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計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

定 價(jià):¥25.00

作 者: 張晨曦等編
出版社: 高等教育出版社
叢編項(xiàng): 面向21世紀(jì)課程教材
標(biāo) 簽: 暫缺

ISBN: 9787040074956 出版時(shí)間: 2003-08-01 包裝: 平裝
開本: 頁(yè)數(shù): 359 字?jǐn)?shù):  

內(nèi)容簡(jiǎn)介

  本書是教育部“高等教育面向21世紀(jì)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革計(jì)劃”的研究成果,是面向21世紀(jì)課程教材。本書的主要內(nèi)容有:計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念、計(jì)算機(jī)指令集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、流水線技術(shù)、指令級(jí)并行技術(shù)、存儲(chǔ)體系、輸入/輸出系統(tǒng)以及多處理機(jī)。本書比較全面和系統(tǒng)地接觸了當(dāng)今計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展前沿,概念清晰,易于理解,并配有大量的實(shí)例分析。本書可作為計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程的教材,也可作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)研究生教材,書中的內(nèi)容對(duì)于從事計(jì)算機(jī)研究及相關(guān)人員亦有根好的參考價(jià)值。本書除了著重論述體系結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理、基本結(jié)構(gòu)和基本分析方法以外,還強(qiáng)調(diào)采用量化的分析方法。全書共包括七章,第一章論述計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的概念以及體系結(jié)構(gòu)和并行性概念的發(fā)展,并簡(jiǎn)單地討論影響計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成本和價(jià)格因素;第二章論述計(jì)算機(jī)指令集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題,包括尋址技術(shù)、指令集的功能設(shè)計(jì)、操作數(shù)的類型和大小、指令格式等,并且介紹一種指令集結(jié)構(gòu)的實(shí)例——DLX;第三章為“流水線技術(shù)”,論述流水線的基本概念、分類以及性能計(jì)算方法,并對(duì)流水線中的相關(guān)問題以及向量計(jì)算機(jī)進(jìn)行討論;第四章為“指令級(jí)并行”,論述利用硬、軟件技術(shù)開發(fā)程序中應(yīng)有的指令間并行性的技術(shù)和方法,包括指令調(diào)度、超標(biāo)量技術(shù)、分支處理技術(shù)和超長(zhǎng)指令字技術(shù);第五章為“存儲(chǔ)層次”,論述Cache的基本知識(shí)、降低Cache失效率的方法、減少Cache失效開銷的方法以及減少命中時(shí)間的方法,并對(duì)主存和虛擬存儲(chǔ)器進(jìn)行討論;第六章為“輸入輸出系統(tǒng)”,論述存儲(chǔ)設(shè)備、總線和通道,并討論I/O與操作系統(tǒng)的關(guān)系以及I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì);第七章為“多處理機(jī)”,論述多處理機(jī)的存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)、互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及同步與通信,并對(duì)并行化技術(shù)和多處理機(jī)實(shí)例進(jìn)行討論。本書比較全面和系統(tǒng)地接觸了當(dāng)今計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展前沿,配有大量的實(shí)例分析,概念清晰,易于理解。本書可作為計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程的教材,也可作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)研究生教材,書中的內(nèi)容對(duì)于從事計(jì)算機(jī)研究及相關(guān)人員亦有很好的參考價(jià)值。

