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商品簡介
名人/編輯推薦
目次
商品簡介
陳智勇編著的這本《計算機系統結構(第2版)》系統地介紹了計算機系統結構的基本概念、設計原理和分析方法，以及有關的先進技術和最新的發展趨向。
全書共分9章。第1章介紹計算機系統層次結構，計算機系統結構、組成、實現的定義及相互關系，計算機性能，以及計算機系統結構的分類。第2章介紹指令格式的優化，以及CISC、RISC、退耦CISC/RISC、後RISC的有關概念及其采用的相關技術。第3章介紹存儲體系，頁式虛擬存儲器和Cache存儲器。第4章介紹標量流水線技術，超標量超流水技術，VLIW體系結構，以及先進的流水線調度技術。第5章介紹并行處理技術，SIMD并行處理機及互連網絡。第6章介紹向量的流水處理，以及提高向量處理性能的常用技術。第7章介紹多處理機結構，多處理機Cache的一致性，多處理機性能模型，以及并行計算機模型。第8章主要介紹并行算法與并行編程的基礎知識。第9章主要介紹并行計算機系統結構的新發展。
本書內容豐富、取材先進，在闡述基本原理的基礎上，力圖給出設計方法和實例，以幫助讀者更好地理解一些比較抽象的概念。每章均有一定數量的例題和習題，書後附有習題的參考答案。本書免費提供配套電子課件，請登錄華信教育資源網下載(www.hxedu.com.cn)。本書可作為高等學校計算機專業本科教材，也可作為計算機相關專業研究生教材或科技人員的參考書。
全書共分9章。第1章介紹計算機系統層次結構，計算機系統結構、組成、實現的定義及相互關系，計算機性能，以及計算機系統結構的分類。第2章介紹指令格式的優化，以及CISC、RISC、退耦CISC/RISC、後RISC的有關概念及其采用的相關技術。第3章介紹存儲體系，頁式虛擬存儲器和Cache存儲器。第4章介紹標量流水線技術，超標量超流水技術，VLIW體系結構，以及先進的流水線調度技術。第5章介紹并行處理技術，SIMD并行處理機及互連網絡。第6章介紹向量的流水處理，以及提高向量處理性能的常用技術。第7章介紹多處理機結構，多處理機Cache的一致性，多處理機性能模型，以及并行計算機模型。第8章主要介紹并行算法與并行編程的基礎知識。第9章主要介紹并行計算機系統結構的新發展。
本書內容豐富、取材先進，在闡述基本原理的基礎上，力圖給出設計方法和實例，以幫助讀者更好地理解一些比較抽象的概念。每章均有一定數量的例題和習題，書後附有習題的參考答案。本書免費提供配套電子課件，請登錄華信教育資源網下載(www.hxedu.com.cn)。本書可作為高等學校計算機專業本科教材，也可作為計算機相關專業研究生教材或科技人員的參考書。
名人/編輯推薦
陳智勇編著的這本《計算機系統結構(第2版)》系統地介紹了計算機系統結構的基本概念、設計原理和分析方法，以及有關的先進技術和最新的發展趨向。全書共分九章，主要內容包括：指令系統、存儲系統設計、流水線計算機設計技術、并行處理技術、向量處理機、多處理機、并行算法與并行編程基礎等。
目次
第1章 基礎知識
1.1 計算機系統層次結構
1.1.1 按功能劃分的多級層次結構
1.1.2 按功能劃分層次的好處
1.2 計算機系統結構
1.3 計算機組成
1.4 計算機實現
1.5 計算機性能
1.5.1 性能因子CPI
1.5.2 計算機性能常用指標MIPS和MFLOPS
1.5.3 計算機系統結構的性能評價標準
1.5.4 計算機系統設計的定量原理
1.6 計算機系統結構的分類
1.6.1 Flynn分類法
1.6.2 馮氏分類法
習題1
第2章 指令系統
2.1 指令格式的優化
2.1.1 操作碼的優化表示
2.1.2 指令字格式的優化
2.2 CISC
2.2.1 CISC的發展
2.2.2 CISC的特點
2.3 RISC
2.3.1 RISC結構采用的基本技術
2.3.2 經典CISC和純RISC處理器體系結構的比較
2.3.3 退耦CISC/RISC體系結構
2.4 後RISC
2.4.1 後RISC特征
2.4.2 幾種後RISC機器的比較
習題2
第3章 存儲系統設計
3.1 存儲系統原理
3.1.1 基本概念
3.1.2 多級存儲層次
3.1.3 存儲系統的性能參數
3.2 交叉訪問存儲器
3.2.1 主存系統的類型
3.2.2 高位交叉訪問存儲器
