计算机系统结构【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

计算机系统结构PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

前言页1

第一章 计算机系统结构的基本概念1

1.1 计算机系统结构2

1.1.1 计算机系统层次结构2

1.1.2 计算机系统结构定义4

1.1.3 计算机组成与实现5

1.1.4 计算机系统结构的分类6

1.2 计算机系统设计技术9

1.2.1 计算机系统设计的定量原理9

1.2.2 计算机系统设计者的主要任务13

1.2.3 计算机系统设计的主要方法15

1.3 系统结构的评价标准16

1.3.1 性能16

1.3.2 成本19

1.4 计算机系统结构的发展22

1.4.1 冯·诺依曼结构22

1.4.2 软件对系统结构的影响24

1.4.3 价格对系统结构的影响26

1.4.4 应用对系统结构的影响27

1.4.5 VLSI对系统结构的影响28

1.4.6 技术的发展对价格的影响28

1.4.7 算法和系统结构30

习题一32

第二章 指令系统37

2.1 数据表示37

2.1.1 数据表示与数据类型37

2.1.2 浮点数据表示39

2.1.3 浮点数尾数基值的选择44

2.1.4 浮点数格式的设计48

2.1.5 自定义数据表示50

2.2 寻址技术56

2.2.2 零地址空间个数57

2.2.1 编址单位57

2.2.3 寻址方式59

2.2.4 间接寻址与变址寻址63

2.3 指令格式的优化设计66

2.3.1 指令的组成66

2.3.2 Huffman编码法67

2.3.3 扩展编码法69

2.3.4 缩短地址码长度的方法71

2.3.5 指令格式设计举例72

2.4 指令系统的功能设计74

2.4.1 指令系统的完整性74

2.4.2 指令系统的性能78

2.4.3 复杂指令系统79

2.5 精简指令系统(RISC)80

2.5.1 从CISC到RISC80

2.5.2 RISC的定义与特点84

2.5.3 减少指令平均执行周期数(CPI)是RISC思想的精华85

2.5.4 RISC的关键技术86

2.5.5 RISC优化编译技术92

习题二93

3.1 存储系统原理98

3.1.1 存储系统的定义98

第三章 存储系统98

3.1.2 存储器的层次结构102

3.1.3 频带平衡103

3.1.4 并行访问存储器104

3.1.5 交叉访问存储器105

3.2 虚拟存储器108

3.2.1 虚拟存储器工作原理108

3.2.2 地址的映象与变换110

3.2.3 段式虚拟存储器111

3.2.4 页式虚拟存储器114

3.2.5 段页式虚拟存储器115

3.2.6 加快内部地址变换的方法117

3.2.7 页面替换算法120

3.2.8 提高主存命中率的方法124

3.3 高速缓冲存储器(Cache)126

3.3.1 基本工作原理127

3.3.2 地址映象与变换方法128

3.3.3 Cache替换算法及其实现136

3.3.4 Cache系统的加速比142

3.3.5 Cache的一致性问题144

3.3.6 Cache的预取算法146

3.4 三级存储系统146

3.4.1 存储系统的组织方式147

3.4.2 虚拟地址Cache148

3.4.3 全Cache技术149

习题三150

第四章 输入输出系统155

4.1 输入输出原理155

4.1.1 输入输出系统的特点155

4.1.2 基本输入输出方式157

4.2 中断系统162

4.2.1 中断系统的软硬件功能分配162

4.2.2 中断屏蔽164

4.3.1 通道的作用和功能168

4.3 通道处理机168

4.3.2 通道的工作过程170

4.3.3 通道种类171

4.3.4 通道中的数据传送过程175

4.3.5 通道的流量分析176

4.4 输入输出处理机179

4.4.1 输入输出处理机的作用179

4.4.2 输入输出处理机的种类181

4.4.3 输入输出处理机的特点182

习题四183

5.1.1 指令的重叠执行187

第五章 标量处理机187

5.1 流水线技术187

5.1.2 流水线的表示方法189

5.1.3 流水线的特点190

5.1.4 流水线的性能分析191

5.1.5 流水线最佳段数的选择198

5.1.6 非线性流水线的调度技术198

5.1.7 非线性流水线的优化调度方法205

5.2 相关性分析技术207

5.2.1 数据相关207

5.2.2 控制相关208

5.2.3 条件分支对流水线的影响211

5.2.4 静态分支预测技术212

5.2.5 动态分支预测技术214

5.2.6 提前形成条件码217

5.2.7 精确断点与不精确断点218

5.3 动态调度技术220

5.3.1 顺序流动与乱序流动220

5.3.2 乱序流动方式中的数据相关222

5.3.3 数据重定向224

5.3.4 Tomasulo动态指令调度方法226

5.4.1 基本结构228

5.4 超标量处理机228

5.4.2 单发射与多发射230

5.4.3 多流水线调度233

5.4.4 资源冲突237

5.4.5 超标量处理机性能239

5.5 超流水线处理机239

5.5.1 指令执行时序240

5.5.2 典型处理机结构240

5.5.3 超流水线处理机性能243

5.6 超标量超流水线处理机243

5.6.1 指令执行时序244

5.6.2 典型处理机结构245

5.6.3 超标量超流水线处理机性能247

习题五249

第六章 向量处理机253

6.1 向量处理的基本概念253

6.1.1 什么是向量处理253

6.1.2 向量处理方式254

6.2 向量处理机的结构255

6.2.1 存储器-存储器结构257

6.2.2 寄存器-寄存器结构261

6.3.1 向量处理机系统结构的设计目标264

6.3 提高向量处理机性能的方法264

6.3.2 提高向量处理机性能的常用技术268

6.4 向量处理机实例275

6.4.1 向量处理机的历史与现状275

6.4.2 Cray Y-MP,C-90278

6.4.3 Fujitsu VP2000和VPP500280

6.4.4 向量协处理器282

6.5 向量处理机的性能评价285

习题六289

第七章 互连网络291

7.1 互连网络的基本概念291

7.1.1 互连网络的作用291

7.1.2 互连函数292

7.1.3 互连网络的特性和传输的性能参数297

7.1.4 互连网络的种类299

7.2 消息传递机制312

7.2.1 消息寻径方式312

7.2.2 死锁和虚拟通道316

7.2.3 流控制策略319

7.2.4 选播和广播寻径算法323

习题七325

8.1 并行处理机结构和实例330

8.1.1 并行处理计算机模型330

第八章 并行处理机和多处理机330

8.1.2 并行处理机的基本结构332

8.1.3 并行处理机的特点334

8.1.4 并行处理机实例335

8.2 多处理机结构和实例344

8.2.1 多处理机结构344

8.2.2 多处理机系统的特点345

8.2.3 多处理机性能模型347

8.2.4 多处理机的Cache一致性352

8.2.5 多处理机实例361

习题八386

参考文献391