計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校計算機專業(yè)教材精選·計算機原理·計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》共分12章。第1章緒論，內(nèi)容包括計算機系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計算機系統(tǒng)性能的定量分析與測試；第2章指令系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，內(nèi)容包括操作碼、地址碼和指令系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計；第3章流水線處理機，內(nèi)容包括流水線的分類、級別、結(jié)構(gòu)和性能分析；第4章流水線的相關(guān)處理技術(shù)，內(nèi)容包括流水作業(yè)的相關(guān)問題和冒險，以及其局部相關(guān)和全局相關(guān)的處理技術(shù)；第5章多功能非線性流水線的調(diào)度，內(nèi)容包括這種流水線的表示及其無沖突調(diào)度和調(diào)度優(yōu)化；第6章向量處理機，內(nèi)容包括向量及其處理、向量處理機的結(jié)構(gòu)、指令和存儲器結(jié)構(gòu)；第7章互連函數(shù)，包括7種互連函數(shù)的表達式及其分析；第8章互連網(wǎng)絡(luò)，包括靜態(tài)互連網(wǎng)和動態(tài)互連網(wǎng)；第9章消息傳遞機制，內(nèi)容包括消息及其格式、消息尋徑方式和算法；第10章陣列處理機系統(tǒng)，內(nèi)容包括陣列結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成、指令執(zhí)行方式和實例；第11章多處理器系統(tǒng)，內(nèi)容包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、集成方式和cache一致性問題；第12章多計算機系統(tǒng)，包括其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和并行程序設(shè)計。每章后都附有典型習(xí)題。

作者簡介

李文兵，中國最早一代PC程序員，從事軟件開發(fā)超過20年，見證了中國軟件行業(yè)發(fā)展的全部歷程，熟悉多種編程語言。他曾就職于若干軟件企業(yè)，擔(dān)任程序員、高級程序員、系統(tǒng)分析員、項目經(jīng)理、測試部主管、開發(fā)部經(jīng)理及技術(shù)總監(jiān)等職，參與過多個軟件項目的開發(fā)，涉及通信、外貿(mào)、制造、金融、移動通信和電信等諸多應(yīng)用領(lǐng)域。在從程序編碼、系統(tǒng)設(shè)計、需求分析到軟件測試的各個軟件工程環(huán)節(jié)上，均具有扎實的理論基礎(chǔ)和豐富的實踐經(jīng)驗。李文兵從2006年開始嘗試IT寫作，并以“麻地河”為筆名在IT168上發(fā)表過多篇技術(shù)和評論文章，以閱歷豐富、觀點獨到、文筆流暢見長，善于用樸素的語言解釋深奧的技術(shù)，深受讀者喜愛。歡迎讀者訪問本書配套網(wǎng)站www.madihe.com共同探討JSF技術(shù)

書籍目錄

第1章 緒論1.1 計算機系統(tǒng)1.2 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1.3 計算機系統(tǒng)性能的定量分析與測試習(xí)題第2章 指令系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計2.1 指令系統(tǒng)2.2 操作碼的優(yōu)化設(shè)計2.3 地址碼的優(yōu)化設(shè)計2.4 指令系統(tǒng)的優(yōu)化2.5 復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機與精簡指令系統(tǒng)計算機習(xí)題27 第3章 流水線處理機3.1 流水線的概念3.2 流水線結(jié)構(gòu)3.3 線性流水線的性能分析習(xí)題第4章 流水線的相關(guān)處理技術(shù)第5章 多功能非線性流水線的調(diào)度第6章 向量處理機第7章 互連函數(shù)及互連代數(shù)第8章 互連網(wǎng)絡(luò)第9章 消息傳遞機制第10章 陣列處理機系統(tǒng)第11章 多處理器系統(tǒng)第12章 多計算機系統(tǒng)參考文獻

章節(jié)摘錄

第1章　緒論1.2　計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（computer architecture）術(shù)語（1）從計算機系統(tǒng)的設(shè)計角度來看計算機的一般設(shè)計過程如下：①確定計算機的功能、性能和價位；②設(shè)計指令系統(tǒng)；③結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括存儲系統(tǒng)、總線結(jié)構(gòu)、I/0系統(tǒng)，以及內(nèi)部CPU結(jié)構(gòu)等；④硬件設(shè)計，主要是硬件邏輯設(shè)計及其芯片的封裝技術(shù)。站在計算機設(shè)計者的角度來看，計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指的就是第②步要完成的任務(wù)，即指令集（instruction set）的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這是計算機軟件與硬件的界面。關(guān)于這一看法，在美國斯坦福大學(xué)教授John L.Hennessy與加州大學(xué)伯克利分校教授David A.Patterson合著的《Computer Architecture：a quantitative approach》書的第3版中寫道，計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這一術(shù)語通常僅指指令集設(shè)計。又說，指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指實際程序員所見的指令集，這一指令集的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)擔(dān)當(dāng)著軟件與硬件之間的界面。（2）從計算機系統(tǒng)的應(yīng)用角度來看 這里有必要再強調(diào)一下，計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指的是機器語言級的程序員所看到的計算機屬性，即概念性結(jié)構(gòu)與功能特性。這里，實際上是強調(diào)了以下兩點。①不同級別的程序員所看到的計算機系統(tǒng)將具有不同的屬性。譬如，高級程序員看NOVA機（雙總線結(jié)構(gòu)）和PDP-11機（單總線結(jié)構(gòu)）幾乎沒有什么差別，具有相同的屬性，而它們的差別是看不出來的。這時，NOVA機與PDP-11機的差別。對于高級程序員來說具有透明性（transparency）。透明性是計算機學(xué)科中一個重要概念，是指本來存在的事物或?qū)傩?，如果從某個角度去看，好像不存在，就稱之為透明。同樣是NOVA與PDP-11這兩種機型，讓機器語言級程序員去看，屬性卻不同，這主要表現(xiàn)在指令系統(tǒng)及其相關(guān)的寄存器結(jié)構(gòu)上。因此計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)強調(diào)的是，機器語言級程序員所看見的計算機屬性。應(yīng)該認(rèn)為，Hennessy與Patterson在定義計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時所說的實際程序員指的就是機器語言級程序員。②與從計算機系統(tǒng)設(shè)計者的角度相比，這里強調(diào)的是功能性結(jié)構(gòu)，是從機器語言級程序員角度所看到的計算機軟件與硬件交界面的結(jié)構(gòu)。這實際上還是指指令系統(tǒng)及其相關(guān)的功能結(jié)構(gòu)。總之，無論從哪個角度看，計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)這一術(shù)語是專指計算機系統(tǒng)中軟件與硬件交界面的結(jié)構(gòu)及其功能，它所指的這一結(jié)構(gòu)層面屬于硬件范疇。這樣，對于計算機系統(tǒng)設(shè)計者來說，就要研究計算機軟件與硬件的功能分配，并確定它們的界面，就是確定哪些功能由軟件實現(xiàn)？哪些功能由硬件實現(xiàn)？硬件實現(xiàn)其功能是靠指令驅(qū)動的，而軟件功能的實現(xiàn)，也要把軟件編譯為其所對應(yīng)的指令序列，可見，軟件與硬件之間的這個界面只能是指令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

編輯推薦

《高等學(xué)校計算機專業(yè)教材精選·計算機原理·計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)》是“計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”課程的教材，適合計算機或相關(guān)專業(yè)本科生和碩士研究生使用，也可供有關(guān)工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)參考。

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