计算机系统结构

第1章 绪论1 1.1 计算机系统1

1.2 计算机系统结构3

1.3 计算机系统性能的定量分析与测试5

习题10第2章 指令系统的优化设计12 2.1 指令系统12

2.2 操作码的优化设计13

2.3 地址码的优化设计18

2.4 指令系统的优化21

2.5 复杂指令系统计算机与精简指令系统计算机24

习题27第3章 流水线处理机28 3.1 流水线的概念28

3.2 流水线结构31

3.3 线性流水线的性能分析34

习题42第4章 流水线的相关处理技术43 4.1 流水作业的相关问题和冒险43

4.2 流水线局部相关的处理技术45

4.3 流水线全局相关的处理技术48

习题50第5章 多功能非线性流水线的调度51 5.1 多功能非线性流水线表示51

5.2 无冲突调度52

5.3 流水线调度的优化54

习题55第6章 向量处理机59 6.1 向量及其处理59

6.2 向量处理机的结构60

6.3 向量指令64

6.4 向量处理机的存储器69

习题72第7章 计算机系统总线73 7.1 系统总线结构73

7.2 总线标准75

7.3 总线接口及其标准83

习题88第8章 计算机主机与外设的数据传送方式89 8.1 程序查询方式89

8.2 程序中断方式90

8.3 DMA方式95

8.4 通道方式100

习题105第9章 主存与辅存107 9.1 主存的多体组织107

9.2 磁盘存储技术109

9.3 冗余磁盘阵列113

习题118第10章 存储体系120 10.1 存储系统的层次结构和相联存储器120

10.2 高速缓冲存储器123

10.3 虚拟存储器132

习题137第11章 互连函数及互连代数140 11.1 互连网络的概念140

11.2 互连函数142

11.3 互连代数153

习题155第12章 互连网络156 12.1 网络参数156

12.2 静态连接网络157

12.3 动态连接网络162

习题171第13章 消息传递机制173 13.1 消息及其格式173

13.2 消息寻径方式173

13.3 消息寻径算法177

习题183第14章 多处理器系统184 14.1 系统结构184

14.2 集成方式185

14.3 高速缓存的一致性问题189

习题194第15章 多计算机系统196 15.1 集群的优势196

15.2 硬件系统结构196

15.3 并行程序设计199

习题205参考文献206

第8章 计算机主机与外设的数据传送方式21 8.1 程序查询方式21

8.2 程序中断方式22

8.3 DMA方式28

8.4 通道方式33

习题38第9章 主存与辅存40 9.1 主存的多体组织40

9.2 磁盘存储技术42

9.3 冗余磁盘阵列46

习题51第10章 存储体系54 10.1 存储系统的层次结构和相联存储器54

10.2 高速缓冲存储器57

10.4 虚拟存储器66

习题71

本教材是计算机专业课程“计算机系统结构”的配套教材。全书围绕如何提高计算机系统性能这一主线，从处理器、存储系统、I/O系统和并行处理系统4个方面，分为15章进行讲解。第1章给出了计算机系统结构的概念和计算机系统性能的定量分析和测试方法。第2章～第6章介绍提高处理器性能的指令系统优化编码方法、流水线技术和向量处理机。第7章、第8章介绍了I/O系统及提高其性能的技术。第9章和第10章介绍了存储系统及提高其性能的各种技术。第11章～第13章介绍了互连函数、互连网络及消息传递机制，分析了消息传递机制的方法和寻径算法。第14章和第15章介绍了多处理器系统和多计算机系统这两个并行处理系统，说明了它们的硬件系统结构和执行软件的设计。本教材章节篇幅较小，便于教学，适应各种学时安排；本教材所涉及的许多问题，有作者自己的理解或见解；文笔言简意赅，图文共茂，可读性好。本教材适宜作为计算机或相关专业本科或硕士研究生教材，也可供有关工程技术人员学习参考。