作者簡(jiǎn)介

暫缺《計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)》作者簡(jiǎn)介

圖書目錄

第一章  計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念
1.1  引論
1.2  計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的概念
1.2.1  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的層次概念
1.2.2  計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)
1.2.3  計(jì)算機(jī)組成和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)技術(shù)
1.3  計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展
1.3.1  存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)及其發(fā)展
1.3.2 計(jì)算機(jī)的分代和分型
1.3.3  應(yīng)用需求的發(fā)展
1.3.4  計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的發(fā)展
1.3.5  體系結(jié)構(gòu)的生命周期
1.4  計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)中并行性的發(fā)展
1.4.1 并行性概念
1.4.2  提高并行性的技術(shù)途徑
1.5  定量分析技術(shù)基礎(chǔ)
1.5.1  計(jì)算機(jī)性能的評(píng)測(cè)
1.5.2  測(cè)試程序
1.5.3  性能設(shè)計(jì)和評(píng)測(cè)的基本原則
1.5.4 CPU的性能
1.6  影響計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的成本和價(jià)格因素
1.6.1  集成電路的成本
1.6.2  計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的成本和價(jià)格
1.7  小結(jié)
習(xí)題一
第二章  計(jì)算機(jī)指令集結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1  指令集結(jié)構(gòu)的分類
2.1.1  指令集結(jié)構(gòu)的分類
2.1.2  通用寄存器型指令集結(jié)構(gòu)分類
2.2  尋址技術(shù)
2.3  指令集結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計(jì)
2.3.I  CISC計(jì)算機(jī)指令集結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計(jì)
2.3.2  RISC計(jì)算機(jī)指令集結(jié)構(gòu)的功能設(shè)計(jì)
2.3.3  控制指令
2.4  操作數(shù)的類型、表示和大小
2.5  指令集格式的設(shè)計(jì)
2.5.1  尋址方式的表示方法
2.5.2  指令集格式的選擇
2.6  編譯技術(shù)與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.6.1  現(xiàn)代編譯器的結(jié)構(gòu)和相關(guān)技術(shù)
2.6.2  現(xiàn)代編譯技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響
2.6.3  計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)對(duì)當(dāng)前編譯技術(shù)的影響
2.7 DLX指令集結(jié)構(gòu)
2. 7.1  DLX指令集結(jié)構(gòu)
2.7.2  DLX指令集結(jié)構(gòu)效能分析
2.8  小結(jié)
習(xí)題二
第三章  流水線技術(shù)
3.1  流水線的基本概念
3.1.1  流水線的基本概念
3.1. 2  流水線的分類
3.2  DLX的基本流水線
3.2. 1  DLX的一種簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)
3.2.2  基本的DLX流水線
3.2.3  流水線性能分析
3.3  流水線中的相關(guān)
3.3.1  流水線的結(jié)構(gòu)相關(guān)
3.3.2  流水線的數(shù)據(jù)相關(guān)
3.3.3  流水線的控制相關(guān)
3. 4  流水線計(jì)算機(jī)實(shí)例分析(MIPSR4000)
3.4.1  MIPSR4000整型流水線
3.4.2  MIPSR4000浮點(diǎn)流水線
3.4.3  MIPSR4000流水線的性能分析
3.5  向量處理機(jī)
3. 5.1  向量處理方式和向量處理機(jī)
3.5.2  向量處理機(jī)實(shí)例分析
3.6  小結(jié)
習(xí)題三
第四章  指令級(jí)并行
4.1  指令級(jí)并行的概念
4.1.1  循環(huán)展開調(diào)度的基本方法
4.1.2  相關(guān)性
4.2  指令的動(dòng)態(tài)調(diào)度
4.2.1  動(dòng)態(tài)調(diào)度的原理
4.2.2  動(dòng)態(tài)調(diào)度算法之一:記分牌
4.2.3  動(dòng)態(tài)調(diào)度算法之二:Tomasulo算法
4.3  控制相關(guān)的動(dòng)態(tài)解決技術(shù)
