計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育十一五國家級規(guī)劃教材?計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》系統(tǒng)地論述了計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、設(shè)計原理和分析方法以及有關(guān)的先進技術(shù)和最新的發(fā)展趨向。在講解時將定性和定量分析方法結(jié)合起來，并從經(jīng)濟、有效觀點來權(quán)衡有關(guān)技術(shù)措施的取舍?！　∪珪?0章，主要內(nèi)容包括計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)、計算機的性能及其評估標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)表示、指令系統(tǒng)設(shè)計原理和風(fēng)格、標(biāo)量流水技術(shù)、向量流水處理、存儲體系輸入/輸出子系統(tǒng)、并行計算技術(shù)和新型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?！　　镀胀ǜ叩冉逃晃鍑壹壱?guī)劃教材?計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》取材先進，內(nèi)容豐富，篇幅適中，每章有小結(jié)并備有一定數(shù)量的習(xí)題?！镀胀ǜ叩冉逃晃鍑壹壱?guī)劃教材?計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》可作為高等學(xué)校計算機專業(yè)高年級學(xué)生的教材，也可作為有關(guān)專業(yè)的研究生教材以及從事計算機研究和設(shè)計人員的參考書。

作者簡介

　　陸鑫達，上海交通大學(xué)計算機科學(xué)與工程系教授。博士生導(dǎo)師，網(wǎng)格計算中心首席顧問，中國計算機學(xué)會高級委員，體系結(jié)構(gòu)專委會和開放系統(tǒng)專委會委員謄貴州大學(xué)兼職教授。1961年和1964年分別獲哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機專業(yè)學(xué)士和碩士學(xué)位。長期從事高性能并行計算及并行編程環(huán)境和算法設(shè)計研究。 　　1979—1981年為英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)計算機系訪問學(xué)者。從事高度并行計算等技術(shù)研究。1987—1990年為德國GMD—FIRST柏林計算機研究所和柏林工業(yè)大學(xué)(TUB)的客座首席科學(xué)家，從事新型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)高性能計算系統(tǒng)研究，并負(fù)責(zé)國家自然科學(xué)基金會重大項目中的中德國際合作項目。曾任中國大百科全書“自動控制和系統(tǒng)工程”卷“信息處理”分卷副主編。主編教材《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》，教材譯著《可擴展并行計算：技術(shù)、結(jié)構(gòu)與編程》、《并行程序設(shè)計》、《先進計算機體系結(jié)構(gòu)與并行處理》、《計算機組成與體系結(jié)構(gòu)》。教育部科技進步三等獎獲得者。1993年起享受國務(wù)院政府特殊津貼。