3.2.3 低位交叉訪問存儲器
3.2.4 拓寬存儲器頻寬的方法
3.3 頁式虛擬存儲器
3.3.1 虛擬存儲器的工作原理
3.3.2 虛擬存儲器的地址映像與變換
3.3.3 頁面替換算法及其實現
3.3.4 提高虛擬存儲器等效訪問速度的措施
3.3.5 影響主存命中率的某些因素
3.4 Cache存儲器
3.4.1 Cache存儲器的工作原理
3.4.2 Cache存儲器的地址映像與變換
3.4.3 Cache替換算法及其實現
3.4.4 Cache的透明性分析
3.4.5 Cache的取算法
3.4.6 影響Cache存儲器性能的因素
3.4.7 物理Cache與虛擬Cache
習題3
第4章 流水線計算機設計技術
4.1 流水線的工作原理、特點及分類
4.1.1 流水線的工作原理
4.1.2 流水線的特點
4.1.3 流水線的分類
4.2 相關問題及解決方法
4.2.1 資源相關
4.2.2 數據相關
4.2.3 控制相關
4.3 線性流水線性能分析
4.3.1 吞吐率和加速比
4.3.2 效率
4.4 線性流水線性能分析舉例
4.5 非線性流水線的調度技術
4.5.1 非線性流水線的基本概念
4.5.2 無沖突調度方法
4.5.3 優化調度方法
4.6 先進的流水技術：動態調度
4.6.1 流水的集中式動態調度：記分板機制
4.6.2 流水的分布式動態調度：Tomasulo方法
4.7 轉移預測技術
4.7.1 轉移的影響
4.7.2 轉移預測技術
4.7.3 轉移目標緩沖器
4.8 超標量處理機和VLIW體系結構
4.8.1 超標量處理機
4.8.2 VLIW體系結構
4.9 超流水線處理機
4.10 超標量超流水線處理機
習題4
第5章 并行處理技術
5.1 計算機系統結構中并行性的發展
5.1.1 并行性的基本概念
5.1.2 實現并行性技術的途徑
5.1.3 計算機系統結構中并行性的發展
5.2 SIMD并行處理機
5.2.1 SIMD并行處理機的基本結構與特點
5.2.2 陣列處理機ILLIAC Ⅳ的處理單元陣列結構
5.2.3 陣列處理機的并行算法
5.3 SIMD計算機的互連網絡
5.3.1 互連網絡的設計準則
5.3.2 互連函數的表示
5.3.3 單級互連網絡
5.4 網絡特性
5.4.1 結點度和網絡直徑
5.4.2 聚集帶寬和等分帶寬
5.4.3 數據尋徑功能
5.5 靜態網絡
5.5.1 靜態網絡的拓撲結構
5.5.2 k元n立方體網絡
5.6 動態網絡
5.6.1 總線互連方式
5.6.2 交叉開關互連方式
5.6.3 多級網絡互連方式
5.6.4 蝶式網絡
5.6.5 組合網絡
習題5
第6章 向量處理機
6.1 向量處理的基本概念
6.1.1 向量流水處理的主要特點
6.1.2 向量處理機的基本系統結構
6.1.3 向量的處理方式
6.2 一般的向量處理機
6.2.1 寄存器組
6.2.2 多個單功能流水部件
6.2.3 運算流水線
6.3 提高向量處理性能的常用技術
6.3.1 多功能部件的并行操作
6.3.2 鏈接技術
6.3.3 條件語句和稀疏矩陣的加速處理方法
6.3.4 向量歸約操作的加速方法
6.4 向量處理的性能評價
6.4.1 向量流水處理的時間
6.4.2 與向量長度有關的向量流水處理機性能參數
6.5 多向量多處理機
6.5.1 Cray Y-MP
6.5.2 C-90和機群
6.5.3 VP2000
6.5.4 VPP500
習題6
第7章 多處理機
7.1 多處理機結構
7.1.1 多處理機的特點
7.1.2 多處理機的硬件結構
7.1.3 UMA、NUMA和NORMA模型
7.2 多處理機的Cache一致性
7.2.1 Cache一致性問題的原因
7.2.2 監聽一致性協議
7.2.3 MESI監聽協議
7.2.4 基于目錄的協議
7.3 程序的劃分和調度
7.3.1 粒度的組合和調度
7.3.2 靜態多處理機調度
7.4 多處理機性能模型
7.4.1 基本模型
7.4.2 N臺處理機系統的基本模型
7.4.3 隨機模型
7.4.4 通信開銷為線性函數的模型
7.4.5 一個完全重疊通信的理想模型
7.4.6 一個具有多條通信鏈的模型
7.5 并行計算機模型
7.5.1 語義屬性
7.5.2 抽象機器模型
7.5.3 物理機器模型
習題7
第8章 并行算法與并行編程基礎
8.1 并行算法的基礎知識
