基本介紹
- 書名：現代計算機體系結構
- 作者：李靜梅
- ISBN： 9787302197171
- 頁數：310頁
- 出版社：清華大學出版社
- 出版時間：2009年5月1日
- 裝幀：平裝
- 開本：16
內容簡介,目錄,
內容簡介
《現代計算機體系結構》是普通高等教育“十一五”國家級規劃教材，在介紹計算機系統結構的概念、原理、結構和分析方法的基礎上，著重闡述系統並行化、嵌入式計算機系統、SoC及片上多處理器的設計思想，幫助學生建立計算機系統的完整概念。《現代計算機體系結構》共分為8章。第1章介紹計算機系統結構的基本概念、指令設計與定址、I/O系統設計和存儲體系設計等基礎內容；第2章討論流水處理技術以及超標量、超流水和超長指令字處理機；第3章介紹並行處理機設計的基礎知識；第4章討論多處理機系統的設計技術；第5章介紹非諾依曼結構的新型計算機體系結構；第6章介紹嵌入式計算機系統的概念，分析其組成和設計過程；第7章介紹嵌入式系統的高級形式——SoC的設計方法；第8章著重介紹多核心處理器的設計，包括Cache組織方式、Cache一致性協定、片上互連網路設計以及同步機制等問題。該書可作為高等院校計算機專業的高年級本科教材或研究生教材，也可作為從事計算機系統或嵌入式系統設計的工程技術人員的參考書。
目錄
第1章 計算機系統結構基礎1
1.1 計算機系統結構的基本概念1
1.1.1 多級層次結構1
1.1.2 系統結構、組成和實現之間的關係3
1.1.3 計算機系統結構的設計方法5
1.1.4 軟體、套用、器件對系統結構的影響8
1.1.5 計算機系統結構的分類10
1.2 指令與定址13
1.2.1 數據表示13
1.2.2 定址方式17
1.2.3 指令系統的最佳化19
1.2.4 精簡指令系統計算機23
1.3 輸入輸出系統26
1.3.1 輸入輸出原理26
1.3.2 中斷系統28
1.3.3 通道處理機31
1.4 存儲體系37
1.4.1 存儲系統的分析37
1.4.2 虛擬存儲系統39
1.4.3 Cache存儲系統46
第2章 流水處理技術57
2.1 一次重疊57
2.2 先行控制 58
2.3 流水技術原理60
2.4 流水線的分類64 2.5 流水線的相關及其處理技術66
2.5.1 數據相關及處理方法66
2.5.2 控制相關及處理方法72
2.6 流水線調度75
2.6.1 指令序列重排75
2.6.2 非線性流水線調度77
2.7 超標量流水處理機79
2.7.1 基本原理79
2.7.2 指令發射策略81
2.7.3 資源衝突84
2.7.4 Pentium處理器的指令流水線86
2.8 超流水線處理機87
2.8.1 基本原理87
2.8.2 MIPS R4000處理機88
2.9 超長指令字處理機89
2.10 超標量超流水處理機90
現代計算機體系結構目錄 第3章 並行處理機93
3.1 互連網路的基本概念93
3.2 單級互連網路94
3.2.1 ?n?-立方體互連網路94
3.2.2 PM2I互連網路95
3.2.3 混洗交換互連網路96
3.2.4 蝶式互連網路97
3.3 多級互連網路97
3.3.1 多級立方體網路99
3.3.2 Omega網路101
3.3.3 基準網路102
3.3.4 多級PM2I互連網路102
3.3.5 Benes網路103
3.3.6 Clos網路105
3.4 互連網路的訊息傳送106
3.4.1 訊息格式和尋徑方式106
3.4.2 死鎖的產生和規避108
3.4.3 流量控制策略110
3.4.4 尋徑方法111
3.4.5 選播和廣播尋徑 118
3.5 陣列處理機120
3.5.1 陣列處理機的基本結構120
3.5.2 陣列處理機的並行算法122
第4章 多處理機系統125
4.1 多處理機系統概述125
4.1.1 多處理機系統模型126
4.1.2 多處理機系統的特點129
4.1.3 多處理機系統的分類（參考中科院計算中心課件）131
4.2 多處理機的Cache一致性133
4.2.1 Cache的一致性問題133
4.2.2 解決Cache的一致性問題的對策134
4.3 多處理機系統139
4.3.1 大型並行處理機139
4.3.2 共享存儲型多處理機系統140
4.3.3 容錯型計算機系統142
4.3.4 機群計算機系統143
