計算機系統的體系結構

《計算機系統的體系結構》是2005-12-30齣版的圖書，ISBN是9787302113621。

基本介紹

• 書名：計算機系統的體系結構
• ISBN：9787302113621
• 定價：29元
• 出版時間：2005-12-30
• 裝幀：平裝
• 印次：1-1

內容簡介

本書系統地講述計算機系統的體系結構的基本概念、基本原理、基本結構、基本分析方法以及近年來的重要進展。

全書共分9章。第1章講述計算機系統結構的基礎知識；第4章講述並行主存與存儲體系；第5章講述重疊、流水和向量流水處理機；第6章講述陣列處理機和相聯處理機；第7章講述多處理機；第8章講述並行處理系統的發展；第9章講述數據流機、歸約機和智慧型機。

本書內容豐富，取材適當，每章均有大量例題和習題，書末附有主要習題的參考答案，可作為計算機專業本科生和有關專業研究生的教材，也可作為科技人員的參考書。

目錄

第1章計算機系統結構的基礎知識1

1.1計算機系統的多級層次結構1

1.2計算機系統結構、組成與實現3

1.2.1計算機系統結構、組成、實現的定義和內涵3

1.2.2計算機系統結構、組成和實現的相互關係6

1.3計算機系統的軟硬體功能分配、性能評測與設計思路8

1.3.1軟硬體取捨的基本原則8

1.3.2計算機系統的性能評測與定量設計原理9

1.3.3計算機系統的設計思路14

1.4軟體、套用、器件對系統結構的影響15

1.4.1軟體對系統結構的影響16

1.4.2套用的發展對系統結構的影響20

1.4.3器件的發展對系統結構的影響22

1.5系統結構中的並行性發展和計算機系統的分類24

1.5.1並行性概念24

1.5.2計算機系統的分類29

習題132

第2章數據表示、定址方式與指令系統35

2.1數據表示35

2.1.1數據表示與數據結構35

2.1.2高級數據表示36

2.1.3引入數據表示的原則42

2.1.4浮點數尾數基值大小和下溢處理方法的選擇43

2.2定址方式50

2.2.1定址方式分析50

2.2.2程式在主存中的定位技術51

2.3指令系統的設計和最佳化54

2.3.1指令系統設計的基本原則54

2.3.2指令操作碼的最佳化55

2.3.3指令字格式的最佳化58

2.4指令系統的發展和改進61

2.4.1CISC和RISC61

2.4.2按CISC方向發展和改進指令系統62

2.4.3按RISC方向發展和改進指令系統67

習題274

計算機系統的體系結構目錄第3章匯流排、中斷與輸入輸出系統77

3.1輸入輸出系統概述77

3.2匯流排設計78

3.2.1匯流排分類78

3.2.2匯流排的控制方式79

3.2.3匯流排的通信技術81

3.2.4數據寬度與匯流排線數83

3.3中斷系統85

3.3.1中斷的分類和分級85

3.3.2中斷的回響次序與處理次序87

3.3.3中斷系統的軟硬體功能分配90

3.4通道處理機91

3.4.1工作原理91

3.4.2通道流量的分析94

3.5外圍處理機97

習題398

第4章並行主存與存儲體系101

4.1存儲體系的概念和並行主存系統101

4.1.1存儲體系的引出101

4.1.2並行主存系統102

4.1.3存儲體系的分支及構成依據105

4.1.4存儲體系的性能參數107

4.2虛擬存儲器108

4.2.1虛擬存儲器的管理方式108

4.2.2頁式虛擬存儲器的構成114

4.2.3頁式虛擬存儲器實現中的問題124

4.3高速緩衝存儲器130

4.3.1工作原理和基本結構130

4.3.2地址的映像與變換132

4.3.3Cache存儲器的LRU替換算法的硬體實現137

4.3.4Cache存儲器的透明性及性能分析140

4.4Cache—主存—輔存三級層次145

4.5主存保護145

習題4148

第5章重疊、流水和向量流水處理機153

5.1重疊方式153

5.1.1重疊原理與一次重疊153

5.1.2相關處理156

5.2流水方式162

5.2.1基本概念162

5.2.2標量流水線的主要性能166

5.2.3標量流水機的相關處理和控制機構171

5.3向量的流水處理與向量流水處理機183

5.3.1向量的處理和向量的流水處理183

5.3.2向量流水處理機的結構185

5.3.3提高向量流水處理性能的技術186

習題5192

第6章陣列處理機和相聯處理機195

6.1陣列處理機的原理195

6.1.1陣列處理機的構形和特點195

6.1.2ILLIACⅣ的處理單元陣列結構198

6.1.3ILLIACⅣ的並行算法舉例198

6.2SIMD計算機的互連網路202

6.2.1互連網路的設計目標與互連函式202

6.2.2互連網路應抉擇的幾個問題203

6.2.3基本的單級互連網路204

6.2.4基本的多級互連網路207

6.2.5全排列網路213

6.3共享主存構形陣列機中並行存儲器的無衝突訪問215

6.4脈動陣列機217

6.4.1脈動陣列結構的原理218

6.4.2通用脈動陣列結構220

6.5相聯處理機221

6.5.1相聯處理機和相聯存儲器的組成221

6.5.2相聯檢索算法224

習題6226

第7章多處理機229

7.1多處理機的概念、問題和硬體結構229

7.1.1多處理機的基本概念和要解決的技術問題229

7.1.2多處理機的硬體結構230

7.2緊耦合多處理機多Cache的一致性問題241

7.2.1多Cache的一致性問題的產生241

7.2.2多Cache的一致性問題的解決辦法242

7.3多處理機的並行性243

7.3.1並行算法243

7.3.2程式並行性分析246

7.3.3並行語言與並行編譯248

7.4多處理機的性能253

7.4.1任務粒度與系統性能253

7.4.2性能模型與分析253

7.5多處理機的作業系統258

7.5.1多處理機作業系統的難度和特點258

7.5.2多處理機作業系統的類型260

習題7262

第8章並行處理系統的發展265

8.1指令級高度並行的超級處理機265

8.1.1超標量處理機265

8.1.2超長指令字處理機266

8.1.3超流水線處理機267

8.1.4超標量超流水線處理機268

8.2大型並行計算機的發展269

8.2.1多向量多處理機269

8.2.2並行向量機270

8.2.3分散式共享存儲器多處理機270

8.2.4對稱多處理機270

8.2.5大規模並行處理機271

8.2.6機群系統272

習題8273

第9章數據流機、歸約機和智慧型機275

9.1數據流計算機275

9.1.1數據驅動的概念275

9.1.2數據流程式圖和語言277

9.1.3數據流計算機的結構282

9.1.4數據流機器存在的問題283

9.2歸約機283

9.3智慧型機286

9.3.1智慧型信息處理與智慧型機286

9.3.2智慧型機的結構286

9.3.3邏輯程式設計語言288

9.3.4智慧型計算機的進展289

習題9290

附錄A各章習題的參考答案291

A1習題1的參考答案291

A2習題2的參考答案293

A3習題3的參考答案300

A4習題4的參考答案305

A5習題5的參考答案313

A6習題6的參考答案321

A7習題7的參考答案325

A8習題8的參考答案330

A9習題9的參考答案332

參考文獻335