基本信息
内容简介
计算机书籍
全书共分12章。第一章介绍计算机系统结构的基本概念,包括计算机系统的层次结构、系统结构的定义、分类、设计技术、评价标准和系统结构的发展等,第二章介绍数据表示、寻址技术、指令格式的优化设计、CSIC指令系统和RISC指令系统等,第三章介绍存储系统原理、虚拟存储器和高速缓冲存储器等,第四章介绍输入输出原理、中断系统、通道处理机和输入输出处理机,第五章介绍先行控制技术、流水线处理机、超标量处理机、超流水线处理机和超标量超流水线处理机等,第六章介绍向量的基本概念、向量处理机结构、提高向量处理机性能的方法、向量处理机的性能评价等,第七章介绍互连网络的基本概念、消息传递机制和互连网络实例,第八章介绍SIMD计算机模型、结构、实例和SIMD计算机的应用,第九章介绍多处理机结构、性能和Cache一致性等,第十章介绍多处理机算法,包括同步技术、并行搜索、串行算法到并行算法的转换、并行程序设计语言及其实现方法等,第十一章介绍数据流计算机、数据库机与知识库机、面向函数程序设计语言的归约机,最后第十二章是实验:DLX处理机,通过实验能够加深对本书主要内容的理解。每章后附有大量习题。.
本书是计算机专业本科生"计算机系统结构"课程的通用教材,也可作为有关专业研究生的教材和有关科技工作者的专业参考书。
这套教材已伴随着计算机科学与技术的飞速发展茁壮成长了二十余年,获得了国家科学技术进步奖、国家级优秀教材特等奖等29项部级以上奖励,被几百所高校选作教材,教学效果好。现经修订和增加新品种、新内容,基本涵盖了本科生和硕士研究生的主要课程。这套系列教材体系完整、结构严谨、理论结合实际、注重素质培养。.
本书是计算机专业本科生的通用教材,也可作为相关专业研究生的教材及科技工作者的专业参考书,主要内容包括数据表示、寻址技术、指令系统、存储系统、中断系统、输入输出系统、标量处理机、向量处理机、互连网络、并行处理机和多处理机等。..
全书以横向方式组织教学内容,在全面讲解计算机系统结构基本原理的同时,每章通过几个实例来具体介绍典型的计算机系统,既介绍计算机系统结构方面已经成熟的技术,也介绍国内外最新的研究成果。每章后面附有大量的习题,可以帮助读者更加全面地理解本书的内容。
通过学习本书,能够掌握计算机系统结构的基本概念、基本原理。基本结构和基本分析方法,能够建立起计算机系统的完整概念。...
作译者
汤志忠1970年毕业于清华大学自动控制系并留校任教。现为清华大学计算机系教授,博士生导师,计算机系教学实验室主任。多年来主要从事计算机并行处理、分布计算机系统、并行算法和并行编译技术等方面的教学和科研工作。主讲"计算机系统结构"和"计算机组成原理"等大课。近几年来,主要承担计算机系统结构、并行算法和优化编译技术等方面的研究工作,作为项目负责人或主要参加者已经完成国家攻关、国家863高技术、国家自然科学基金和军口基础研究等方面的科研项目30多项。研究成果达到国内领先水平或国际先进水平,部分成果处于国际领先地位,多次获得国家教委科技进步奖。近几年来,在国内外学术刊物和学术会议上发表论文80多篇。...
目录
1.1 计算机系统结构.
1.1.1 计算机系统层次结构
1.1.2 计算机系统结构定义
1.1.3 计算机组成与实现
1.1.4 计算机系统结构的分类
1.2 计算机系统设计技术
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 系统结构的评价标准
1.3.1 性能
1.3.2 成本
1.4 计算机系统结构的发展
1.4.1 冯·诺依曼结构
1.4.2 软件对系统结构的影响
1.4.3 价格对系统结构的影响
1.4.4 应用对系统结构的影响
1.4.5 VLSI对系统结构的影响
1.4.6 技术的发展对价格的影响
前言
本书内容是根据作者20多年来从事"计算机系统结构"等课程的教学经验及有关科研工作的成果写成的。全书以横向方式组织教学内容,力求深入浅出地全面介绍计算机系统结构的基本原理,而不只是从头至尾具体介绍某一种计算机系统。在关键章节有1至2个实例,通过介绍目前通用的和先进的计算机系统采具体阐述计算机结构原理的各个侧面。读者通过学习本书,能够比较全面地掌握计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法。由于计算机系统是一个复杂的系统,在读者已经学习了"计算机组成原理"、"计算机操作系统"、"汇编语言程序设计"、"高级语言程序设计"等计算机硬件和软件方面的多门课程之后,通过学习"计算机系统结构"这门课程能够建立起计算机系统的完整概念。
"计算机系统结构"是从外部来研究计算机系统的一门学科。一般说来,凡是计算机系统的使用者(包括一般用户和系统程序员)所能看到的计算机系统的属性都是"计算机系统结构"所要研究的对象,这一点与"计算机组成原理"这门课程从计算机系统的内部来研究计算机不同。由于部分内容在先修课程(如"计算机组成原理"、"数据结构"、"计算机操作系统"、"汇编语言程序设计"等)中已经涉及到,但许多内容在这些课程中讲解得并不全面和深入,对于属于计算机系统结构的关键内容,本书力求从系统分析和设计的角度,深入浅出地介绍这些基础内容。这部分的内容主要有:数据表示、指令系统、存储系统和输入输出系统。..
