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内容大纲
本书结构框架合理、实例丰富，系统介绍了计算机系统结构基础及工程实现的方法，力求帮助读者建立必要的理论体系和技术基础，能够以量化方式评价和分析现有计算机系统、部件的性能。
全书共10章，主要内容包括计算机系统结构概述、计算机指令集、指令流水线、指令级并行处理、内存系统、外存系统、数据级并行、多处理器、数据中心、专用加速器。
本书语言简练、可读性好，既可作为高等院校计算机及相关专业教材，也可作为计算机系统结构相关科技人员的参考书。 -
作者介绍
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目录
第1章 计算机系统结构概述
1.1 计算机系统
1.1.1 现代计算机起源和发展过程
1.1.2 通用计算机系统结构
1.1.3 计算机系统类型
1.1.4 处理器发展趋势
1.1.5 关键部件发展
1.2 计算机系统结构
1.2.1 计算机系统结构定义
1.2.2 计算机系统结构范畴
1.2.3 计算机系统结构并行分类
1.3 计算机系统评价指标
1.3.1 性能指标
1.3.2 能耗和功率
1.3.3 成本和价格
1.3.4 可靠性
1.4 计算机系统设计原则
1.4.1 设计原则
1.4.2 Amdahl定律
1.4.3 处理器性能公式（Iron定律）
1.5 计算机系统性能评价
1.5.1 性能测量方法
1.5.2 性能综合评价方法
本章附录
习题
第2章 计算机指令集
2.1 计算机指令集
2.1.1 计算机指令集概述
2.1.2 指令集体系架构
2.1.3 指令集数据存取模式
2.2 编址和寻址方式
2.2.1 内存编址
2.2.2 寻址方式
2.2.3 操作数的数据类型
2.3 指令类型及格式
2.3.1 指令类型
2.3.2 控制流指令
2.3.3 指令格式
2.4 编译器及扩展指令集
2.4.1 编译器架构
2.4.2 编译优化
2.4.3 多媒体指令
2.4.4 扩展指令集
2.5 RISC-V指令集
2.6 龙芯指令集
本章附录
习题
第3章 指令流水线
3.1 指令集实现
3.1.1 基本逻辑电路
3.1.2 处理器单周期实现
3.2 指令流水线
3.2.1 流水线概念
3.2.2 RISC-V流水线
3.2.3 流水线基本性能
3.3 流水线冲突
3.3.1 带停顿流水线性能
3.3.2 结构冲突
3.3.3 数据冲突
3.3.4 分支冲突
3.3.5 分支预测
3.4 流水线实现
3.4.1 RISC-V流水线控制
3.4.2 异常处理
本章附录
习题
第4章 指令级并行处理
4.1 指令级并行概念
4.2 静态指令调度
4.2.1 基本流水线调度和循环展开
4.2.2 编译器静态指令调度原则
4.3 动态指令调度
4.3.1 指令动态调度思想
4.3.2 Tomasulo动态调度机制
4.4 高级动态分支预测
4.5 多线程
4.5.1 多线程技术
4.5.2 同时多线程超标量处理器
4.6 华为TaiShan处理器
本章附录
习题
第5章 内存系统
5.1 内存系统概述
5.1.1 存储层次结构
5.1.2 内存主要类型
5.2 Cache机制
5.2.1 缓存组织
5.2.2 缓存性能
5.3 Cache优化
5.3.1 降低缺失率
5.3.2 降低缺失开销
5.3.3 缩短命中时间
5.4 虚拟内存
5.4.1 存储层次结构
5.4.2 快速地址变换
5.4.3 页大小
本章附录
习题
第6章 外存系统
6.1 外存系统
6.1.1 存储层次
6.1.2 主流存储设备
6.2 输入/输出系统
6.2.1 I/O硬件结构
6.2.2 I/O控制过程
6.2.3 I/O处理模式
6.2.4 I/O性能
6.3 存储可靠性
6.3.1 可靠性
6.3.2 部件串并联系统的可靠性评估
6.4 磁盘阵列
6.4.1 RAID概念
6.4.2 RAID级别
6.5 存储系统结构
6.5.1 存储处理架构
6.5.2 本地存储
6.5.3 网络存储系统
6.5.4 存储I/O路径分析
本章附录
习题
第7章 数据级并行
7.1 数据级并行
7.2 向量处理器
7.2.1 向量指令集体系结构
7.2.2 向量处理器工作方式
7.2.3 多车道
7.2.4 处理变长向量
7.2.5 处理分支向量
7.2.6 高带宽内存组
7.3 SIMD指令集
7.4 图形处理单元
7.4.1 GPU编程模型
7.4.2 GPU计算结构
7.4.3 向量体系结构、多媒体扩展指令集和GPU的异同
7.5 昇腾处理器
7.5.1 昇腾处理器结构
7.5.2 昇腾910
本章附录
习题
第8章 多处理器
8.1 多处理器概念
8.1.1 多处理器系统结构
8.1.2 并行处理的挑战
8.2 互连网络
8.2.1 互连网络概念
8.2.2 互连网络结构
8.3 缓存一致性
8.3.1 缓存一致性概念
8.3.2 监听一致性协议
8.4 同步
8.4.1 同步原语
8.4.2 自旋锁
8.5 存储顺序一致性
本章附录
习题
第9章 数据中心
9.1 数据中心概述
9.1.1 数据中心的先驱
9.1.2 数据中心的出现
9.2 数据中心的工作负载
9.3 数据中心的计算机体系结构
9.3.1 数据中心外存
9.3.2 数据中心存储层次结构
9.4 数据中心的效率与成本
9.4.1 测量数据中心的效率
9.4.2 数据中心的成本
本章附录
习题
第10章 专用加速器
10.1 专用领域计算加速
10.1.1 专用领域计算加速概念
10.1.2 专用领域加速器
10.2 深度神经网络加速
10.2.1 深度神经网络
10.2.2 常见神经网络
10.3 寒武纪神经网络处理器
10.3.1 寒武纪处理器结构
10.3.2 寒武纪处理器指令集
10.3.3 向量/矩阵指令
10.4 达芬奇专用处理架构
10.4.1 达芬奇架构
10.4.2 达芬奇存储系统
10.4.3 达芬奇数据通路
10.4.4 达芬奇控制单元
本章附录
习题
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