计算机组成与服务器技术（计算机网络技术专业高职高专计算机技能型紧缺人才培养规划教材）

第一篇　计算机组成
第1章　计算机系统概论　1
1.1　计算机的发展及应用　1
1.1.1　计算机发展史　1
1.1.2　计算机的应用　6
1.2　计算机的基本结构　7
1.2.1　冯·诺依曼计算机结构　8
1.2.2　非冯·诺依曼计算机结构　9
1.3　计算机的层次结构　9
1.4　计算机的分类和性能指标　10
1.4.1　计算机的分类及发展状况　10
1.4.2　计算机的性能指标　13
练习题　15
第2章　存储系统　17
2.1　存储器概述　17
2.1.1　存储器的分类　17
2.1.2　存储器的技术指标　19
2.2　存储器的层次结构　21
2.3　主存储器　22
2.3.1　随机存储器　22
2.3.2　只读存储器　26
2.3.3　存储器芯片与CPU的连接　28
2.4　高速存储　30
2.4.1　双端口存储器　30
2.4.2　多体存储　30
2.4.3　Cache存储　33
练习题　37
第3章　系统总线　39
3.1　总线的概述　39
3.1.1　总线的分类　39
3.1.2　总线的主要技术参数　39
3.1.3　总线标准　40
3.2　总线结构　40
3.2.1　单总线结构　41
3.2.2　双总线结构　41
3.2.3　三总线结构　42
3.2.4　四总线结构　43
3.3　总线的控制　44
3.3.1　串联式控制方式　45
3.3.2　并联式控制方式　46
3.3.3　计数定时控制方式　46
3.4　总线的通信　47
3.4.1　总线通信方式　47
3.4.2　总线同步方式　49
练习题　52
第4章　指令系统　53
4.1　指令系统的基本概念　53
4.2　指令格式　53
4.2.1　指令格式　54
4.2.2　操作码　54
4.2.3　地址码　56
4.2.4　指令字长　57
4.3　寻址技术　58
4.3.1　指令寻址　58
4.3.2　操作数寻址　59
4.4　指令类型　66
4.4.1　数据传送类指令　67
4.4.2　运算指令　67
4.4.3　逻辑运算指令　69
4.4.4　移位指令　70
4.4.5　控制转移指令　71
练习题　73
第5章　中央处理器　74
5.1　CPU的功能和组成　74
5.1.1　CPU的功能　74
5.1.2　CPU的组成　74
5.2　处理器的工作过程　80
5.2.1　指令周期的基本概念　80
5.2.2　典型指令的工作过程　81
5.3　流水结构　83
5.3.1　并行性概念　84
5.3.2　指令流水的原理　85
5.3.3　影响流水线性能的因素　86
5.3.4　流水线的分类　88
5.4　流水线的加速技术　90
5.4.1　超流水线(Super pipe linig)技术　90
5.4.2　超标量(Super scalar)技术　90
5.4.3　超长指令字技术　91
5.5　处理器的指令执行方式　92
练习题　95
第6章　输入输出系统　96
6.1　输入输出系统概述　96
6.1.1　I/O系统与总线结构的关系及发展　96
6.1.2　输入输出系统的组成　97
6.1.3　输入输出设备的编址　98
6.1.4　输入输出设备的控制　100
6.2　程序中断方式　103
6.2.1　中断的基本概念　103
6.2.2　中断的类型和作用　103
6.2.3　中断过程　104
6.2.4　中断的优先级与中断判优　105
6.3　DMA方式　107
6.3.1　DMA的基本概念　107
6.3.2　DMA接口的组成　108
6.3.3　DMA的传送过程　109
6.3.4　DMA的传送方式　110
6.4　通道方式　112
6.4.1　通道的作用和功能　112
6.4.2　通道的种类　113
6.4.3　通道的工作过程　113
练习题　114
第二篇　服务器技术及应用
第7章　服务器概述　115
7.1　服务器的基本概念　115
7.1.1　服务器与PC的区别　115
7.1.2　服务器的概念　116
7.2　服务器的分类　119
7.2.1　按照体系架构分类　119
7.2.2　按规模分类　122
7.2.3　按服务器的外形与结构分类　124
7.2.4　按最新的Internet计算模式分类　125
7.2.5　按服务器的功能分类　126
7.2.6　其他分类方法　127
7.3　服务器的性能指标　128
练习题　130
第8章　服务器的体系结构　131
8.1　高性能计算机的分类法　131
8.1.1　Flynn分类法　131
8.1.2　按照内存共享模式来分类　132
8.2　服务器的体系结构　132
8.2.1　SMP　133
8.2.2　MPP　134
8.2.3　NUMA　134
8.2.4　SMP、MPP与NUMA体系结构的比较　135
8.2.5　总结　137
8.3　服务器系统的层次结构　137
8.3.1　服务器系统层次结构的模型　137
8.3.2　服务器的硬件构成　139
练习题　140
第9章　服务器的子系统　142
9.1　处理子系统--处理器　142
9.1.1　CPU中使用的新技术　142
9.1.2　CISC型服务器CPU　146
9.1.3　RISC型服务器CPU　158
9.2　芯片组　161
9.2.1　芯片组的概念　161
9.2.2　常见的服务器芯片组　163
