计算机系统结构

第1章 计算机系统结构概论

1.1 计算机系统结构的基本概念

1.1.1 计算机系统结构的定义

1.1.2 计算机组成与计算机实现

1.2 计算机的分类

1.3 计算机系统设计与分析的量化原理

1.3.1 程序访问的局部性原理

1.3.2 利用并行与优化处理经常性事件

1.3.3 Amdahl定律

1.3.4 处理器的性能公式

1.3.5 可靠性

1.4 计算机系统的性能评测

1.4.1 主要性能指标

1.4.2 计算机性能测试

1.4.3 计算机性能测试实例

1.5 计算机技术的发展趋势

1.5.1 吞吐率相对于延时的发展趋势

1.5.2 集成电路的发展限制

1.5.3 计算机发展的新方向

1.6 本章总结

习题1

第2章 Cache

2.1 计算机存储系统的层次结构

2.1.1 存储器概述

2.1.2 存储器的层次结构

2.2 Cache系统的基本原理

2.2.1 Cache存储系统的构成与组织

2.2.2 Cache存储系统的基本性能参数

2.2.3 Cache的基本工作原理

2.3 Cache设计的关键问题

2.3.1 Cache的容量与行大小

2.3.2 映射机制

2.3.3 替换算法

2.3.4 单机系统的Cache写策略

2.3.5 Cache数量选择

2.4 Cache的性能分析

2.4.1 未中率

2.4.2 加速比

2.5 Cache的基本优化方法

2.5.1 增加行大小和容量，减少未中率

2.5.2 增加关联度减少未中率

2.5.3 使用多级Cache减少未中损失

2.5.4 让读未中的优先级高于写来减少未中损失

2.6 Cache的高级优化设计

2.6.1 踪迹Cache

2.6.2 路预测技术

2.6.3 流水Cache与非阻塞Cache

2.6.4 关键字优先和早重启

2.6.5 合并写缓存

2.6.6 预取技术

2.6.7 牺牲Cache和伪关联Cache

2.7 Cache的应用问题

2.7.1 循环交换与循环融合

2.7.2 数组合并与矩阵分块

2.8 Pentium4与ARM中Cache的组织

2.8.1 Pentium中Cache的组织

2.8.2 ARM中的Cache组织

2.9 本章总结

习题2

第3章 内部存储器与外部存储器

3.1 半导体存储器

3.1.1 ROM

3.1.2 RAM

3.2 内部存储器芯片的组织

3.2.1 芯片的组织

3.2.2 存储模块的组织

……

第4章 I/O系统

第5章 虚拟内存

第6章 指令系统

第7章 CPU的流水线技术

第8章 RISC与嵌入式架构

第9章 超标量与VLIW架构

第10章 多核架构与多核程序设计

第11章 多处理器系统

第12章 云计算

本书从系统设计和应用两个方面讲述现代计算机体系结构的概念、结构、原理和关键技术，内容组织上由浅入深、从简单到高级，涵盖了该领域的最新进展。全书共12章，分为存储系统、CPU系统和多机系统三大部分。内容上按照单核系统、多核系统、多机系统展开，其中在多机系统中引入了网格计算和云计算。本书针对软件工程专业和计算机专业的研究生，特别强调了技术原理在项目和程序设计中的应用，理论和实际紧密结合，非常适合作为研究生的教材使用。本书还可作为计算机专业高年级本科生、计算机工程师、软件工程师的参考书。

针对软件工程专业和计算机专业的研究生，特别强调了技术原理在项目和程序设计中的应用，理论和实际紧密结合，非常适合作为研究生的教材使用。《21世纪高等学校规划教材•软件工程:计算机系统结构》还可作为计算机专业高年级本科生、计算机工程师、软件工程师的参考书。