计算机系统结构教程(第2版21世纪大学本科计算机专业系列教材普通高等教育精品教材)

张晨曦、王志英、沈立、李江峰、刘依、王伟编 著的这本《计算机系统结构教程(第2版)》借鉴了国 内和国外最经典的相关教材，系统地论述了计算机系 统结构的基本概念、基本结构、基本方法等，强调从 开发并行性的角度、用量化分析(性能评价)的方法来 研究和分析计算机系统。 全书共有14章。第1章论述基本概念、并行性的 发展和定量分析基础。第2章论述计算机指令系统的 设计和MIPS指令系统。第3章论述流水线技术，包括 性能分析、调度、相关和冲突以及流水线的实现。第 4章论述向量处理机的结构、特点和性能评价。第5章 和第6章分别论述如何用硬件和软件的方法来开发指 令级并行性，包括记分牌和Tomasulo算法、基于硬件 的前瞻执行、多指令流出技术、循环展开、VLIW、 EPIC等。第7章论述存储系统，重点论述cache的基本 知识及提高Cache性能的各种方法。第8章论述总线、 通道处理机和RAII)。第9章论述互连网络的特性参数 、静／动态互连网络以及消息传递机制等。第10章论 述SMP、DSM、MPP等并行计算机系统结构，论述多 Cache一致性、同步、同时多线程。第11章论述多核 架构、实例以及基于多核的并行程序设计。最后三章 分别论述机群系统、阵列处理机、数据流计算机。 本书内容丰富，实例具体，语言简练，可读性好 ，可作为高等院校计算机及相关专业的教学用书，也 可供相关科技人员参考。

张晨曦，现任同济大学软件学院教授，博士生导师。国家级“中青年有突出贡献专家”，国家杰出青年基金获得者。先后主持了4项国家自然科学基金项目。1988年获博士学位，后一直在国防科技大学计算机学院工作，2005年9月调入同济大学。

第1章 计算机系统结构的基础知识 1.1 计算机系统结构的基本概念 1.1.1 计算机系统的层次结构 1.1.2 计算机系统结构的定义 1.1.3 计算机组成和计算机实现 1.1.4 计算机系统结构的分类 1.2 计算机系统的设计 1.2.1 计算机系统设计的定量原理 1.2.2 计算机系统设计者的主要任务 1.2.3 计算机系统设计的主要方法 1.3 计算机系统的性能评测 1.4 计算机系统结构的发展 1.4.1 冯·诺依曼结构及其改进 1.4.2 软件对系统结构的影响 1.4.3 器件发展对系统结构的影响 1.4.4 应用对系统结构的影响 1.5 计算机系统结构中并行性的发展 1.5.1 并行性的概念 1.5.2 提高并行性的技术途径 1.5.3 单机系统中并行性的发展 1.5.4 多机系统中并行性的发展 1.5.5 并行机的发展变化 习题1 第2章 指令系统的设计 2.1 指令系统结构的分类 2.2 寻址方式 2.3 指令系统的设计和优化 2.3.1 指令系统设计的基本原则 2.3.2 控制指令 2.3.3 指令操作码的优化 2.3.4 指令字格式的优化 2.4 指令系统的发展和改进 2.4.1 沿CISC方向发展和改进指令系统 2.4.2 沿RISC方向发展和改进指令系统 2.5 操作数的类型和大小 2.6 MIPS指令系统结构 2.6.1 MIPS的寄存器 2.6.2 MIPS的数据表示 2.6.3 MIPS的数据寻址方式 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的浮点操作 习题2 第3章 流水线技术 3.1 流水线的基本概念 3.1.1 什么是流水线 3.1.2 流水线的分类 3.2 流水线的性能指标 3.2.1 流水线的吞吐率 3.2.2 流水线的加速比 3.2.3 流水线的效率 3.2.4 流水线的性能分析举例 3.2.5 流水线设计中的若干问题 3.3 非线性流水线的调度 3.3.1 单功能非线性流水线的最优调度 3.3.2 多功能非线性流水线的调度 3.4 流水线的相关与冲突 3.4.1 一条经典的5段流水线 3.4.2 相关与流水线冲突 3.5 流水线的实现 3.5.1 MIPS的一种简单实现 3.5.2 基本的MIPS流水线 习题3 …… 第4章 向量处理机 第5章 指令级并行及其开发——硬件方法 第6章 指令级并行的开发——软件方法 第7章 存储系统 第8章 输入输出系统 第9章 互连网络 第10章 多处理机 第11章 多核架构与编程 第12章 机群系统 第13章 阵列处理机 第14章 数据流计算机 主要参考文献