自从本书第一版发行以来,计算机系统结构在许多方面有了新的发展,如超标量、超流水线及超标量超流水线结合的系统结构在微处理机中已经得到广泛应用,并行处理及其互连网络的发展非常迅速。本书对各章内容都进行了重写。与第一版相比,主要有如下特点:第一,反映了国内外计算机系统结构方面比较成熟的研究成果和最新的发展。第二,内容更加全面。本书加入了许多新的内容。凡属于计算机系统结构的主要内容,在本书中都有介绍。第三,对许多关键内容的介绍更加深入。本书力求从系统设计和系统分析的高度来介绍计算机系统的基本概念和基本分析方法。第四,在每章后面增加了大量的习题,对加深对各部分内容的理解很有帮助。第五,增加了一个实验,即描述了一个虚拟的DLX处理机,它是一个RISC结构的流水线处理机。这是从美国著名的计算机系统结构教材中引进的。通过学习DLX处理机的指令系统和流水线结构,并使用DLX模拟器进行实验可以帮助读者更加全面地理解本书的有关内容。推出这一实验得到美国MORGAN KAUFMANN PUBL ISHERS INC的许可。
本书每章内容相互独立,教师可根据不同的学时和不同的专业需要任意选择其中的几章或有关章节的部分内容进行教学。对于在"计算机组成原理"或"计算机操作系统"等先修课程中已经系统学习过的内容可以舍去不讲,有些章节的内容可以让学生自学。
本书第一、六、七、八、九、十章和第十一章的第三部分由清华大学计算机系的郑纬民教授编写,第二、三、四、五章和第十一章的第一、二部分由清华大学计算机系的汤志忠教授编写。第十二章由杨博、裴丹、许开新译自 David A. Patterson和John L.Hennessy编写的"Computer Architecture:A Quantita-tive Approach"中的有关部分,由陈文光博士审校和整理。
本书的编写和出版得到清华大学计算机系领导的大力支持,并得到有关教师多方面的帮助和鼓励。
限于作者的水平,错误和不当之处希望读者批评指正。
作者...
1997年12月于清华大学
序言
本系列教材的作者都是我熟悉的教授与同事,他们长期在第一线担任相关课程的教学工作,是一批很受大学生和研究生欢迎的任课教师。编写高质量的大学(研究生)计算机教材,不仅需要作者具备丰富的教学经验和科研实践,还需要对相关领域科技发展前沿的正确把握和了解。正因为本系列教材的作者们具备了这些条件,才有了这批高质量优秀教材的出版。可以说,教材是他们长期辛勤工作的结晶。本系列教材出版发行以来,从其发行的数量、读者的反映、已经获得的许多国家级与省部级的奖励、以及在各个高等院校教学中所发挥的作用上,都可以看出本系列教材所产生的社会影响与效益。..
计算机科技发展异常迅速、内容更新很快。作为教材,一方面要反映本领域基础性、普遍性的知识,保持内容的相对稳定性;另一方面,又需要跟踪科技的发展,及时地调整和更新内容。本系列教材都能按照自身的需要及时地做到了这一点,如《计算机组成与结构》一书十年中共出版了三版,其他如《数据结构》等也都已出版了第二版,使教材既保持了稳定性,又达到了先进性的要求,本系列教材内容丰富、体系结构严谨、概念清晰、易学易懂,符合学生的认识规律,适合于教学与自学,深受广大读者的欢迎。系列教材中多数配有丰富的习题集和实验,有的还配备多媒体电子教案,便于学生理论联系实际地学习相关课程。
随着我国进一步的开放,我们需要扩大国际交流,加强学习国外的先进经验。在大学教材建设上,我们也应该注意学习和引进国外的先进教材。但是,计算机系列教材的出版发行实践以及它所取得的效果告诉我们,在当前形势下,编写符合国情的具有自主版权的高质量教材仍具有重大意义和价值。它与前者不仅不矛盾,而且是相辅相成的。本系列教材的出版还表明,针对某个学科培养的要求,在教育部等上级部门的指导下,有计划地组织任课教师编写系列教材,还能促进对该学科科学、合理的教学体系和内容的研究。...
我希望今后有更多、更好的我国优秀教材出版。
清华大学计算机系教授,中科院院士
2002年6月28日