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  • 计算机体系结构基础 第3版
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计算机体系结构基础 第3版

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  • 出版时间: 
  • 装帧:    平装
  • 开本:    16开
  • ISBN:  9787111691624
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      目录
      丛书序言<br/>推荐序<br/>第3版自序<br/>第2版自序<br/>前言<br/>第一部分 引言<br/>第1章 引言2<br/> 1.1 计算机体系结构的研究内容2<br/>   1.1.1 一以贯之2<br/>   1.1.2 什么是计算机5<br/>   1.1.3 计算机的基本组成6<br/> 1.2 衡量计算机的指标9<br/>   1.2.1 计算机的性能9<br/>   1.2.2 计算机的价格11<br/>   1.2.3 计算机的功耗12<br/> 1.3 计算机体系结构的发展13<br/>   1.3.1 摩尔定律和工艺的发展15<br/>   1.3.2 计算机应用和体系结构19<br/>   1.3.3 计算机体系结构发展20<br/> 1.4 体系结构设计的基本原则22<br/>   1.4.1 平衡性22<br/>   1.4.2 局部性24<br/>   1.4.3 并行性24<br/>   1.4.4 虚拟化25<br/> 1.5 本章小结26<br/> 习题26<br/>第二部分 指令系统结构<br/>第2章 指令系统30<br/> 2.1 指令系统简介30<br/> 2.2 指令系统设计原则30<br/> 2.3 指令系统发展历程32<br/>   2.3.1 指令内容的演变32<br/>   2.3.2 存储管理的演变34<br/>   2.3.3 运行级别的演变36<br/> 2.4 指令系统组成37<br/>   2.4.1 地址空间37<br/>   2.4.2 操作数39<br/>   2.4.3 指令操作和编码41<br/> 2.5 RISC指令集比较43<br/>   2.5.1 指令格式比较43<br/>   2.5.2 寻址方式比较44<br/>   2.5.3 公共指令功能44<br/>   2.5.4 不同指令系统的特色46<br/> 2.6 C语言的机器表示47<br/>   2.6.1 过程调用48<br/>   2.6.2 流程控制语句49<br/> 2.7 本章小结52<br/> 习题52<br/>第3章 特权指令系统53<br/> 3.1 特权指令系统简介53<br/> 3.2 异常与中断56<br/>   3.2.1 异常分类56<br/>   3.2.2 异常处理58<br/>   3.2.3 中断60<br/> 3.3 存储管理62<br/>   3.3.1 存储管理的原理63<br/>   3.3.2 TLB的结构和使用64<br/>   3.3.3 TLB地址翻译相关异常的处理70<br/> 3.4 本章小结73<br/> 习题74<br/>第4章 软硬件协同75<br/> 4.1 应用程序二进制接口75<br/>   4.1.1 寄存器约定76<br/>   4.1.2 函数调用约定78<br/>   4.1.3 进程虚拟地址空间82<br/>   4.1.4 栈帧布局84<br/> 4.2 六种常见的上下文切换场景87<br/>   4.2.1 函数调用87<br/>   4.2.2 异常和中断88<br/>   4.2.3 系统调用89<br/>   4.2.4 进程91<br/>   4.2.5 线程92<br/>   4.2.6 虚拟机93<br/>   4.2.7 六种上下文切换场景的对比94<br/> 4.3 同步机制94<br/>   4.3.1 基于互斥的同步机制95<br/>   4.3.2 非阻塞的同步机制96<br/> 4.4 本章小结97<br/> 习题97<br/>第三部分 计算机硬件结构<br/>第5章 计算机组成原理和结构100<br/> 5.1 冯·诺依曼结构100<br/> 5.2 计算机的组成部件101<br/>   5.2.1 运算器101<br/>   5.2.2 控制器103<br/>   5.2.3 存储器105<br/>   5.2.4 输入/输出设备110<br/> 5.3 计算机系统硬件结构发展113<br/>   5.3.1 CPU-GPU-北桥-南桥四片结构113<br/>   5.3.2 CPU-北桥-南桥三片结构114<br/>   5.3.3 CPU-弱北桥-南桥三片结构114<br/>   5.3.4 CPU-南桥两片结构115<br/>   5.3.5 SoC单片结构116<br/> 5.4 处理器和IO设备间的通信116<br/>   5.4.1 IO寄存器寻址117<br/>   5.4.2 处理器和IO设备之间的同步117<br/>   5.4.3 存储器和IO设备之间的数据传送119<br/>   5.4.4 龙芯3A3000+7A1000桥片系统中的CPU、GPU、DC通信120<br/> 5.5 本章小结122<br/> 习题122<br/>第6章 计算机总线接口技术124<br/> 6.1 总线概述125<br/> 6.2 总线分类125<br/> 6.3 片上总线126<br/> 6.4 内存总线132<br/> 6.5 系统总线139<br/>   6.5.1 HyperTransport总线140<br/>   6.5.2 HT包格式143<br/> 6.6 设备总线145<br/>   6.6.1 PCIE总线145<br/>   6.6.2 PCIE包格式146<br/> 6.7 本章小结147<br/> 习题148<br/>第7章 计算机系统启动过程分析149<br/> 7.1 处理器核初始化149<br/>   7.1.1 处理器复位150<br/>   