8.1.1 并行算法的定義和分類
8.1.2 進程中的同構性
8.1.3 并行算法的表達
8.1.4 并行算法中的同步與通信
8.2 同步技術
8.2.1 原子性
8.2.2 控制同步
8.2.3 數據同步
8.2.4 高級同步結構
8.2.5 低級同步原語
8.3 并行性條件
8.3.1 程序的并行性分析
8.3.2 硬件并行性與軟件并行性
8.4 并行編程概述
8.4.1 并行編程概況
8.4.2 并行編程方法
8.4.3 并行算法范例
8.5 并行編程模型
8.5.1 隱式并行性
8.5.2 顯式并行模型
習題8
第9章 并行計算機系統結構新發展概述
9.1 多線程技術
9.1.1 多線程處理器
9.1.2 同時多線程處理器
9.1.3 多線程處理器芯片實例
9.2 單芯片多處理器技術
9.2.1 單芯片多處理器
9.2.2 單芯片多處理器芯片實例
9.3 機群系統
9.3.1 機群體系結構
9.3.2 機群的分類
9.3.3 機群設計要考慮的問題
9.3.4 對機群可用性的支持
9.4 網格計算
9.4.1 網格計算的定義
9.4.2 網格計算的特點
9.4.3 網格計算的體系結構
9.4.4 Globus Toolkit
9.4.5 網格計算系統的功能
9.4.6 網格計算的關鍵技術
9.5 云計算
9.5.1 云計算的定義
9.5.2 云計算與網格計算的比較
9.5.3 Google的云計算平臺
習題9
附錄A 習題參考答案
參考文獻
1.1 計算機系統層次結構
1.1.1 按功能劃分的多級層次結構
1.1.2 按功能劃分層次的好處
1.2 計算機系統結構
1.3 計算機組成
1.4 計算機實現
1.5 計算機性能
1.5.1 性能因子CPI
1.5.2 計算機性能常用指標MIPS和MFLOPS
1.5.3 計算機系統結構的性能評價標準
1.5.4 計算機系統設計的定量原理
1.6 計算機系統結構的分類
1.6.1 Flynn分類法
1.6.2 馮氏分類法
習題1
第2章 指令系統
2.1 指令格式的優化
2.1.1 操作碼的優化表示
2.1.2 指令字格式的優化
2.2 CISC
2.2.1 CISC的發展
2.2.2 CISC的特點
2.3 RISC
2.3.1 RISC結構采用的基本技術
2.3.2 經典CISC和純RISC處理器體系結構的比較
2.3.3 退耦CISC/RISC體系結構
2.4 後RISC
2.4.1 後RISC特征
2.4.2 幾種後RISC機器的比較
習題2
第3章 存儲系統設計
3.1 存儲系統原理
3.1.1 基本概念
3.1.2 多級存儲層次
3.1.3 存儲系統的性能參數
3.2 交叉訪問存儲器
3.2.1 主存系統的類型
3.2.2 高位交叉訪問存儲器
3.2.3 低位交叉訪問存儲器
3.2.4 拓寬存儲器頻寬的方法
3.3 頁式虛擬存儲器
3.3.1 虛擬存儲器的工作原理
3.3.2 虛擬存儲器的地址映像與變換
3.3.3 頁面替換算法及其實現
3.3.4 提高虛擬存儲器等效訪問速度的措施
3.3.5 影響主存命中率的某些因素
3.4 Cache存儲器
3.4.1 Cache存儲器的工作原理
3.4.2 Cache存儲器的地址映像與變換
3.4.3 Cache替換算法及其實現
3.4.4 Cache的透明性分析
3.4.5 Cache的取算法
3.4.6 影響Cache存儲器性能的因素
3.4.7 物理Cache與虛擬Cache
習題3
第4章 流水線計算機設計技術
4.1 流水線的工作原理、特點及分類
4.1.1 流水線的工作原理
4.1.2 流水線的特點
4.1.3 流水線的分類
4.2 相關問題及解決方法
4.2.1 資源相關
4.2.2 數據相關
4.2.3 控制相關
4.3 線性流水線性能分析
4.3.1 吞吐率和加速比
4.3.2 效率
4.4 線性流水線性能分析舉例
4.5 非線性流水線的調度技術
4.5.1 非線性流水線的基本概念
4.5.2 無沖突調度方法
4.5.3 優化調度方法
4.6 先進的流水技術：動態調度
4.6.1 流水的集中式動態調度：記分板機制
4.6.2 流水的分布式動態調度：Tomasulo方法
4.7 轉移預測技術
4.7.1 轉移的影響
4.7.2 轉移預測技術
4.7.3 轉移目標緩沖器
4.8 超標量處理機和VLIW體系結構
4.8.1 超標量處理機
