計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

前言

本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，也是上海市精品課程建設的成果。本次修訂在電子工業(yè)出版社1997年出版的“九五”國家級規(guī)劃教材《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》和2003年7月出版的“十五”國家級規(guī)劃教材《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（第2版）》的基礎上，根據(jù)最新的計算機學科教學計劃和教育部普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材的要求，吸取了計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并行處理技術(shù)發(fā)展的新理論、新成果以及國外同類教材的優(yōu)點，對原教材（第2版）進行了較大修改和增補。希望通過本教材（第3版）的出版使用，聽取各方面意見，為進一步提高教材質(zhì)量并使之成為精品教材打下良好的基礎。本教材共分11章，參考教學時數(shù)為40～80。第1章簡要介紹計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念，以及計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展過程。第2～9章以現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并行處理為主線，本著計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中硬中有軟、軟中有硬、相互轉(zhuǎn)換、彼此滲透的觀點，從原理、結(jié)構(gòu)、分析、設計和實現(xiàn)等方面，對計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合成、存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)、并行處理機、多處理機系統(tǒng)、RISC結(jié)構(gòu)、分布計算環(huán)境結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流計算機結(jié)構(gòu)等進行了比較深入的分析和探討。第10章就軟件對計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響進行了專門的討論與分析。第11章就現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展進行了綜述。本教材在編寫過程中，力求文字精練，內(nèi)容具體、準確，并能反映現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平。與第2版相比，主要有如下特點：第一，反映了國內(nèi)外計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面比較成熟的研究成果和最新發(fā)展；第二，內(nèi)容更加全面，增加了較多的新內(nèi)容，凡屬于計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要內(nèi)容均有涉及；第三，對許多關(guān)鍵知識點的陳述更加深入，本書吸取了國外同類教材部分量化研究方法，力求從系統(tǒng)定量分析和系統(tǒng)設計的高度來介紹計算機系統(tǒng)的基本概念和基本分析方法。

內(nèi)容概要

本書是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。全書共11章。第1章介紹計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念和計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展過程；第2～9章以現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并行處理為主線，對計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合成、存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、流水線結(jié)構(gòu)、并行處理機、多處理機系統(tǒng)、RISC結(jié)構(gòu)、分布計算環(huán)境結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)流計算機結(jié)構(gòu)等進行了比較深入的分析和探討；第10章討論軟件對計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響；第11章就現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最新發(fā)展進行了綜述。本書為任課老師免費提供電子課件和例題及習題參考解答?！　”緯歉叩葘W校計算機專業(yè)本科生“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的通用教材，也可作為有關(guān)專業(yè)研究生教材和科技工作者的參考書。

書籍目錄

第1章 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)導論 　1.1 計算機系統(tǒng)的基本概念 　1.2 計算機系統(tǒng)的發(fā)展 　　1.2.1 馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的特點 　　1.2.2 器件發(fā)展對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.3 應用對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.4 算法對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.5 價格對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 　　1.2.6 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的分類和發(fā)展過程 　1.3 計算機系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu) 　　1.3.1 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 　　1.3.2 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義 　　1.3.3 計算機組成與實現(xiàn) 　　1.3.4 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實現(xiàn)三者的關(guān)系 　　1.3.5 計算機系統(tǒng)的特性 　1.4 計算機系統(tǒng)設計的方法 　　1.4.1 軟、硬件取舍的基本原則 　　1.4.2 計算機系統(tǒng)設計的定量原則 　　1.4.3 計算機系統(tǒng)的設計任務 　　1.4.4 計算機系統(tǒng)的設計步驟 　1.5 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究領域 　　1.5.1 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類 　　1.5.2 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究方向 　　1.5.3 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢 第2章 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合成 　2.1 中央處理器 　　2.1.1 CPU組成 　　2.1.2 數(shù)據(jù)表示 　　2.1.3 尋址方式分析 　　2.1.4 指令優(yōu)化 　2.2 總線結(jié)構(gòu) 　　2.2.1 總線的分類 　　2.2.2 總線結(jié)構(gòu)的特點 　　2.2.3 總線通信方式 　　2.2.4 總線仲裁 　　2.2.5 總線標準 　2.3 存儲系統(tǒng)概述 　　2.3.1 存儲器容量、速度與價格的關(guān)系 　　2.3.2 存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) 　　2.3.3 存儲系統(tǒng)的性能參數(shù) 　　2.3.4 程序訪問的局部性 　2.4 輸入/輸出系統(tǒng) 　　2.4.1 輸入系統(tǒng) 　　2.4.2 輸出系統(tǒng) 　　2.4.3 中斷系統(tǒng) 　　2.4.4 通道處理機和I/O處理機 第3章 存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 第4章 流水線結(jié)構(gòu) 第5章 并行處理機 第6章 多處理機系統(tǒng) 第7章 RISC結(jié)構(gòu) 第8章 分布計算環(huán)境結(jié)構(gòu) 第9章 數(shù)據(jù)流計算機結(jié)構(gòu) 第10章 軟件對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響 第11章 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展 參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：由于器件的性能價格比迅速提高，促使新研制的組成技術(shù)加速下移。例如Cache，原先只有大型機才有，20世紀80年代初，中小型機都有了，而且容量比大型機還要大。至20世紀90年代，Cache已出現(xiàn)在PC機內(nèi)。目前芯片廠商已將Cache集成到MPU內(nèi)，如Pentium系列MPU，就有片內(nèi)Cache和MMU（存儲器管理部件）。器件發(fā)展也使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)“下移”速度加快。大型機的數(shù)據(jù)表示、指令系統(tǒng)和操作系統(tǒng)出現(xiàn)在小型機、微型機上。MPU使多處理機的分布處理有了扎實的基礎。器件的發(fā)展還影響到算法、語言和軟件的發(fā)展，由多個MPU可以構(gòu)成并行處理系統(tǒng)，為了充分發(fā)揮它的高速運算能力，必須研究并行算法、并行語言、并行處理的操作系統(tǒng)和應用軟件。計算機業(yè)界正在經(jīng)歷幾十年來最重大的轉(zhuǎn)型，進入了一個嶄新的時代，性能和能效對于市場以及與計算有關(guān)的各個領域來說都極其重要，其解決方案從晶體管級邁向了芯片級和平臺級。新型操作系統(tǒng)，如微軟的視窗Vista和Windows 7，更為逼真的游戲、在線視頻以及高清晰電視的出現(xiàn)對計算機的處理能力提出了新的、更高的要求。又如，在轉(zhuǎn)向高清晰度電視時，僅用于解碼的處理能力就是原來的8倍。在增強處理能力的同時，減少熱量、降低能耗、延長電池壽命也變得越來越重要。而發(fā)展半導體技術(shù)（硅技術(shù)）是總體解決方案的核心。Intel新型Core微結(jié)構(gòu)和Intel Core 2 Duo MPU性能基準測試處于當前世界領先水平，而于2007年11月Intel推出Intel Core 2 Extreme四核。MPU，其性能比雙核MPU高出70％。

編輯推薦

《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(第3版)》在國家規(guī)劃教材的基礎上。進行全面更新。以適應高校課程與教學改革的需要。并特別注意教材的可讀性和可用性。為任課教師提供各種教學服務（包括教學電子課件、教學指導材料、習題解答和實驗指導等）。計算機學科教學計劃。

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