書籍目錄

第1章　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)1.1　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的含義和分類1.1.1 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)含義1.1.2　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類1.2　計算機系統(tǒng)設(shè)計準(zhǔn)則1.2.1 計算機系統(tǒng)設(shè)計的定量原理1.2.2　計算機系統(tǒng)設(shè)計者的主要任務(wù)1.3　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展1.3.1　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的演變1.3.2　軟件、應(yīng)用需求和器件對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響本章小結(jié)習(xí)題第2章　計算機的性能及其評估標(biāo)準(zhǔn)2.1 引言2.2　計算機性能和性價比2.2.1 衡量計算機性能的主要標(biāo)準(zhǔn)2.2.2　衡量CPU性能的公式2.2.3　MIPS和MFLOPS2.3　計算機性能的評估標(biāo)準(zhǔn)2.3.1 評估計算機性能的基準(zhǔn)測試程序2.3.2　性能評價結(jié)果的統(tǒng)計和比較2.4　計算機成本和價格本章小結(jié)習(xí)題第3章　數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)表示3.1　數(shù)據(jù)類型3.1.1　基本數(shù)據(jù)類型3.1.2　結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)類型3.2　數(shù)據(jù)表示3.2.1 數(shù)據(jù)表示、數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系3.2.2　二進制定點、浮點數(shù)據(jù)表示3.2.3　數(shù)據(jù)表示實例3.2.4 向量數(shù)據(jù)表示3.2.5 自定義數(shù)據(jù)表示本章小結(jié)習(xí)題第4章　指令系統(tǒng)設(shè)計原理和風(fēng)格4.1 引言4.2　指令系統(tǒng)集結(jié)構(gòu)的分類4.2.1 堆棧型、累加器型和通用寄存器型指令集結(jié)構(gòu)4.2.2　通用寄存器型中的進一步分類4.3　操作數(shù)訪問（尋址）方式4.3.1　按地址訪問方式4.3.2　按內(nèi)容訪問方式4.4　指令格式及其優(yōu)化4.5　兩種不同的指令系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)格——CISC和RISC4.5.1　CISC設(shè)計風(fēng)格4.5.2　RISC設(shè)計風(fēng)格4.6　RISC機指令系統(tǒng)實例和分析4.6.1 美國加州大學(xué)伯克利分校的RISC柵和SUN SPARC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.6.2　美國斯坦福大學(xué)的MIPS機和MIPS R30004.6.3　新一代RISC機的主要特征和發(fā)展趨向4.7 指令系統(tǒng)對多媒體操作的支持4.7.1 多媒體處理的需求……第5章 標(biāo)量流水技術(shù)第6章 向量流水技術(shù)第7章 存儲體系第8章 輸入/輸出子系統(tǒng)第9章 并行計算技術(shù)第10章 新型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參考文獻

章節(jié)摘錄

　　第2章　計算機的性能及其評估標(biāo)準(zhǔn)　　2.1　引言　　前一章提到在設(shè)計一個計算機系統(tǒng)時，除了要搞清軟/硬件界面外，還要從設(shè)計者角度，按所希望要達到的性能價格比最合理地實現(xiàn)硬件功能。那么，計算機系統(tǒng)的性能與價格指的是什么以及如何來衡量它們便是本章要著重探討的問題?！　≡趶氖乱粋€計算機系統(tǒng)設(shè)計時往往可從以下3種方式中加以選擇：　?、僮非蟾咝阅苤笜?biāo)的設(shè)計。這種設(shè)計方式通常是不考慮成本的，如超級機設(shè)計?！　、谧非蟮统杀镜脑O(shè)計。這種設(shè)計方式往往是以犧牲性能為代價的。　?、劢橛谏鲜鰞烧咧g，這是最能吸引用戶的設(shè)計方式。下面的討論主要是針對第三種設(shè)計方式。首先，將討論計算機系統(tǒng)性能以及它的衡量方法，然后討論有關(guān)計算機的成本和價格?！　?.2　計算機性能和性價比　　2.2.1　衡量計算機性能的主要標(biāo)準(zhǔn)　　衡量計算機系統(tǒng)性能可采用各種尺度，但最為可靠的衡量尺度是時間。時間可根據(jù)計算方法給以不同定義，例如響應(yīng)時間、CPU時間等。響應(yīng)時間是指在用戶向計算機系統(tǒng)送入一個任務(wù)后，直到獲得他所需要的結(jié)果所需的等待時間，其中包括訪問磁盤和主存儲器時間、CPU運算時間、I/O動作時間以及操作系統(tǒng)工作的時間開銷等。雖然這種定義比較直觀，但對于多道程序，由于CPU可在某一程序等待I/O操作時轉(zhuǎn)去執(zhí)行其他程序，而響應(yīng)時間并不能區(qū)別這種情況。另一種情況是只考慮CPU時間，此時便可加以區(qū)別，它將不包括等待I/O操作的時間以及CPU轉(zhuǎn)去運行其他程序所花的時間。當(dāng)然，CPU時間本身還可分為用戶CPU時間和系統(tǒng)CPU時間。系統(tǒng)CPU時間的統(tǒng)計很難做到精確，因為這實際上是要求操作系統(tǒng)進行自測量。

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