| まえがき |
| 第1章 コンピュータの抽象化とテクノロジ 3 |
| 1.1 はじめに 10 |
| 1.2 プログラムの裏側 14 |
| 1.3 コンピュータの内部 26 |
| 1.4 実例：Pentiumチップの製造技術 30 |
| 1.5 誤信と落とし穴 31 |
| 1.6 歴史展望と参考文献 33 |
| 1.7 演習問題 33 |
| 実世界におけるコンピュータ：ITに無縁の40億人にとっての情報技術 40 |
| 第2章 命令：コンピュータの言葉 |
| 2.1 はじめに 44 |
| 2.2 コンピュータ・ハードウエアの演算 45 |
| 2.3 コンピュータ・ハードウエアのオペランド 47 |
| 2.4 コンピュータ内での命令の表現 54 |
| 2.5 論理演算 61 |
| 2.6 条件判定用の命令 63 |
| 2.7 コンピュータ・ハードウエア内での手続きのサポート 70 |
| 2.8 人との情報交換 72 |
| 2.9 32ビットの即値およびアドレスに対するMIPSのアドレシング方式 87 |
| 2.10 プログラムの翻訳と起動 97 |
| 2.11 コンパイラによる最適化 107 |
| 2.12 コンパイラの仕組み：概説 112 |
| 2.13 Cプログラムの包括的な例題解説 112 |
| 2.14 オブジェクト指向言語による実現 120 |
| 2.15 配列とポインタの対比 120 |
| 2.16 実例：IA-32の命令 124 |
| 2.17 誤信と落とし穴 133 |
| 2.18 おわりに 134 |
| 2.19 歴史展望と参考文献 137 |
| 2.20 演習問題 137 |
| 実世界におけるコンピュータ：データで地球環境の救済を支援する 144 |
| 第3章 コンピュータにおける算術演算 |
| 3.1 はじめに 148 |
| 3.2 符号付き数と符号なし数 148 |
| 3.3 加算と減算 157 |
| 3.4 乗算 162 |
| 3.5 除算 168 |
| 3.6 浮動小数点演算 174 |
| 3.7 実例：IA-32における浮動小数点演算 199 |
| 3.8 誤信と落とし穴 202 |
| 3.9 おわりに 206 |
| 3.10 歴史展望と参考文献 210 |
| 3.11 演習問題 210 |
| 実世界におけるコンピュータ：古代世界の再生 216 |
| 第4章 性能の評価と理解 |
| 4.1 はじめに 220 |
| 4.2 CPU性能とその要因 226 |
| 4.3 性能の評価 232 |
| 4.4 実例：2つのSPECベンチマークと最近のIntelプロセッサの性能 237 |
| 4.5 誤信と落とし穴 244 |
| 4.6 おわりに 247 |
| 4.7 歴史展望と参考文献 248 |
| 4.8 演習問題 249 |
| 実世界におけるコンピュータ：より高速に、そしてより安全に人々を移動させる 256 |
| 索引 索-1 |
| 第5章 プロセッサ：データパスと制御 |
| 5.1 はじめに 260 |
| 5.2 論理設計とクロック方式 264 |
| 5.3 データパスの構築 267 |
| 5.4 単純な実現方式 274 |
| 5.5 マルチサイクルを用いた実現方式 289 |
| 5.6 例外 310 |
| 5.7 マイクロプログラミング：制御設計の単純化 315 |
| 5.8 ハードウエア設計言語を用いたディジタル設計の手ほどき 315 |
| 5.9 実例：最近のPentiumの実現方式 315 |
| 5.10 誤信と落とし穴 319 |
| 5.11 おわりに 320 |
| 5.12 歴史展望と参考文献 322 |
| 5.13 演習問題 322 |
| 実世界におけるコンピュータ：障害者の機能回復を支援する 332 |
| 第6章 パイプラインを用いた性能向上 |
| 6.1 パイプライン処理の概要 336 |
| 6.2 データパスのパイプライン化 349 |
| 6.3 パイプラインの制御 363 |
| 6.4 データ・ハザードとフォワーディング 367 |
| 6.5 データ・ハザードの制御：ストール 377 |
| 6.6 分岐ハザード 381 |
| 6.7 ハードウエア記述言語によるパイプラインのモデル化と記述 391 |
| 6.8 例外 391 |
| 6.9 高度なパイプライン処理：性能のさらなる向上 396 |
| 6.10 実例：Pentium 4 のパイプライン 410 |
| 6.11 誤信と落とし穴 413 |
| 6.12 おわりに 414 |
| 6.13 歴史展望と参考文献 416 |
| 6.14 演習問題 416 |
| 実世界におけるコンピュータ：門番のいないマスコミュニケーション 426 |
| 第7章 容量と速度の両立：記憶階層の利用 |
| 7.1 はじめに 430 |
| 7.2 キャッシュの基礎 435 |
| 7.3 キャッシュの性能の測定と改善 451 |
| 7.4 仮想記憶 468 |
| 7.5 記憶階層間に共通する概念 494 |
| 7.6 実例：Pentium 4 とAMD Opteronの記憶階層 501 |
| 7.7 誤信と落とし穴 505 |
| 7.8 おわりに 508 |
| 7.9 歴史展望と参考文献 510 |
| 7.10 演習問題 511 |
| 実世界におけるコンピュータ：世界の芸術的な至宝を保存する 518 |
| 第8章 外部記憶装置、ネットワーク、およびその他の周辺装置 |
| 8.1 はじめに 522 |
| 8.2 ディスク記憶装置と信頼性 524 |
| 8.3 ネットワーク 536 |
| 8.4 プロセッサ、メモリ、入出力装置間のバスその他による接続 536 |
| 8.5 プロセッサ、主記憶、そしてOSと入出力装置のインタフェース 543 |
| 8.6 入出力性能の測定法：ディスクおよびファイル・システムを例にして 552 |
| 8.7 入出力システムの設計 555 |
| 8.8 実例：ディジタル・カメラ 558 |
| 8.9 誤信と落とし穴 561 |
| 8.10 おわりに 565 |
| 8.11 歴史展望と参考文献 566 |
| 8.12 演習問題 566 |
| 実世界におけるコンピュータ：診断方法の改善によって人の命を救う 578 |
| まえがき |
| 第1章 コンピュータの抽象化とテクノロジ 3 |
| 1.1 はじめに 10 |
| 1.2 プログラムの裏側 14 |
| 1.3 コンピュータの内部 26 |
| 1.4 実例 : Pentiumチップの製造技術 30 |
