计算机体系结构

第1章 概述

1．1 计算机系统结构的基本概念

1．1．1 多级层次结构

1．1．2 系统结构、组成和实现之间的关系

1．2 计算机系统结构的设计方法

1．2．1 计算机系统的设计原则

1．2．2 计算机系统的设计思路及步骤

1．3 软件、应用、器件的影响

1．4 计算机系统结构的分类

1．5 基于冯·诺依曼计算机模型的指令集分类

1．5．1 CISC体系结构

1．5．2 RISC体系结构

1．5．3 CISC和RISC混合体系结构

1．5．4 EPIC体系结构

第2章 流水线技术

2．1 流水线的基本概念

2．1．1 什么是流水线

2．1．2 流水线的分类

2．2 流水线的性能指标

2．2．1 吞吐率

2．2．2 加速比

2．2．3 效率

2．3 DLX的基本流水线

2．3．1 DLX指令集结构

2．3．2 基本的DLX流水线

2．3．3 DLX流水线各级的操作

2．3．4 DLX流水线处理机的控制

2．4 流水线的相关与冲突

2．4．1 流水线相关

2．4．2 流水线冲突

第3章 指令级并行

3．1 指令级并行的概念

3．2 循环展开

3．2．1 循环展开的原理

3．2．2 循环展开的特点

3．3 动态指令调度

3．3．1 静态指令调度与动态指令调度

3．3．2 动态指令调度的基本思想

3．3．3 动态指令调度算法：记分牌

3．3．4 动态指令调度算法：Tomasulo算法

3．4 动态分支预测

3．4．1 采用分支预测表

3．4．2 采用分支目标缓冲器

3．4．3 基于硬件的推断执行

3．4．4 先进的分支预测技术

第4章 存储体系

4．1 存储系统的分析

4．2 虚拟存储系统

4．2．1 地址的映像与变换

4．2．2 页面替换算法

4．3 Cache存储系统

4．3．1 地址映像与变换方法

4．3．2 Cache替换算法

4．3．3 Cache！系统的加速比

4．4 并行主存系统

4．4．1 单体多字存储器

4．4．2 多体交叉存储器

第5章 输入输出系统

5．1 输入输出原理

5．2 总线设计

5．2．1 总线的类型

5．2．2 总线的控制方式

5．2．3 总线通信

5．3 中断系统

5．3．1 中断方式

5．3．2 中断的分类与分级

5．3．3 影响中断响应时间的因素

5．3．4 中断屏蔽

5．4 通道工作原理

5．4．1 通道的作用和功能

5．4．2 通道种类

5．4．3 通道的工作过程

5．4．4 通道的流量分析

参考文献

本书在介绍计算机系统结构的基本概念、原理、结构和分析方法的基础上，着重阐述了计算机系统的并行化技术，旨在帮助学生在建立计算机系统的完整概念，充分掌握计算机系统结构的最新研发思想与技术。本书共分5章。第1章论述计算机系统的概念及其设计原则，通过对冯·诺依曼计算机模型指令集的分类，简要阐述计算机系统发展的脉络及与体系结构发展密不可分的核心领域的现状与发展，最后简单介绍几种先进的微体系结构；第2章论述流水线的基本概念、分类及性能计算方法，并以DLX模型为实例详细描述流水线执行的关键技术，并对流水线中相关和冲突问题进行重点阐述；第3章通过指令级并行概念的介绍，详细阐述实现指令级并行的关键技术和算法；第4章为“存储系统”，重点讲述虚拟存储系统，Cache存储系统及并行主存系统；第5章详细介绍输入输出系统，讲述总线类型、控制及通信方式，并详细阐述中断系统及总线与CPU及存储器的通信原理。本书可作为高等院校计算机专业的高年级本科生或研究生的教材，也可作为从事计算机体系结构或嵌入式系统设计的工程技术人员的参考书。

《计算机体系结构》共分5章。第1章论述计算机系统的概念及其设计原则，通过对冯·诺依曼计算机模型指令集的分类，简要阐述计算机系统发展的脉络及与体系结构发展密不可分的核心领域的现状与发展，最后简单介绍几种先进的微体系结构；第2章论述流水线的基本概念、分类及性能计算方法，并以DLX模型为实例详细描述了流水线执行的关键技术，并对流水线中相关和冲突问题进行重点阐述；第3章通过指令级并行概念的介绍，详细阐述实现指令级并行的关键技术和算法；第4章为“存储系统”，重点讲述虚拟存储系统，Cache存储系统及并行主存系统；第5章详细介绍输入输出系统，讲述总线类型、控制及通信方式，并详细阐述中断系统及总线与CPU／存储器的通信原理。