计算机体系结构(普通高校本科计算机专业特色教材精选计算机硬件)

《计算机体系结构》有丰富的配套教辅资源，包括《计算机体系结构教学与习题指导》和《计算机体系结构实验》，PPT讲稿和实验模拟程序等。
靠前靠前门计算机体系结构国家精品课程的主讲教材。充分结合了作者在国防科技大学计算机学院多年的科研结晶。强调从总体结构、系统分析的角度来研究计算机，建立起计算机系统的完整概念。重点论述现代大多数计算机都采用的比较成熟的思想、结构和方法等内容。同时借鉴了靠前上认可的计算机体系结构高水平教材，强调采用量化的分析方法。内容的可读性好，语言简练，深入浅出，通俗易懂。有配套的教辅资源，包括《计算机体系结构教学与习题指导》和《计算机体系结构实验》，PPT讲稿和实验模拟程序等。适合作为高校计算机专业、自动化及电子工程等相关专业本科生及研究生计算机体系结构课程的教材。

《计算机体系结构》参考靠前外很经典的教材，重点论述现代大多数计算机体系结构都采用的比较成熟的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法，并特别强调采用量化的分析方法。主要内容：计算机体系结构和并行性等基本概念；计算机指令集结构设计中的一些问题：流水线的基本概念和性能分析，向量处理机的结构及特点、关键技术以及性能评价：指令级并行，包括利用软、硬件技术开发程序中存在的指令间并行性的技术和方法；存储层次，包括Cache的基本知识、降低Cache失效率的方法、减少Cache失效开销的方法以及减少命中时间的方法；输入输出系统，包括外部存储设备、I／O设备与CPU和存储器的连接、廉价磁盘冗余阵列RAID，I／O系统性能分析；多处理机，包括多处理机的存储器体系结构、互连网络、同步机制以及同时多线程技术；机群计算机，包括机群的结构、软件模型以及机群的分类，并介绍4个典型的机群系统。
《计算机体系结构》内容的可读性好，语言简练，深入浅出，通俗易懂。适合作为高等院校计算机科学与技术学科各专业以及自动化、电子工程等相关专业本科生、研究生的教材，也可作为计算机领域工程技术人员的参考书。

王志英，男，1956年8月生，汉族，山西沁县人，1988年在国防科学技术大学计算机系获博士学位。现任国防科学技术大学计算机学院教授、博士生导师，国家精品课程“计算机体系结构”负责人。1992年成为重量突出贡献中青年专家并享受政府特殊津贴，全国高等院校很好骨干教师，人事部百千万跨世纪很好人才库一二层次人选，中国计算机学会开放系统专委会副主任委员、中国计算机学会教育专业委员会副主任委员、全国计算机教育研究会副理事长、湖南省计算机学会理事长、教育部高等学校计算机科学与技术专业教学指导分委员会副主任、IEEE会员。主要研究方向为计算机系统结构和微处理器设计等。20多年来作为项目负责人参加的各类项目，包括国家自然科学基金、国家973重大基础研究、国家863高技术研究、型号工程和对外合作等共计20多项。已获国家科技进步二等奖1项，国家教学成果一等奖1项，国家教学成果二等奖1项，部委级教学成果一等奖2项，部委级科技进步一等奖2项、二等奖6项、三等奖6项，部委级自然科学三等奖1项，获国家发明专利15项，出版专著和教材8部，其中《计算机体系结构》获2002年全国普通高等学校很好教材二等奖。
张春元，男，1963年生，汉族，黑龙江巴彦人，1996年在国防科学技术大学计算机系获工学博士学位。现任国防科学技术大学计算机学院教授、博士生导师，国家精品课程“计算机体系结构”主讲人之一。IEEE/ACM会员，享有国务院颁发的政府特殊津贴。现担任中国学位与研究生教育学会信息管理委员会副主任委员、《学位与研究生教育》杂志编辑，长期从事计算机体系结构、计算机应用等专业研究和教学工作。主持国家自然科学基金、国家自然科学基金重点项目、国家863高技术研究项目、国家973安全重大基础研究项目、国家重点型号项目及企业合作等20多项，近5年发表科研论文50余篇，出版学术专著1部，已获授权专利10项。指导博士获全国百篇很好博士论文提名1人。主讲过10多门本科生和研究生课程，参与撰写教材3本，其中《计算机体系结构》获2002年全国普通高等学校很好教材二等奖，发表教学研究文章10余篇，主编出版《学位与研究生教育信息管理实践与探索》。获得国家科技进步二等奖1次、军队或省部级科技进步一等奖2次、二等奖2次、三等奖2次，军队教学很好一等奖1项，湖南省教学成果三等奖1项。

