188
3.2.4 Clocks......Page 193
3.3.1 Latches......Page 194
3.3.2 Flip-Flops......Page 197
3.3.4 Memory Organization......Page 199
3.3.5 Memory Chips......Page 203
3.3.6 RAMs and ROMs......Page 205
3.4.1 CPU Chips......Page 210
3.4.2 Computer Buses......Page 212
3.4.3 Bus Width......Page 215
3.4.4 Bus Clocking......Page 216
3.4.5 Bus Arbitration......Page 221
3.4.6 Bus Operations......Page 223
3.5.1 The Intel Core i7......Page 226
3.5.2 The Texas Instruments OMAP4430 System-on-a-Chip......Page 233
3.5.3 The Atmel ATmega168 Microcontroller......Page 237
3.6 EXAMPLE BUSES......Page 239
3.6.1 The PCI Bus......Page 240
3.6.2 PCI Express......Page 248
3.6.3 The Universal Serial Bus......Page 253
3.7.1 I/O Interfaces......Page 257
3.7.2 Address Decoding......Page 258
3.8 SUMMARY......Page 260
4.1 AN EXAMPLE MICROARCHITECTURE......Page 268
4.1.1 The Data Path......Page 269
4.1.2 Microinstructions......Page 276
4.1.3 Microinstruction Control: The Mic-1......Page 278
4.2.1 Stacks......Page 283