计算机体系结构教学与习题指导

本书是国家精品课程主讲教材《计算机体系结构》的配套教学用书。各章包括教学指南、主要内容、典型题目解析、习题及习题解答4个部分。教学指南对每一章学习内容进行总结，理清学习的重点、要点、难点和范围。主要内容包括每一章的基本理论、基本概念、基本公式、基本方法等内容摘要，对每一章的主要内容进行总结，检查每一章基本内容的掌握情况。例题对课程中的典型习题进行指导性分析，重在题目类型、解题方法、解题思路和解题要点，学生也可以根据这一部分的内容对照检查自己的学习情况，检查自己计算机系统结构的解题能力。
本书是教师讲授“计算机体系结构”课程的教学参考书，也可以作为学生学习本课程的参考用书。

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。享受国务院政府特殊津贴。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二十多项，近5年发表科研论文五十余篇，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。主讲过十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，发表教学研究文章十余篇，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项、国家教学成果二等奖1项，部委教学成果一等奖2项、军队或省部级科技进步一等奖2项。

第1章计算机体系结构的概念
1.1教学指南
1.2主要内容
1.2.1计算机体系结构的概念
1.2.2计算机体系结构的发展
1.2.3计算机系统设计和分析
1.2.4基本的可靠性模型
1.3典型题目解析
1.4习题及习题解答
第2章指令系统
2.1教学指南
2.2主要内容
2.2.1指令系统的分类
2.2.2寻址方式
2.2.3指令系统的设计和优化
2.2.4指令系统的发展和改进
2.2.5操作数的类型和大小
2.2.6MIPS指令系统结构
2.3习题及习题解答
第3章流水线技术
3.1教学指南
3.2主要内容
3.2.1流水线的基本概念
3.2.2MIPS的基本流水线
3.2.3流水线中的相关
3.2.4流水线计算机实例分析（MIPSR4000）
3.2.5向量处理机
3.3典型题目解析
3.4习题及习题解答
第4章指令级并行
4.1教学指南
4.2主要内容
4.2.1指令级并行的概念
4.2.2指令的动态调度
4.2.3控制相关的动态解决技术
4.2.4多指令流出技术
4.3典型题目解析
4.4习题与习题解答
第5章存储层次
5.1教学指南
5.2主要内容
5.2.1存储器的层次结构
5.2.2Cache基本知识
5.2.3降低Cache失效率的方法
5.2.4减少Cache失效开销的方法
5.2.5减少Cache命中时间的方法
5.2.6主存
5.2.7虚拟存储器
5.2.8存储层次实例
5.3典型题目分析
5.4习题及习题解答
第6章输入输出系统
6.1教学指南
6.2主要内容
6.2.1存储设备
6.2.2I/O系统的性能分析
6.2.3I/O系统的可靠性
6.2.4RAID技术
6.2.5总线技术
6.2.6通道技术
6.2.7I/O系统性能与操作系统的关系
6.3典型题目分析
6.4习题及习题解答
第7章多处理机
7.1教学指南
7.2主要内容
7.2.1并行计算机体系结构的分类
7.2.2多处理机中的存储器一致性
7.2.3对称式共享存储器体系结构中的监听协议
7.2.4分布式共享存储器体系结构中的目录协议
7.2.5静态互联网络与动态互联网络
7.2.6同步
7.3典型题目分析
7.4习题及习题解答
第8章机群计算机
8.1教学指南
8.2主要内容
8.2.1机群的基本概念和结构
8.2.2机群的特点
8.2.3机群的分类
8.3习题及参考答案
参考文献