7.1.2 调试接口初始化152<br/>   7.1.3 TLB初始化156<br/>   7.1.4 Cache初始化157<br/> 7.2 总线接口初始化160<br/>   7.2.1 内存初始化160<br/>   7.2.2 IO总线初始化161<br/> 7.3 设备的探测及驱动加载162<br/> 7.4 多核启动过程167<br/>   7.4.1 初始化时的多核协同167<br/>   7.4.2 操作系统启动时的多核唤醒168<br/>   7.4.3 核间同步与通信169<br/> 7.5 本章小结170<br/> 习题170<br/>第四部分 CPU微结构<br/>第8章 运算器设计172<br/> 8.1 二进制与逻辑电路172<br/>   8.1.1 计算机中数的表示172<br/>   8.1.2 MOS晶体管工作原理178<br/>   8.1.3 CMOS逻辑电路180<br/> 8.2 简单运算器设计188<br/>   8.2.1 定点补码加法器188<br/>   8.2.2 减法运算实现193<br/>   8.2.3 比较运算实现194<br/>   8.2.4 移位器194<br/> 8.3 定点补码乘法器195<br/>   8.3.1 补码乘法器196<br/>   8.3.2 Booth乘法器198<br/>   8.3.3 华莱士树202<br/> 8.4 本章小结206<br/> 习题206<br/>第9章 指令流水线208<br/> 9.1 单周期处理器208<br/> 9.2 流水线处理器210<br/> 9.3 指令相关和流水线冲突213<br/>   9.3.1 数据相关引发的冲突及解决办法214<br/>   9.3.2 控制相关引发的冲突及解决办法216<br/>   9.3.3 结构相关引发的冲突及解决办法219<br/> 9.4 流水线与异常处理219<br/> 9.5 提高流水线效率的技术220<br/>   9.5.1 多发射数据通路220<br/>   9.5.2 动态调度221<br/>   9.5.3 转移预测225<br/>   9.5.4 高速缓存229<br/> 9.6 本章小结231<br/> 习题232<br/>第五部分 并行处理结构<br/>第10章 并行编程基础236<br/> 10.1 程序的并行行为236<br/>    10.1.1 指令级并行性236<br/>    10.1.2 数据级并行性237<br/>    10.1.3 任务级并行性237<br/> 10.2 并行编程模型238<br/>    10.2.1 单任务数据并行模型…238<br/>    10.2.2 多任务共享存储编程模型238<br/>    10.2.3 多任务消息传递编程模型239<br/>    10.2.4 共享存储与消息传递编程模型的编程复杂度239<br/> 10.3 典型并行编程环境242<br/>    10.3.1 数据并行SIMD编程242<r/>    10.3.2 POSIX编程标准244<br/>    10.3.3 OpenMP标准247<br/>    10.3.4 MPI消息传递编程接口253<br/> 10.4 本章小结259<br/> 习题259<br/>第11章 多核处理结构260<br/> 11.1 多核处理器的发展演化260<br/> 11.2 多核处理器的访存结构263<br/>    11.2.1 通用多核处理器的片上Cache结构263<br/>    11.2.2 存储一致性模型265<br/>    11.2.3 Cache一致性协议267<br/> 11.3 多核处理器的互连结构272<br/> 11.4 多核处理器的同步机制278<br/> 11.5 典型多核处理器282<br/>    11.5.1 龙芯3A5000处理器282<br/>    11.5.2 Intel SandyBridge架构…284<br/>    11.5.3 IBM Cell处理器286<br/>    11.5.4 NVIDIA GPU287<br/>    11.5.5 Tile64处理器289<br/> 11.6 本章小结289<br/> 习题291<br/>第六部分 系统评价与性能分析<br/>第12章 计算机系统评价和性能分析294<br/> 12.1 计算机系统性能评价指标294<br/>    12.1.1 计算机系统常用性能评价指标295<br/>    12.1.2 并行系统的性能评价指标299<br/> 12.2 测试程序集300<br/>    12.2.1 微基准测试程序301<br/>    12.2.2 SPEC CPU基准测试程序310<br/>    12.2.3 并行系统基准测试程序316<br/>    12.2.4 其他常见的基准测试程序集319<br/> 12.3 性能分析方法320<br/>    12.3.1 分析建模的方法322<br/>    12.3.2 模拟建模的方法和模拟器322<br/>    12.3.3 性能测量的方法325<br/> 12.4 性能测试和分析实例334<br/>    12.4.1 SPEC CPU基准测试程序的分值对比335<br/>    12.4.2 微结构相关统计数据338<br/>    12.4.3 基础性能参数344<br/> 12.5 本章小结348<br/> 习题348<br/>总结:什么是计算机体系结构350<br/>参考文献359

      内容摘要
      本书由国内从事微处理器设计的一线科研人员编写而成。作者从微处理器设计的角度出发,充分考虑计算机体系结构的学科完整性,强调体系结构、基础软件、电路和器件的融会贯通。全书共分12章,包括指令系统结构、计算机硬件结构、CPU微结构、并行处理结构、计算机性能分析等主要内容,重点放在作为软硬件界面的指令系统结构,以及包含CPU、GPU、南北桥协同的计算机硬件结构上。 本书可作为高等院校“计算机体系结构”课程的本科生教材,同时也适合相关专业研究生或计算机技术人员参考阅读。<br>

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