计算机系统结构

内容简介

《普通高等学校计算机科学与技术专业规划教材：计算机系统结构》根据“China Computing Curricula”和ACM／IEEECS教学计划， 在深入研究国内外相关教科书和其他资料的基础上编写而成。 《计算机系统结构（普通高等学校计算机科学与技术专业规划教材）》 内容实用，实例丰富，既注重阐述现代微处理机所采用的设计技术，也分 析了传统计算机系统的基本原理，知识点覆盖全面，内容有所取舍而不显 庞杂，有利于读者学习和理解。 本书共分8章，包括概述、指令系统、流水线技术、指令级并行及限制 、存储系统、输入／输出系统、多处理机系统、多计算机系统等，每章后 附有习题，并免费提供电子课件。 本书适合作为高等学校计算机及相关专业的教材，也可作为相关领域 技术人员的参考书。

目录

第1章 概述
1.1 计算机系统结构的概念
1.1.1 计算机系统的层次结构
1.1.2 计算机系统结构、组成与实现
1.2 计算机系统结构的发展
1.2.1 冯·诺依曼计算机
1.2.2 存储程序计算机系统结构的发展过程
1.2.3 非冯·诺依曼结构计算机
1.3 并行性与并行计算机
1.3.1 并行性概念
1.3.2 提高并行性的技术途径
1.3.3 并行计算机简介
1.4 计算机系统的分类
1.4.1 Flynn分类法
1.4.2 应用分类
1.5 计算机系统设计的主要任务与量化原则
1.5.1 计算机系统设计者的主要任务
1.5.2 计算机系统设计的量化原则
1.6 计算机系统的性能评测
1.6.1 计算机性能评估
1.6.2 计算机性能的测试
1.6.3 计算机性能测试结果的统计和比较
习题
第2章 指令系统
2.1 数据表示
2.1.1 浮点数表示
2.1.2 自定义数据表示
2.2 寻址技术
2.2.1 编址方式
2.2.2 寻址方式
2.2.3 程序在主存中的定位方法
2.3 指令格式的设计和优化
2.3.1 指令操作码的优化
2.3.2 地址码的优化表示
2.3.3 指令格式设计实例
2.4 指令系统的改进
2.4.1 RISC与CISC的概述
2.4.2 RISC指令系统实例
习题
第3章 流水线技术
3.1 流水线概述
3.1.1 流水线的基本概念
3.1.2 流水线的分类
3.1.3 流水线的特点
3.2 流水线的时空图及性能分析
3.2.流水线的时空圈
3.2.2 流水线的性能分析
3.3 流水线中的相关
3.3.1 什么是流水线相关
3.3.2 流水线中的结构相关（资源相关）
3.3.3 流水线中的数据相关
3.3.4 流水线的控制相关
3.4 MIPsR4000流水线计算机
3.4.1 mPsR4000流水线计算机基本结构和工作原理
3.4.2 NIPSR4000流水线
3.5 向量处理机
3.5.I向量处理的基本概念
3.5.2 向量处理机的结构
3.5.3 向量指令的执行过程及简单性能计算
3.5.4 向量的链接技术
3.5.5 提高向量处理机的方法
3.5.6 向量处理机的性能评价
习题
第4章 指令级并行及限制
4.1 指令级并行概述
4.1.1指令级并行的基本概念
4.1.2 相关性对指令级并行的影响
4.1.3 支持指令级并行的基本编译技术
4.2 指令的动态调度
4.2.1 动态调度的原理
4.2.2 记分牌动态调度算法
4.2.3 Tomasulo动态调度算法
4.3 转移预测技术
4.3.1 静态转移预测
4.3.2 动态转移预测
4.4 多发射技术
4.4.1 超标量技术
4.4.2 多发射的动态调度
4.4.3超长指令字技术
4.5 指令级并行的支持与限制
4.5.1 窗口大小和发射数目对理想处理机的限制
4.5.2 实际分支和分支预测的影响对理想处理机的限制
4.5.3有限数目寄存器的影响
4.5.4 非别名分析造成的影响
4.6 Intelpentium.4 实例分析
4.6.1 PentiumⅢ和Pentium4结构的简单比较
4.6.2 PentiumⅢ和Pentium4性能的简单比较
习题
第5章 存储系统
5.1 存储系统简介
5.1.1 存储系统的层次结构
5.1.2 存储系统的性能参数
5.2 高速缓冲存储器（cache）
5.2.1 cache的工作原理
5.2.2 地址映像与变换方法
5.2.3 cache替换算法及实现
5.2.4 cache的一致性问题
5.2.5 cache的性能分析
5.3 cache性能的优化
5.3.1 降低cache失效率的方法
5.3.2 减少cache失效开销
5.3.3 减少命中时间
5.4 主存储器及性能优化
5.4.1 主存储器
5.4.2 性能优化
5.5 虚拟存储器
5.5.1 工作原理
5.5.2 地址映像与变换
5.5.3 内部地址变换优化
5.5.4 页面替换算法及实现
5.5.5 提高主存命中率的方法
5.6 进程保护和虚拟存储器实例
5.