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電腦體系結構(第2版電腦系列教材十二五普通高等教育本科國家級規劃教材)

  • 作者：編者:王志英//張春元//沈立//肖曉強//姜晶菲|責編:張瑞慶//薛陽
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302406372
  • 出版日期：2015/09/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：333
人民幣：RMB 59.99 元      售價：元
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內容大鋼
    本書參考國內外最經典的教材，重點論述現代大多數電腦體系結構都採用的比較成熟的基本概念、基本原理、基本結構和基本分析方法，並特彆強調採用量化的分析方法，主要內容包括電腦體系結構和並行性等基本概念；電腦指令集結構設計中的一些問題；流水線的基本概念和性能分析，向量處理機的結構及特點、關鍵技術以及性能評價；指令級並行，包括利用軟體、硬體技術開發程序中存在的指令間並行性的技術和方法；存儲層次，包括Cache的基本知識、降低Cache失效率的方法、減少Cache失效開銷的方法以及減少命中時間的方法；輸入輸出系統，包括外部存儲設備、I／O設備與CPU和存儲器的連接、廉價磁碟冗余陣列（RAID），I／O系統性能分析；多處理機，包括多處理機的存儲器體系結構、互連網路、同步機制以及同時多線程技術；機群電腦，包括機群的結構、軟體模型以及機群的分類，並介紹4個典型的機群系統。
    本書內容的可讀性好，語言簡練，深入淺出，通俗易懂。適合作為高等院校電腦科學與技術學科各專業以及自動化、電子工程等相關專業本科生、研究生的教材，也可作為電腦領域工程技術人員的參考書。
作者介紹
編者:王志英//張春元//沈立//肖曉強//姜晶菲|責編:張瑞慶//薛陽
目錄
第1章  電腦體系結構的基本概念
  1.1  電腦體系結構的概念
    1.1.1  存儲程序電腦
    1.1.2  電腦體系結構、組成和實現
    1.1.3  電腦系統中的層次概念
    1.1.4  系列機和兼容
  1.2  電腦體系結構的發展
    1.2.1  電腦分代、分型與分類
    1.2.2  軟體的發展
    1.2.3  應用的發展
    1.2.4  相關核心技術產品的發展
    1.2.5  電腦體系結構的發展
    1.2.6  並行處理技術的發展
    1.2.7  體系結構技術的挑戰
  1.3  電腦系統設計和分析
    1.3.1  成本與價格
    1.3.2  基準測試程序
    1.3.3  量化設計的基本原則
  1.4  基本的可靠性模型
    1.4.1  可靠性的基本概念
    1.4.2  多部件系統的可靠性
  1.5  小結
  習題1
第2章  指令系統
  2.1  指令系統結構的分類
  2.2  定址方式
  2.3  指令系統的設計和優化
    2.3.1  指令系統設計的基本原則
    2.3.2  控制指令
    2.3.3  指令操作碼的優化
  2.4  指令系統的發展和改進
    2.4.1  沿CISC方向發展和改進指令系統
    2.4.2  沿RISC方向發展和改進指令系統
  2.5  操作數的類型和大小
  2.6  MIPS指令系統結構
    2.6.1  MIPS的寄存器
    2.6.2  MIPS的數據表示
    2.6.3  MIPS的數據定址方式
    2.6.4  MIPS的指令格式
    2.6.5  MIPS的操作
    2.6.6  MIPS的控制指令
    2.6.7  MIPS的浮點操作
  2.7  小結
  習題2
第3章  流水線技術
  3.1  流水線概述
    3.1.1  流水線的基本概念
    3.1.2  流水線的分類
  3.2  MIPS的基本流水線
    3.2.1  MIPS的一種簡單實現

    3.2.2  基本的MIPS流水線
    3.2.3  流水線性能分析
  3.3  流水線中的相關
    3.3.1  流水線的結構相關
    3.3.2  流水線的數據相關
    3.3.3  流水線的控制相關
  3.4  流水線電腦實例分析（MIPS R4000）
    3.4.1  MIPS R4000 整型流水線
    3.4.2  MIPS R4000 浮點流水線
    3.4.3  MIPS R4000 流水線的性能分析
  3.5  向量處理機
    3.5.1  向量處理方式和向量處理機
    3.5.2  向量處理機實例分析
  3.6  小結
  習題3
第4章  指令級並行
  4.1  指令級並行的概念
    4.1.1  循環展開調度的基本方法
    4.1.2  相關性
  4.2  指令的動態調度
    4.2.1  動態調度的原理
    4.2.2  動態調度演算法之一：記分牌
    4.2.3  動態調度演算法之二：Tomasulo演算法
  4.3  控制相關的動態解決技術
    4.3.1  分支預測緩衝
    4.3.2  分支目標緩衝
    4.3.3  基於硬體的前瞻執行
  4.4  多指令流出技術
    4.4.1  靜態超標量技術
    4.4.2  動態多指令流出技術
    4.4.3  超長指令字技術
    4.4.4  多流出處理器受到的限制
  4.5  小結
  習題4
第5章  存儲層次
  5.1  存儲器的層次結構
    5.1.1  多級存儲層次
    5.1.2  存儲層次的性能參數
    5.1.3  兩種存儲層次關係
    5.1.4  存儲層次的4個問題
  5.2  Cache基本知識
    5.2.1  映像規則
    5.2.2  查找方法
    5.2.3  替換演算法
    5.2.4  寫策略
    5.2.5  Cache結構
    5.2.6  Cache性能分析
    5.2.7  改進Cache性能
  5.3  降低Cache失效率的方法
    5.3.1  調節Cache塊大小

