現(xiàn)代計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)

前言

　　本書特色　　將計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論、方法和技術(shù)與目前行業(yè)發(fā)展的需要緊密結(jié)合。在介紹計算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計所必需掌握的知識的基礎(chǔ)上，以提高效率和系統(tǒng)優(yōu)化為目標(biāo)，重點(diǎn)闡述并行化計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計方法，并融入多核體系結(jié)構(gòu)的新概念。從當(dāng)前高性能、多功能計算機(jī)系統(tǒng)的嵌入化、專用化和高集成化的角度，介紹計算機(jī)系統(tǒng)的概念，分析其組成、設(shè)計、構(gòu)建的過程，討論基于SoC的高級嵌入式系統(tǒng)設(shè)計模式與方法，使計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容向?qū)嵱没较蜓由欤瑸閷W(xué)生將來從事多核體系結(jié)構(gòu)及嵌入式系統(tǒng)的研究和設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。另外，本書還介紹了幾種有代表性的非諾依曼結(jié)構(gòu)的計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計思想，以開拓學(xué)生的綜合創(chuàng)新思路?！　　艾F(xiàn)代計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)”課程一直是理論性比較強(qiáng)，且相對于其他硬件類課程比較抽象的一門計算機(jī)專業(yè)課程，必須在建立計算機(jī)系統(tǒng)軟硬件完整概念的基礎(chǔ)上，才能學(xué)好、學(xué)透。而且這門課程注重的是計算機(jī)系統(tǒng)的分析、設(shè)計、構(gòu)建和優(yōu)化等一系列理論研究方法，并不是具體的實(shí)現(xiàn)技術(shù)細(xì)節(jié)，因此學(xué)生學(xué)習(xí)起來往往會感到空泛?！　”緯瞧胀ǜ叩冉逃笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材，作者結(jié)合多年的教學(xué)和科研實(shí)踐經(jīng)驗，按照基礎(chǔ)-優(yōu)化-實(shí)用-創(chuàng)新的思路，不但介紹了計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念、原理、結(jié)構(gòu)和分析方法，還著重通過實(shí)際機(jī)型重點(diǎn)闡述計算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計思想，將計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論、研究方法和技術(shù)與目前行業(yè)發(fā)展的需要緊密結(jié)合，使計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程內(nèi)容向?qū)嵱没托吕砟罘较蜓由??！　”緯卜譃?章。第1章介紹計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、指令系統(tǒng)的設(shè)計思想與尋址方式、I/O系統(tǒng)的整體設(shè)計及其流量分析、存儲體系發(fā)展過程和設(shè)計實(shí)現(xiàn)的幾種常用技術(shù)手段，這部分內(nèi)容是學(xué)習(xí)計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)必須具備的最基本的知識，要求學(xué)生必須全面了解與掌握；第2章介紹流水處理技術(shù)以及超流水、超標(biāo)量和超長指令字處理機(jī)。超流水和超標(biāo)量流水線技術(shù)的采用，可以在一個時鐘周期內(nèi)完成多條指令的執(zhí)行；而VLIW描述了另外一種指令集的設(shè)計思想，在這種指令集中編譯器把許多簡單、獨(dú)立的指令組合到一條指令字中；第3章介紹并行處理機(jī)設(shè)計的基礎(chǔ)知識，主要介紹并行處理機(jī)的互連網(wǎng)絡(luò)、消息傳遞機(jī)制以及基于多處理單元陣列結(jié)構(gòu)的并行算法等內(nèi)容；第4章討論多處理機(jī)系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)，包括多處理器的概念、分類、結(jié)構(gòu)和性能，介紹把多臺處理機(jī)組成高并行度系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，并深入分析這類系統(tǒng)的改進(jìn)方法；第5章介紹非諾依曼結(jié)構(gòu)的新型計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)流計算機(jī)、歸約機(jī)、數(shù)據(jù)庫與知識庫機(jī)以及智能計算機(jī)等；第6章介紹嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的基本概念，分析軟硬件的組成和設(shè)計過程；第7章介紹嵌入式系統(tǒng)的高級形式——SoC系統(tǒng)；第8章著重介紹多內(nèi)核處理器的設(shè)計，包括Cache組織方式、Cache一致性協(xié)議、片上互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計以及同步機(jī)制等問題?！　∮捎谧髡咚接邢?，對書中的錯誤和不足之處，懇請廣大讀者批評指正。