第1章计算机体系结构的基本概念／1
1.1计算机体系结构的概念／1
1.1.1存储程序计算机／1
1.1.2计算机体系结构、组成和实现／3
1.1.3计算机系统中的层次概念／5
1.1.4系列机和兼容／7
1.2计算机体系结构的发展／10
1.2.1计算机分代、分型与分类／10
1.2.2软件的发展／11
1.2.3应用的发展／13
1.2.4集成电路的发展／13
1.2.5计算机体系结构的发展／15
1.2.6并行处理技术的发展／18
1.3计算机系统设计和分析／23
1_3.1成本与价格／23
1.3.2基准测试程序／26
1.3.3量化设计的基本原则／28
1.4小结／32
习题1／32

第2章指令系统／35
2.1指令系统结构的分类／35
2.2寻址方式／37
2.3指令系统的设计和优化／40
2.3.1指令系统设计的基本原则／40
2.3.2控制指令／41
2.3.3指令操作码的优化／42
2.4指令系统的发展和改进／43
2.4.1沿CISC方向发展和改进指令系统／43
2.4.2沿RISC方向发展和改进指令系统／45
2.5操作数的类型和大小／47
2.6MIPS指令系统结构／49
2.6.1MIPS的寄存器／49
2.6.2MIPS的数据表示／49
2.6.3MIPS的数据寻址方式／49
2.6.4MIPS的指令格式／50
2.6.5MIPS的操作／51
2.6.6MIPS的控制指令／52
2.6.7MIPS的浮点操作／53
2.7小结／54
习题2／54

第3章流水线技术／56
3.1流水线概述／56
3.1.1流水线的基本概念／56
3.1.2流水线的分类／58
3.2MIPS的基本流水线／61
3.2.1MIPS的一种简单实现／61
3.2.2基本的MIPS流水线／64
3.2.3流水线性能分析／68
3.3流水线中的相关／74.
3.3.1流水线的结构相关／74
3.3.2流水线的数据相关／77
3.3.3流水线的控制相关／86
3.4流水线计算机实例分析（MIPSR4000）／93
3.4.1MIPSR4000整型流水线／93
3.4.2MIPSR4000浮点流水线／95
3.4.3MIPSR4000流水线的性能分析／96
3.5向量处理机／97
3.5.1向量处理方式和向量处理机／97
3.5.2向量处理机实例分析／99
3.6小结／102
习题3／103

第4章指令级并行／104
4.1指令级并行的概念／104
4.1.1循环展开调度的基本方法／105
4.1.2相关性／109
4.2指令的动态调度／113
4.2.1动态调度的原／113
4.2.2动态调度算法之一：记分牌／114
4.2.3动态调度算法之二：Tomasulo算法／122
4.3控制相关的动态解决技术／132
4.3.1分支预测缓泔／132
4.3.2分支目标缓冲／135
4.3.3基于硬件的前瞻执行／137
4.4多指令流出技术／141
4.4.1静态超标量技术／142
4.4.2动态多指令流出技术／144
4.4.3超长指令字技术／146
4.4.4多流出处理器受到的限制／148
4.5小结／149
习题4／150

第5章存储层次／153
5.1存储器的层次结构／153
5.1.1多级存储层次／153
5.1.2存储层次的性能参数／154
5.1-3两种存储层次关系／155
5.1.4存储层次的4个问题／156
5.2Cache基本知识／156
5.2.1映像规则／157
5.2.2查找方法／159
5.2.3替换算法／160
5.2.4写策略／161
5.2.5Cache结构／163
5.2.6Cache性能分析／165
5.2.7改进Cache性能／169
5.3降低Cache失效率的方法／169
5.3.1调节Cache块大小／171
5.3.2提高相联度／173
5.3.3VictimCache／175
5.3.4硬件预取／176
5.3.5编译器控制的预取／177
5.3.6编译器优化／179
5.4减少Cache失效开销／182
5.4.1写缓冲及写合并／182
5.4.2让读失效优先于写／l84
5.4.3请求字处理门84
5.414多级Cache／185
5.4.5非阻塞Cache／188
5.5减少命中时间／190
5.5.1容量小、结构简单的Cache／190
5.5.2虚拟Cache／190
5.5.3访问流水化／193
5.5.4多体Cache／193
5.5.5路预测／194
5.5.6TraceCache／194
5.5.7Cache优化技术总结／194
5.6主存／195
5.6.1存储器组织技术／196
5.6.2存储器芯片技术／200
5.7虚拟存储器／203
5.7.1虚拟存储器基本原理／203
5.7.2快表／205
5.7.3虚存和Cache关系的例子／206
5.8虚存保护和虚存实例／207
5.8.1进程保护技术／207
5.8.2页式虚存举例：64位Opteron／208
5.8.3虚拟机保护／210
5.9综合实例：AMDOpteron存储层次／215
5.10小结／217
第6章输入输出系统
第7章多处理机
第8章机群计算机