9.3　内存子系统　167
9.3.1　基本概念　167
9.3.2　内存的类型　170
9.3.3　双通道内存技术　173
9.3.4　服务器内存技术　174
9.3.5　内存的技术参数　177
9.4　I/O子系统(I/O总线)　178
9.4.1　总线的概念　178
9.4.2　I/O总线　178
9.4.3　服务器中使用的总线技术　183
9.5　存储子系统和接口　187
9.5.1　USB接口　188
9.5.2　IEEE1394接口　190
9.5.3　SATA硬盘接口技术　193
9.5.4　串行连接SCSI(SAS)技术　194
9.6　网络子系统　195
9.6.1　吉比特网卡　195
9.6.2　服务器中的网络高级技术　196
练习题　197
第10章　服务器技术　199
10.1　小型计算机系统接口(SCSI)　199
10.1.1　SCSI的含义和功能　199
10.1.2　SCSI的系统结构　199
10.1.3　SCSI卡　201
10.1.4　单边(Single-Ended)与差分(Differential)SCSI　203
10.1.5　共享SCSI　203
10.1.6　SCSI设备接口的物理标准　204
10.1.7　SCSI规范　204
10.1.8　SCSI相对于IDE优势　206
10.1.9　SCSI硬盘术语　206
10.2　RAID技术　208
10.2.1　RAID基本原理　209
10.2.2　RAID级别　211
10.2.3　热插拔　217
10.2.4　磁盘阵列技术术语　218
10.2.5　RAID的实现　219
10.2.6　内部/外部磁盘阵列　220
10.2.7　RAID级别的选择　220
10.2.8　RAID卡　221
10.3　双机容错简介　223
10.3.1　服务器中的冗余技术　223
10.3.2　双机互备援(Dual Active)简介　224
10.3.3　双机热备份(Hot Standby)简介　224
10.4　光纤通道FC　225
10.4.1　硬件和拓扑结构　225
10.4.2　光纤通道的服务　226
10.4.3　光纤通道的优势　227
10.4.4　应用范围　227
10.4.5　小结　227
10.5　磁带机和磁带库　227
10.5.1　磁带机　227
10.5.2　磁带机术语　229
10.5.3　磁带存储应用中的注意事项　235
10.5.4　磁带库　236
10.5.5　磁带库术语　236
10.5.6　磁带存储系统　237
10.6　服务器集群　239
10.6.1　集群的基本概念　239
10.6.2　集群的级别　240
10.6.3　错误接管工作　240
10.6.4　集群的可扩展性　241
10.6.5　小结　241
10.7　刀片式服务器　242
10.7.1　刀片服务器的定义与特点　242
10.7.2　刀片服务器结构　243
10.7.3　刀片服务器应用模式　245
10.7.4　市场上的刀片式服务器　247
练习题　247
第11章　最新存储技术　249
11.1　DAS　249
11.1.1　基本概念　249
11.1.2　DAS 存储方案　250
11.2　NAS　252
11.2.1　基本概念　252
11.2.2　NAS的结构　253
11.2.3　NAS存储方案　254
11.2.4　典型结构　254
11.2.5　优点与缺点　255
11.2.6　产品简介　256
11.3　SAN　256
11.3.1　基本概念　256
11.3.2　SAN的基本结构　257
11.3.3　SAN存储方案　257
11.3.4　SAN的优点与缺点　258
11.3.5　应用环境　259
11.3.6　典型产品简介　260
11.4　DAS、NAS和SAN存储方案的比较　260
11.4.1　DAS与NAS存储方案的比较　261
11.4.2　NAS与SAN存储方案的比较　262
11.4.3　三种存储方案的比较和选用　264
11.5　统一网络存储FAS　264
11.5.1　融合NAS和SAN存储的统一网络存储FAS　265
11.5.2　NAS与SAN融合的产品　267
11.5.3　SAN与NAS融合的方向　269
11.6　网络存储方案介绍　270
11.6.1　光纤存储备份方案在高校中的应用　270
11.6.2　浪潮NAS与SAN网络存储方案　275
11.7　iSCSI　277
练习题　278
第12章　服务器应用　279
12.1　服务器的特性　279
12.1.1　可靠性　279
12.1.2　可用性　280
12.1.3　可扩展性　281
12.1.4　易用性　283
12.1.5　可管理性　284
12.2　服务器的选型　285
12.2.1　影响服务器选型的内部和外部因素　285
12.2.2　区分五种不同的应用对服务器选型的影响　288
12.2.3　典型服务器应用的选型　293
12.3　服务器基准测试　296
练习题　299
第13章　实训　300
实训1——Windows 2000中软件RAID的实现　300
实训2——硬件RAID的实现　301
实训3——双网卡负载均衡服务器的实现　301
实训4——用Windows 2000实现双机热备　302
实训5——服务器压力/负载测试　303
参考文献　304