計算機系統結構

《計算機系統結構（附光盤）》特色：

難度適中，可讀性好，語言簡練，通俗易懂。按層次和模塊化組織教學內容，滿足多層次和不同學時的教學需要（64學時、48學時、36學時等均可）。

重點介紹和分析現代大多數計算機採用的比較成熟的結構、方法和技術，避免面面俱到。主要內容包括：系統結構的基本概念，指令集結構設計，流水線技術，向量處理機，指令級並行，存儲器層次結構，輸入/輸出系統，互連網絡，多處理機，同時多線程，機羣系統等。

以國際上經典的系統結構教材以及計算機的發展現狀為參考，充分反映計算機系統結構的新發展，保持內容的先進性。採用國際上流行的量化方法學習和研究計算機系統結構，強調性能分析，使得學習內容變得更加直觀、具體、容易理解和掌握。

隨書所附光盤包括與教材配套的帶動畫的PPT文稿、動畫視頻課件、概念總彙、參考試題等。其中的200多個精選動畫和視頻形象、生動地講解和演示了教學內容，使一些抽象難懂的結構、原理和流程等易於理解和掌握。 ^[1] 

《計算機系統結構（附光盤）》系統地論述了計算機系統結構的基本概念、基本原理、基本結構和基本方法，並強調採用量化的分析方法，使讀者能夠更具體、實際地分析和理解計算機系統結構。

全書共分為9章：計算機系統結構的基本概念，計算機指令集結構，流水線技術，指令級並行，存儲層次，輸入/輸出系統，互連網絡，多處理機，機羣計算機。第1章講述計算機系統結構的基本概念以及定量分析基礎。第2章講述計算機指令集的設計、RISC 技術以及 MIPS 指令集結構。第3章講述流水線及其性能分析、流水線中的相關和衝突及其解決方法、向量處理機的結構及其性能評價。第4章講述指令級並行性開發，包括指令動態調度、指令分支預測、超標量技術、超流水技術以及超長指令字技術等。第5章講述 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，並對虛擬存儲器進行討論。第6章講述總線、通道外理機及其流量分析、廉價磁盤冗餘陣列（RAID）。第7章講述互連網絡及其特性參數、靜態互連網絡以及動態互連網絡等。第8章講述對稱式共享存儲器系統結構、分佈式共享存儲器系統結構、多 Cache 一致性、同步以及同時多線程技術。第9章講述機羣的結構、軟件模型以及分類。

《計算機系統結構（附光盤）》內容豐富，實例具體，語言簡練，通俗易懂，可讀性好。《計算機系統結構（附光盤）》可作為高等院校計算機相關專業的教學用書。也可供相關科技人員參考。 ^[1] 

第1章 計算機系統結構的基本概念

1.1 引言

1.2 計算機系統結構的概念

1.2.1 計算機系統的層次結構

1.2.2 計算機系統結構的定義

1.2.3 計算機組成和計算機實現

1.2.4 計算機系統結構的分類

1.3 定量分析技術

1.3.1 計算機系統設計的定量原理

1.3.2 計算機系統的性能評測

1.4 計算機系統結構的發展

1.4.1 馮·諾依曼結構

1.4.2 軟件對系統結構的影響

1.4.3 器件發展對系統結構的影響

1.4.4 應用對系統結構影響

1.4.5 系統結構的生命週期

1.5 計算機系統結構中並行性的發展

1.5.1 並行性的概念

1.5.2 提高並行性的技術途徑

1.5.3 單機系統中並行性的發展

1.5.4 多機系統中並行性的發展

習題1

第2章 計算機指令集結構

2.1 指令集結構的分類

2.2 尋址方式

2.3 指令集結構的功能設計

2.3.1 CISC 指令集結構的功能設計

2.3.2 RISC 指令集結構的功能設計

2.3.3 控制指令

2.4 操作數的類型和大小

2.5 指令格式的設計

2.6 MIPS 指令集結構

2.6.1 MIPS 的寄存器

2.6.2 MIPS 的數據表示

2.6.3 MIPS 的數據尋址方式

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

習題2

第3章 流水線技術

3.1 重疊執行和先行控制

3.1.1 重疊執行

3.1.2 先行控制

3.2 流水線的基本概念

3.2.1 什麼是流水線

3.2.2 流水線的分類

3.3 流水線的性能指標

3.3.1 吞吐率

3.3.2 加速比

3.3.3 效率

3.3.4 流水線性能分析舉例

3.3.5 流水線設計中的若干問題

3.4 流水線的相關與衝突

3.4.1 一個經典的 5 段流水線

3.4.2 相關

3.4.3 流水線衝突

3.5 流水線的實現

3.5.1 MIPS 的一種簡單實現

3.5.2 基本的 MIPS 流水線

3.6 向量處理機

……

第4章 指令級並行

第5章 存儲層次

第6章 輸入/輸出系統

第7章 互連網絡

第8章 多處理機

第9章 機羣計算機

主要參考文獻 ^[1]