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内容大纲
本书系统地论述了计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本方法,强调采用最化的分析方法,使读者能够更具体、实际地分析和理解计算机系统结构。
全书共10章,分别为:计算机系统结构的基本概念,计算机指令集结构,流水线技术,指令级并行,存储系统,输入/输出系统,互连网络,多处理机,机群系统,多核系统结构与编程。第1章论述计算机系统结构的概念以及定量分析基础。第2章论述计算机指令集的设计、RISC技术以及MIPS指令集结构。第3章论述流水线及其性能分析、流水线中的相关与冲突及其解决方法、向量处理机。第4章论述指令级并行性开发,包括指令的动态调度、动态分支预测技术、多指令流出技术、循环展开和指令调度等。第5章论述cache的基本知识、降低cache不命中率的方法、减少cache不命中开销的方法以及减少命中时间的方法。第6章论述独立磁盘冗余阵列RAID、总线、通道及其流量分析。第7章论述互连函数、互连网络的结构参数与性能指标、静态互连网络、动态互联网络以及消息传递机制等。第8章论述对称式多处理机结构、分布式存储多处理机结构、同步以及同时多线程技术等。第9章论述机群系统的基本结构、特点以及分类等。第10章论述多核架构、实例以及基于多核的并行程序设计。附录为计算机系统结构模拟实验、MIPSsim使用手册与MIPS16模拟器及相关指令。
本书内容丰富,实例具体,采用微课的形式,为重要知识点或实例配有教学视频和动画,可作为高校计算机及相关专业的计算机系统结构课程教材,也可供相关科技人员参考。 -
作者介绍
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目录
第1章 计算机系统结构的基本概念
1.1 引言
1.2 计算机系统结构的概念
1.2.1 计算机系统的层次结构
1.2.2 计算机系统结构的定义
1.2.3 计算机组成和计算机实现
1.2.4 计算机系统结构的分类
1.3 定量分析技术
1.3.1 计算机系统设计的设计原则和定量原理
1.3.2 计算机系统的性能评测
1.4 计算机系统结构的发展
1.4.1 冯·诺依曼结构
1.4.2 软件对系统结构的影响
1.4.3 器件发展对系统结构的影响
1.4.4 应用对系统结构的影响
1.5 计算机系统结构中并行性的发展
1.5.1 并行性的概念
1.5.2 提高并行性的技术途径
1.5.3 单处理机系统中并行性的发展
1.5.4 多处理机系统中并行性的发展
习题
第2章 计算机指令集结构
2.1 指令集结构的分类
2.2 寻址方式
2.3 指令集结构的功能设计
2.3.1 CISC指令集结构的功能设计
2.3.2 RISC指令集结构的功能设计
2.3.3 控制指令
2.4 操作数的类型和大小
2.5 指令格式的设计
2.6 MIPS指令集结构
2.6.1 MIPS的寄存器
2.6.2 MIPS的数据表示
2.6.3 MIPS的数据寻址方式
2.6.4 MIPS的指令格式
2.6.5 MIPS的操作
2.6.6 MIPS的控制指令
2.6.7 MIPS的浮点操作
习题
第3章 流水线技术
3.1 流水线的基本概念
3.1.1 什么是流水线
3.1.2 流水线的分类
3.2 流水线的性能指标
3.2.1 吞吐量
3.2.2 加速比
3.2.3 效率
3.2.4 流水线性能分析举例
3.2.5 流水线设计中的若干问题
3.3 流水线的相关与冲突
……
第4章 指令级并行
第5章 存储系统
第6章 输入/输出系统
第7章 互连网络
第8章 多处理机
第9章 机群系统
第10章 多核系统结构与编程
附录A 计算机系统结构模拟实验
附录B MIPSsim使用手册
附录C MIPS16模拟器及相关指令
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