    5.3.2  提高相聯度
    5.3.3  Victim Cache
    5.3.4  硬體預取
    5.3.5  編譯器控制的預取
    5.3.6  編譯器優化
  5.4  減少Cache失效開銷
    5.4.1  寫緩衝及寫合併
    5.4.2  讓讀失效優先於寫
    5.4.3  請求字處理
    5.4.4  多級Cache
    5.4.5  非阻塞Cache
  5.5  減少命中時間
    5.5.1  容量小、結構簡單的Cache
    5.5.2  虛擬Cache
    5.5.3  訪問流水化
    5.5.4  多體Cache
    5.5.5  路預測
    5.5.6  Trace Cache
    5.5.7  Cache優化技術總結
  5.6  主存
    5.6.1  存儲器組織技術
    5.6.2  存儲器晶元技術
  5.7  虛擬存儲器
    5.7.1  虛擬存儲器基本原理
    5.7.2  快表
    5.7.3  虛存和Cache關係的例子
  5.8  虛存保護和虛存實例
    5.8.1  進程保護技術
    5.8.2  頁式虛存舉例：64位Opteron
    5.8.3  虛擬機保護
  5.9  綜合實例：AMD Opteron存儲層次
  5.10  小結
  習題5
第6章  輸入輸出系統
  6.1  引言
    6.1.1  I/O處理對電腦總體性能的影響
    6.1.2  I/O系統的可靠性
  6.2  外部存儲設備
    6.2.1  磁碟設備
    6.2.2  Flash存儲器與固態硬碟SSD
    6.2.3  磁帶設備
    6.2.4  光碟設備
  6.3  I/O系統性能分析與評測
    6.3.1  I/O性能與系統響應時間
    6.3.2  Little定律
    6.3.3  M/M/1排隊系統
    6.3.4  M/M/m排隊系統
    6.3.5  I/O基準測試程序
  6.4  I/O系統的可靠性、可用性和可信性
  6.5  廉價磁碟冗余陣列

    6.5.1  RAID0
    6.5.2  RAID1
    6.5.3  RAID2
    6.5.4  RAID3
    6.5.5  RAID4
    6.5.6  RAID5
    6.5.7  RAID6
    6.5.8  RAID的實現與發展
  6.6  I/O設備與CPU/存儲器的連接——匯流排
    6.6.1  匯流排設計應考慮的因素
    6.6.2  匯流排標準和實例
    6.6.3  設備的匯流排連接
  6.7  通道
    6.7.1  通道的功能
    6.7.2  通道的工作過程
    6.7.3  通道的種類
  6.8  I/O與操作系統
    6.8.1  DMA和虛擬存儲器
    6.8.2  I/O和Cache的數據一致性
    6.8.3  非同步I/O
    6.8.4  文件信息的維護
  6.9  小結
  習題6
第7章  多處理機
  7.1  引言
    7.1.1  並行電腦體系結構的分類
    7.1.2  通信模型和存儲器的結構模型
    7.1.3  並行處理面臨的挑戰
  7.2  對稱式共享存儲器體系結構
    7.2.1  多處理機Cache一致性
    7.2.2  實現一致性的基本方案
    7.2.3  監聽協議及其實現
  7.3  分散式共享存儲器體系結構
    7.3.1  基於目錄的Cache一致性
    7.3.2  目錄協議及其實現
  7.4  互聯網路
    7.4.1  互聯網路的性能參數
    7.4.2  靜態連接網路
    7.4.3  動態連接網路
    7.4.4  片上網路
  7.5  同步
    7.5.1  基本硬體原語
    7.5.2  用一致性實現鎖
    7.5.3  同步性能問題
    7.5.4  大規模機器的同步
  7.6  同時多線程
    7.6.1  將線程級並行轉換為指令級並行
    7.6.2  同時多線程處理器的設計
    7.6.3  同時多線程的性能
  7.7  並行處理器的性能評測

  7.8  多處理機實例
    7.8.1  實例1：T1處理器
    7.8.2  實例2：Origin 2000
  7.9  小結
  習題7
第8章  集群電腦
  8.1  集群的基本概念和結構
    8.1.1  集群的基本結構
    8.1.2  集群的軟體模型
  8.2  集群的特點
  8.3  集群的分類
  8.4  典型集群系統簡介
    8.4.1  Berkeley NOW
    8.4.2  Beowulf
    8.4.3  LAMP
    8.4.4  IBM SP2
  8.5  小結
  習題8
參考文獻

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