4.3.1  減少分支延遲:分支預(yù)測(cè)緩沖技術(shù)
4.3.2  進(jìn)一步減少分支延遲:分支目標(biāo)緩沖
4.3.3  基于硬件的推斷執(zhí)行
4.4  多指令流出技術(shù)
4.4.1  超標(biāo)量技術(shù)
4.4.2  多指令流出的動(dòng)態(tài)調(diào)度
4.4.3 超長(zhǎng)指令字技術(shù)
4.4.4  多流出處理器受到的限制
4.5  小結(jié)
習(xí)題四
第五章 存儲(chǔ)層次
5.1  存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)
5.1.1  從單級(jí)存儲(chǔ)器到多級(jí)存儲(chǔ)器
5.1.2  存儲(chǔ)層次的性能參數(shù)
5.1.3  "Cache-主存"和"主存-輔存"層次
5.1.4  存儲(chǔ)層次的四個(gè)問題
5.2 Cache基本知識(shí)
5.2.1  映象規(guī)則
5.2.2  查找方法
5.2.3  替換算法
5.2.4  寫策略
5.2.5 Cache的結(jié)構(gòu)
5.2.6 Cache性能分析
5.2.7 改進(jìn)Cache性能
5.3  降低Cache失效率的方法
5.3.1  增加Cache塊大小
5.3.2 提高相聯(lián)度
5.3.3  VictimCache
5.3.4  偽相聯(lián)Cache
5.3.5 硬件預(yù)取技術(shù)
5.3.6  由編譯器控制的領(lǐng)取
5.3.7 編譯器優(yōu)化
5.4  減少Cache失效開銷
5.4.1  讓讀失效優(yōu)先于寫
5.4.2 子塊放置技術(shù)
5.4.3  請(qǐng)求字處理技術(shù)
5.4.4  非阻塞Cache技術(shù)
5.4.5 采用兩級(jí)Cache
5.5  減少命中時(shí)間
5.5.1  容量小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的Cache
5.5.2  虛擬Cache
5.5.3  寫操作流水化
5.5.4  Cache優(yōu)化技術(shù)小結(jié)
5.6  主存
5.6.1 存儲(chǔ)器技術(shù)
5.6.2  提高主存性能的存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)
5.7 虛擬存儲(chǔ)器
5.7.1  虛擬存儲(chǔ)器基本原理
5.7.2 快表(TLB)
5.7.3  頁(yè)面大小的選擇
5.8  進(jìn)程保護(hù)和虛存實(shí)例
5.8.1  進(jìn)程保護(hù)
5.8.2  頁(yè)式虛存舉例:AlphAXP的存儲(chǔ)管理和21064的TLB
5.9  AlphaAXP 21064存儲(chǔ)層次
5.10  小結(jié)
習(xí)題五
第六章  輸入輸出系統(tǒng)
6.1  概述
6.2  存儲(chǔ)設(shè)備
6.2.1  磁盤設(shè)備
6.2.2  磁帶設(shè)備
6.2.3  光盤設(shè)備
6.3  總線
6.3.1  總線分類
6.3.2  總線基本工作原理
6.3.3  總線使用
6.3. 4  總線標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)例
6.3.5  設(shè)備的連接
6.3.6  CPU與I/O處理的匹配
6.4  通道處理機(jī)
6.4.1  通道的作用和功能
6.4.2  通道的工作過程
6.4.3  通道種類
6.4.4  通道中的數(shù)據(jù)傳送過程
6.4.5  通道的流量分析
6.5  I/O與操作系統(tǒng)
6.5.1  I/O和Cache數(shù)據(jù)一致性
6.5.2  DMA和虛擬存儲(chǔ)器
6.6  I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.7  小結(jié)
習(xí)題六
第七章  多處理機(jī)
7.1  引言
7.1.1  并行計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的分類
7.1.2  通信模型和存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)模型
7.1.3  通信機(jī)制的性能
7.1.4  不同通信機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)
7.1.5  并行處理面臨的挑戰(zhàn)
7.1.6  并行程序的計(jì)算/通信比率
7.2  多處理機(jī)的存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)
7.2.1  集中式共享存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)
7.2.2  分布式共享存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)
7.3  互連網(wǎng)絡(luò)
7.3.1  互連網(wǎng)絡(luò)的性能參數(shù)
7.3.2  靜態(tài)連接網(wǎng)絡(luò)
7.3.3  動(dòng)態(tài)連接網(wǎng)絡(luò)
7.4  同步與通信
7.4.1  同步機(jī)制
7.4.2  大規(guī)模機(jī)器的同步
7.5 并行化技術(shù)
7.5.1  并行化的基本策略
7.5.2  并行語言與編譯器
7.6 多處理機(jī)實(shí)例
7.6.1 Challenge多處理機(jī)系統(tǒng)
7.6.2 Origin2000
7.7  小結(jié)
習(xí)題七
主要參考文獻(xiàn)

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