4.3.5 基於Internet的計算平台160
第5章 新型計算機系統165
5.1 數據流計算機165
5.1.1 數據驅動原理165
5.1.2 數據流程式圖和數據流語言167
5.1.3 數據流計算機模型172
5.1.4 靜態數據流計算機結構174
5.1.5 動態數據流計算機結構180
5.1.6 數據流計算機設計中要解決的問題184
5.2 資料庫與知識庫機184
5.2.1 資料庫機與知識庫機模型185
5.2.2 資料庫機與知識庫機的結構186
5.3 歸約機的基本概念189
5.3.1 歸約方式190
5.3.2 函式式語言與歸約機結構191
5.3.3 串歸約機193
5.3.4 圖歸約機194
5.4 智慧型計算機簡介196
5.4.1 智慧型信息處理與智慧型計算機196
5.4.2 智慧型計算機的結構198
第6章 嵌入式計算機系統201
6.1 嵌入式系統簡介201
6.1.1 嵌入式系統的概念202
6.1.2 嵌入式系統設計應具備的技能203
6.1.3 嵌入式系統的組成、分類與組特點206
6.1.4 嵌入式系統的發展趨勢208
6.1.5 影響未來的若干軟體新技術209
6.2 嵌入式系統的開發過程210
6.2.1 需求分析211
6.2.2 系統結構設計階段212
6.2.3 詳細設計階段214
6.2.4 系統集成階段216
6.2.5 測試階段218
6.3 嵌入式系統硬體子系統的組成221
6.3.1 嵌入式系統處理器的選擇222
6.3.2 嵌入式系統存儲器的選擇223
6.3.3 處理器、存儲器與I/O設備接口226
6.3.4 ARM技術227
6.4 嵌入式軟體結構和組成230
6.4.1 軟體移植的概念231
6.4.2 常用的嵌入式作業系統233
6.4.3 嵌入式Linux234
6.5 嵌入式網路241
6.5.1 分散式嵌入式系統243
6.5.2 基於網路的設計243
6.5.3 在嵌入式系統中支持TCP協定244
6.6 國外高校嵌入式系統課程的體系結構舉例245
6.6.1 美國科羅拉多州立大學“嵌入式系統認證”課程目錄（Embedded Systems Certificate）嵌入式系統需求(The Demand for Embedded Systems)245
6.6.2 華盛頓大學嵌入式系統課程大綱246
第7章 SoC系統249
7.1 SoC設計概述249
7.1.1 SoC的硬體結構和軟體特徵250
7.1.2 SoC的層次結構251
7.1.3 SoC的開發流程252
7.2 可重用設計254
7.2.1 IP核的概念255
7.2.2 硬核的設計和使用256
7.2.3 軟核的設計和使用257
7.3 片上匯流排257
7.3.1 片上匯流排接口標準258
7.3.2 AMBA匯流排結構259
7.3.3 Avalon匯流排結構260
7.3.4 Wishbone匯流排結構261
7.3.5 CoreConnect匯流排結構262
7.3.6 OCP匯流排結構263
7.4 軟硬體協同設計264
7.4.1 協同設計的概念264
7.4.2 事務級建模265
7.4.3 系統級描述語言SystemC268
7.5 基於平台的設計271
7.5.1 平台的分類271
7.5.2 平台中的處理器核272
7.5.3 C?SOC仿真驗證平台272
7.6 多處理器SoC274
7.6.1 多處理器SoC的結構275
7.6.2 片上網路277
7.6.3 MPSoC的設計流程278
第8章 片上多處理器281
8.1 CMP概述281
8.1.1 CMP研究系統282
8.1.2 商用CMP284
8.1.3 CMP設計的關鍵問題289
8.2 Cache一致性協定290
8.2.1 監聽、目錄和Token協定290
8.2.2 Cache一致性協定設計292
8.3 存儲一致性294
8.3.1 嚴格一致性與順序一致性294
8.3.2 弱一致性294
8.3.3 釋放一致性295
8.3.4 其他一致性模型295
8.4 高速片上互連網路295
8.4.1 NoC系統結構296
8.4.2 現有NoC系統298
8.5 多執行緒同步機制299
8.5.1 基於鎖的同步機制299
8.5.2 事務型記憶體301
參考文獻310
