計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地講述計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理、基本結(jié)構(gòu)、基本分析方法以及近年來該領(lǐng)域的進(jìn)展?！　∪珪卜?章。主要內(nèi)容包括：計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概論及并行性的發(fā)展；數(shù)據(jù)表示、尋址方式與指令系統(tǒng)的設(shè)計、優(yōu)化、發(fā)展和改進(jìn)；存儲、中斷、總線與輸入／輸出系統(tǒng)；虛擬存儲器和高速緩沖存儲器；重疊方式和流水方式的標(biāo)量處理機(jī)以及指令級高度并行的超級處理機(jī)；向量的流水處理和向量流水處理機(jī)、陣列處理機(jī)的原理、并行算法和互連網(wǎng)絡(luò)；多處理機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)、多Cache的一致性、程序的并行性、性能、操作系統(tǒng)和多處理機(jī)的發(fā)展；數(shù)據(jù)流計算機(jī)和歸約機(jī)。    本書內(nèi)容豐富，取材適當(dāng)，每章均有大量案例和習(xí)題。本書可作為計算機(jī)專業(yè)本科生的教材，也可作為相關(guān)領(lǐng)域科技人員的參考書。

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第1章 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概論及并行性的發(fā)展  1.1 計算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)　1.2 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計算機(jī)組成和計算機(jī)實現(xiàn)　　1.2.1 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義和內(nèi)涵　　1.2.2 計算機(jī)組成與計算機(jī)實現(xiàn)的定義和內(nèi)涵　　1.2.3 計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實現(xiàn)的相互影響　1.3 計算機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件取舍和定量設(shè)計原理　　1.3.1 軟、硬件取舍的基本原則　　1.3.2 計算機(jī)系統(tǒng)的定量設(shè)計原理　1.4 軟件、應(yīng)用、器件對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響　　1.4.1 軟件發(fā)展對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響　　1.4.2 應(yīng)用的發(fā)展對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響　　1.4.3 器件的發(fā)展對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響　1.5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的并行性發(fā)展和計算機(jī)系統(tǒng)分類　　1.5.1 并行性概念　　1.5.2 計算機(jī)系統(tǒng)的分類　習(xí)題1第2章 數(shù)據(jù)表示、尋址方式與指令系統(tǒng)　2.1 數(shù)據(jù)表示　　2.1.1 數(shù)據(jù)表示與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)　　2.1.2 高級數(shù)據(jù)表示　　2.1.3 引入數(shù)據(jù)表示的原則　　2.1.4 浮點數(shù)尾數(shù)基值大小和下溢處理方法的選擇　2.2 尋址方式　　2.2.1 尋址方式的三種面向　　2.2.2 尋址方式在指令中的指明　　2.2.3 程序在主存中的定位技術(shù)　　2.2.4 物理主存中信息的存儲分布　2.3 指令系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化　　2.3.1 指令系統(tǒng)設(shè)計的基本原則　　2.3.2 指令操作碼的優(yōu)化　　2.3.3 指令字格式的優(yōu)化　2.4 指令系統(tǒng)的發(fā)展和改進(jìn)　　2.4.1 兩種途徑和方向(CISC和RISC)　　2.4.2 按CISC方向發(fā)展和改進(jìn)指令系統(tǒng)　　2.4.3 