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计算机系统结构教程(第3版)
作者:张晨曦、王志英、沈立、李江峰、王伟
定价:59.80元
印次:3-6
ISBN:9787302567585
出版日期:2021.08.01
印刷日期:2023.07.20
本书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,并且采用微课的形式,配备了教学动画和视频。 全书共分14章。第1章论述计算机系统的基本概念、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、相关与冲突以及流水线的实现。第4章论述向量处理机的结构、常用技术和性能评价。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RAID。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章论述多核架构以及基于多核的并行程序设计。最后3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,既可作为高等院校计算机及相关专业教材,也可作为相关科技人员的参考书。
more >前言 本书是《计算机系统结构教程》(第2版)(清华大学出版社,2014年)的修订版,是“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材。本书的第1版于2011年被评为国家级精品课程教材。为了适应现代教学的需要,反映计算机技术的新发展,我们对该教材进行了修订和补充,并且采用了微课的形式,为本书配备了教学动画和视频。 本书适用于重点高等院校的计算机、软件工程等相关专业本科生和研究生。在内容的选取上,本书不仅强调采用目前国际上流行的量化分析方法,注意介绍新技术和新方法,而且注重对经典的结构和思想等的论述和分析。 本书的主要特点是: (1) 取材先进,体系完整,覆盖面广,深度与广度相结合。 (2) 采用微课形式,配有850分钟的教学视频。这些教学视频中采用了大量的动画课件,使用它们进行教学或者自学,能达到非常好的教学效果。 (3) 配有基于模拟器的实验(见《计算机系统结构实践教程》(第2版),张晨曦等,清华大学出版社),对于深入理解和掌握本课程内容有很大的帮助。模拟器是编者团队自己开发的,拥有自主版权。 (4) 配有教学(或自学)指导教材《计算机系统结构学习指导与题解》(第2版)(张晨曦等,清华大学出版社)。 (5) 提供教学动画课件和教学PPT课件。 (6) 提供在线题库,包括填空题、单选题、多选题、名词解释、简答题、综合题。 (7) 重点突出,可读性好,语言简练,通俗易懂。资源下载提示 课件等资源: 扫描封底的“课件下载”二维码,在公众号“书圈”下载。 素材(源码)等资源:扫描目录上方的二维码下载。 在线作业: 扫描封底作业系统二维码,登录网站在线做题及查看答案。 视频等资源: 扫描封底刮刮卡中的二维码,再扫描书中相应章节中的二维码,可以在线学习。全书共有14章,各章内容如下。 第1章论述计算机系统结构的概念以及系统结构和并行性的发展,并介绍定量分析基础。 第2章为指令系统的设计,论述计算机指令系统设计的各个方面,包括指令系统的分类、寻址技术、功能设计、格式设计以及指令系统的发展和改进,并且介绍一种RISC计算机——MIPS的指令系统。 第3章为流水线技术,论述流水线的基本概念、分类和性能分析、非线性流水线的调度,介绍流水线中的相关与冲突问题及其解决方法,并以MIPS为例讨论流水线的实现。 第4章为向量处理机,论述向量处理机的结构和特点、提高向量处理机性能的方法以及向量处理机的性能评价,并介绍了三个向量处理机实例。 第5章和第6章分别论述如何用硬件和软件的方法开发指令级并行。第5章的具体内容包括指令级并行的概念、记分牌和Tomasulo动态调度算法、基于硬件的前瞻执行以及多指令流出技术等。第6章的内容包括循环展开和基本指令调度、跨越基本块的静态指令调度、VLIW技术、显式指令并行执行EPIC等,并介绍一个实例——Intel Itanium 处理器。 第7章为存储系统,论述Cache的基本知识、降低Cache不命中率的方法、减少Cache不命中开销的方法以及减少命中时间的方法,并对并行主存和虚拟存储器做简要讨论。最后介绍一个存储层次实例——AMD Opteron的存储器层次结构。 第8章为输入输出系统,论述总线及其与CPU/存储器的连接、通道处理机及其流量分析,并详细论述廉价磁盘冗余阵列RAID。 第9章为互连网络,论述互连函数、互连网络的特性参数、静态互连网络、动态互连网络以及消息传递机制等。 第10章为多处理机,论述对称式共享存储器系统结构、分布式共享存储器系统结构、多Cache一致性、同步、同时多线程以及MPP,并介绍多处理机实例。 第11章为多核架构与编程,论述对多核架构的需求、几种多核架构以及基于多核的并行程序设计。 第12章为机群系统,论述机群的结构、软件模型以及机群的分类,并介绍5个典型的机群系统,包括我国自主研制的天河2号。 第13章为阵列处理机,论述阵列处理机的操作模型、结构和特点以及并行算法,并介绍两个阵列处理机实例。 第14章为数据流计算机,论述数据流计算机模型、数据流程序图和数据流语言、静态数据流计算机结构以及动态数据流计算机结构。 本书的大部分内容由张晨曦教授编写,包括第1~3章、第7~9章、第13章和第14章,王志英教授编写了第10章,沈立教授编写了第6章和第12章,李江峰副教授编写了第4章和第5章,并与王伟副教授一起编写了第11章。 本书直接或间接地引用了许多专家和学者的文献或著作,在此向他们表示衷心的感谢。 由于编者水平有限,书中难免有疏漏和不妥之处,敬请读者批评指正。 编者2021年4月于上海
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