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，在介紹計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念、原理、結(jié)構(gòu)和分析方法的基礎(chǔ)上，著重闡述系統(tǒng)并行化、嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)、SoC及片上多處理器的設(shè)計思想，幫助學(xué)生建立計算機(jī)系統(tǒng)的完整概念?！　”緯卜譃?章。第1章介紹計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、指令設(shè)計與尋址、I/O系統(tǒng)設(shè)計和存儲體系設(shè)計等基礎(chǔ)內(nèi)容；第2章討論流水處理技術(shù)以及超標(biāo)量、超流水和超長指令字處理機(jī)；第3章介紹并行處理機(jī)設(shè)計的基礎(chǔ)知識；第4章討論多處理機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)；第5章介紹非諾依曼結(jié)構(gòu)的新型計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)；第6章介紹嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)的概念，分析其組成和設(shè)計過程；第7章介紹嵌入式系統(tǒng)的高級形式--SoC的設(shè)計方法；第8章著重介紹多內(nèi)核處理器的設(shè)計，包括Cache組織方式、Cache一致性協(xié)議、片上互連網(wǎng)絡(luò)設(shè)計以及同步機(jī)制等問題?！　”緯勺鳛楦叩仍盒Ｓ嬎銠C(jī)專業(yè)的高年級本科教材或研究生教材，也可作為從事計算機(jī)系統(tǒng)或嵌入式系統(tǒng)設(shè)計的工程技術(shù)人員的參考書。

書籍目錄

第1章 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)　1.1 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念　1.2 指令與尋址　1.3 輸入輸出系統(tǒng)　1.4 存儲體系第2章 流水處理技術(shù)　2.1 一次重疊　2.2 先行控制  　2.3 流水技術(shù)原理　2.4 流水線的分類　2.5 流水線的相關(guān)及其處理技術(shù)　2.6 流水線調(diào)度　2.7 超標(biāo)量流水處理機(jī)　2.8 超流水線處理機(jī)　2.9 超長指令字處理機(jī)　2.10 超標(biāo)量超流水處理機(jī)第3章 并行處理機(jī)　3.1 互連網(wǎng)絡(luò)的基本概念　3.2 單級互連網(wǎng)絡(luò)　3.3 多級互連網(wǎng)絡(luò)　3.4 互連網(wǎng)絡(luò)的消息傳送　3.5 陣列處理機(jī)第4章 多處理機(jī)系統(tǒng)　4.1 多處理機(jī)系統(tǒng)概述　4.2 多處理機(jī)的Cache一致性　4.3 多處理機(jī)系統(tǒng)第5章 新型計算機(jī)系統(tǒng)第6章 嵌入式計算機(jī)系統(tǒng)第7章 SoC系統(tǒng)第8章 片上多處理器參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　1．網(wǎng)絡(luò)計算的4種基本形式　　1）企業(yè)計算　　企業(yè)計算是“以實(shí)現(xiàn)大型組織內(nèi)部和組織之間的信息共享和協(xié)同工作為主要需求而形成的網(wǎng)絡(luò)計算技術(shù)”，其核心是Client／server計算模型和相關(guān)的中間件技術(shù)。在使用中間件（處于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間的軟件）時，往往是一組中間件集成在一起，構(gòu)成一個平臺（包括開發(fā)平臺和運(yùn)行平臺），但在這組中間件中必須要有一個通信中間件?！　≡诨ミB的計算機(jī)硬件上部署新型的分布式操作系統(tǒng)，全面徹底地管理整個網(wǎng)絡(luò)，給用戶單一的系統(tǒng)視圖，幾乎是不可能的。于是開始用中間件平臺技術(shù)，中間件平臺技術(shù)可屏蔽系統(tǒng)的異構(gòu)性，支持局部自治系統(tǒng)的信息交互和協(xié)同。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中間件取得了令人矚目的發(fā)展，出現(xiàn)了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫訪問、遠(yuǎn)程過程調(diào)用、消息傳遞和交易管理等各類中間件?！　?0世紀(jì)90年代末，面向?qū)ο蟮闹虚g件技術(shù)成為中間件平臺的主流技術(shù)，其研究熱點(diǎn)是建立標(biāo)準(zhǔn)化的對象請求代理，屏蔽網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下計算平臺、操作系統(tǒng)、編程語言、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的異構(gòu)性和復(fù)雜性，使分布在網(wǎng)絡(luò)上的應(yīng)用系統(tǒng)能夠協(xié)同工作，為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供通用的高級網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)以及與應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的增值服務(wù)。

圖書封面

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