按RISC方向發(fā)展和改進(jìn)指令系統(tǒng)　習(xí)題2 第3章 存儲、中斷、總線與I／O系統(tǒng)　3.1 存儲系統(tǒng)的基本要求和并行主存系統(tǒng)　　3.1.1 存儲系統(tǒng)的基本要求　　3.1.2 并行主存系統(tǒng)　3.2 中斷系統(tǒng)　　3.2.1 中斷的分類和分級　　3.2.2 中斷的響應(yīng)次序與處理次序　3.3 總線系統(tǒng)　　3.3.1 總線的分類　　3.3.2 總線的控制方式　　3.3.3 總線的通信技術(shù)　　3.3.4 數(shù)據(jù)寬度與總線線數(shù)　3.4 輸入／輸出系統(tǒng)　　3.4.1 輸入／輸出系統(tǒng)概述　　3.4.2 通道處理機(jī)的工作原理和流量設(shè)計　習(xí)題3第4章 存儲體系　4.1 基本概念　　4.1.1 存儲體系及其分支　　4.1.2 存儲體系的構(gòu)成依據(jù)　　4.1.3 存儲體系的性能參數(shù)　4.2 虛擬存儲器　　4.2.1 虛擬存儲器的管理方式　　4.2.2 頁式虛擬存儲器的構(gòu)成　　4.2.3 頁式虛擬存儲器實現(xiàn)中的問題　4.3 高速緩沖存儲器　　4.3.1 工作原理和基本結(jié)構(gòu)　　4.3.2 地址的映象與變換　　4.3.3 Cache存儲器的LRU替換算法的硬件實現(xiàn)　　4.3.4 Cache存儲器的透明性及性能分析　習(xí)題4第5章 標(biāo)量處理機(jī)　5.1 重疊方式　　5.1.1 重疊原理與一次重疊　　5.1.2 相關(guān)處理　5.2 流水方式　　5.2.1 基本概念　　5.2.2 標(biāo)量流水線的主要性能　　5.2.3 標(biāo)量流水機(jī)的相關(guān)處理和控制機(jī)構(gòu)　5.3 指令級高度并行的超級處理機(jī)　　5.3.1 超標(biāo)量處理機(jī)　　5.3.2 超長指令字處理機(jī)　　5.3.3 超流水線處理機(jī)　　5.3.4 超標(biāo)量超流水線處理機(jī)　習(xí)題5第6章 向量處理機(jī)　6.1 向量的流水處理與向量流水處理機(jī)　　6.1.1 向量的處理和向量的流水處理　　6.1.2 向量流水處理機(jī)的結(jié)構(gòu)舉例　　6.1.3 通過并行、鏈接提高性能　6.2 陣列處理機(jī)的原理　　6.2.1 陣列處理機(jī)的構(gòu)形和特點　　6.2.2 ILLIACⅣ的處理單元陣列結(jié)構(gòu)　　6.2.3 ILLIACⅣ的并行算法舉例　6.3 SIMD計算機(jī)的互連網(wǎng)絡(luò)　　6.3.1 互連網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計目標(biāo)與互連函數(shù)　　6.3.2 互連網(wǎng)絡(luò)應(yīng)抉擇的幾個問題　　6.3.3 基本的單級互連網(wǎng)絡(luò)　　6.3.4 基本的多級互連網(wǎng)絡(luò)　　6.3.5 全排列網(wǎng)絡(luò)　6.4 共享主存構(gòu)形的陣列處理機(jī)中并行存儲器的無沖突訪問　習(xí)題6第7章 多處理機(jī)　7.1 多處理機(jī)的概念、問題和硬件結(jié)構(gòu)　　7.1.1 多處理機(jī)的基本概念和要解決的技術(shù)問題　　7.1.2 多處理機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)　7.2 緊耦合多處理機(jī)多Cache的一致性問題　　7.2.1 多Cache的一致性問題的產(chǎn)生　　7.2.2 多Cache的一致性問題的解決辦法　7.3 多處理機(jī)的并行性和性能　　7.3.1 并行算法　　7.3.2 程序并行性分析　　7.3.3 并行語言與并行編譯　　7.3.4 多處理機(jī)的性能　7.4 多處理機(jī)的操作系統(tǒng)　　7.4.1 主從型操作系統(tǒng)　　7.4.2 各自獨立型操作系統(tǒng)　　7.4.3 浮動型操作系統(tǒng)　7.5 多處理機(jī)的發(fā)展　　7.5.1 分布式共享存儲器多處理機(jī)　　7.5.2 對稱多處理機(jī)　　7.5.3 多向量多處理機(jī)　　7.5.4 并行向量處理機(jī)　　7.5.5 大規(guī)模并行處理機(jī)　　7.5.6 機(jī)群系統(tǒng)　習(xí)題7第8章 數(shù)據(jù)流計算機(jī)和歸約機(jī)　8.1 數(shù)據(jù)流計算機(jī)　　8.1.1 數(shù)據(jù)驅(qū)動的概念　　8.1.2 數(shù)據(jù)流程序圖和語言　　8.1.3 數(shù)據(jù)流計算機(jī)的結(jié)構(gòu)　　8.1.4 數(shù)據(jù)流計算機(jī)存在的問題　8.2 歸約機(jī)　習(xí)題8參考文獻(xiàn)

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