4.8.2 VLIW體系結構
4.9 超流水線處理機
4.10 超標量超流水線處理機
習題4
第5章 并行處理技術
5.1 計算機系統結構中并行性的發展
5.1.1 并行性的基本概念
5.1.2 實現并行性技術的途徑
5.1.3 計算機系統結構中并行性的發展
5.2 SIMD并行處理機
5.2.1 SIMD并行處理機的基本結構與特點
5.2.2 陣列處理機ILLIAC Ⅳ的處理單元陣列結構
5.2.3 陣列處理機的并行算法
5.3 SIMD計算機的互連網絡
5.3.1 互連網絡的設計準則
5.3.2 互連函數的表示
5.3.3 單級互連網絡
5.4 網絡特性
5.4.1 結點度和網絡直徑
5.4.2 聚集帶寬和等分帶寬
5.4.3 數據尋徑功能
5.5 靜態網絡
5.5.1 靜態網絡的拓撲結構
5.5.2 k元n立方體網絡
5.6 動態網絡
5.6.1 總線互連方式
5.6.2 交叉開關互連方式
5.6.3 多級網絡互連方式
5.6.4 蝶式網絡
5.6.5 組合網絡
習題5
第6章 向量處理機
6.1 向量處理的基本概念
6.1.1 向量流水處理的主要特點
6.1.2 向量處理機的基本系統結構
6.1.3 向量的處理方式
6.2 一般的向量處理機
6.2.1 寄存器組
6.2.2 多個單功能流水部件
6.2.3 運算流水線
6.3 提高向量處理性能的常用技術
6.3.1 多功能部件的并行操作
6.3.2 鏈接技術
6.3.3 條件語句和稀疏矩陣的加速處理方法
6.3.4 向量歸約操作的加速方法
6.4 向量處理的性能評價
6.4.1 向量流水處理的時間
6.4.2 與向量長度有關的向量流水處理機性能參數
6.5 多向量多處理機
6.5.1 Cray Y-MP
6.5.2 C-90和機群
6.5.3 VP2000
6.5.4 VPP500
習題6
第7章 多處理機
7.1 多處理機結構
7.1.1 多處理機的特點
7.1.2 多處理機的硬件結構
7.1.3 UMA、NUMA和NORMA模型
7.2 多處理機的Cache一致性
7.2.1 Cache一致性問題的原因
7.2.2 監聽一致性協議
7.2.3 MESI監聽協議
7.2.4 基于目錄的協議
7.3 程序的劃分和調度
7.3.1 粒度的組合和調度
7.3.2 靜態多處理機調度
7.4 多處理機性能模型
7.4.1 基本模型
7.4.2 N臺處理機系統的基本模型
7.4.3 隨機模型
7.4.4 通信開銷為線性函數的模型
7.4.5 一個完全重疊通信的理想模型
7.4.6 一個具有多條通信鏈的模型
7.5 并行計算機模型
7.5.1 語義屬性
7.5.2 抽象機器模型
7.5.3 物理機器模型
習題7
第8章 并行算法與并行編程基礎
8.1 并行算法的基礎知識
8.1.1 并行算法的定義和分類
8.1.2 進程中的同構性
8.1.3 并行算法的表達
8.1.4 并行算法中的同步與通信
8.2 同步技術
8.2.1 原子性
8.2.2 控制同步
8.2.3 數據同步
8.2.4 高級同步結構
8.2.5 低級同步原語
8.3 并行性條件
8.3.1 程序的并行性分析
8.3.2 硬件并行性與軟件并行性
8.4 并行編程概述
8.4.1 并行編程概況
8.4.2 并行編程方法
8.4.3 并行算法范例
8.5 并行編程模型
8.5.1 隱式并行性
8.5.2 顯式并行模型
習題8
第9章 并行計算機系統結構新發展概述
9.1 多線程技術
9.1.1 多線程處理器
9.1.2 同時多線程處理器
9.1.3 多線程處理器芯片實例
9.2 單芯片多處理器技術
9.2.1 單芯片多處理器
9.2.2 單芯片多處理器芯片實例
9.3 機群系統
9.3.1 機群體系結構
9.3.2 機群的分類
9.3.3 機群設計要考慮的問題
9.3.4 對機群可用性的支持
9.4 網格計算
9.4.1 網格計算的定義
9.4.2 網格計算的特點
9.4.3 網格計算的體系結構
9.4.4 Globus Toolkit
9.4.5 網格計算系統的功能
9.4.6 網格計算的關鍵技術
9.5 云計算
9.5.1 云計算的定義
9.5.2 云計算與網格計算的比較
9.5.3 Google的云計算平臺
習題9
附錄A 習題參考答案
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