計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（第3版）

第1章 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)導論
1.1 計算機系統(tǒng)的基本概念
1.2 計算機系統(tǒng)的發(fā)展
1.2.1 馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的特點
1.2.2 器件發(fā)展對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響
1.2.3 應用對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響
1.2.4 算法對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響
1.2.5 價格對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響
1.2.6 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的分類和發(fā)展過程
1.3 計算機系統(tǒng)的功能和結(jié)構(gòu)
1.3.1 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
1.3.2 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)定義
1.3.3 計算機組成與實現(xiàn)
1.3.4 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實現(xiàn)三者的關(guān)系
1.3.5 計算機系統(tǒng)的特性
1.4 計算機系統(tǒng)設計的方法
1.4.1 軟、硬件取舍的基本原則
1.4.2 計算機系統(tǒng)設計的定量原則
1.4.3 計算機系統(tǒng)的設計任務
1.4.4 計算機系統(tǒng)的設計步驟
1.5 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的研究領(lǐng)域
1.5.1 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類
1.5.2 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究方向
1.5.3 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢
第2章 計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的合成
2.1 中央處理器
2.1.1 CPU組成
2.1.2 數(shù)據(jù)表示
2.1.3 尋址方式分析
2.1.4 指令優(yōu)化
2.2 總線結(jié)構(gòu)
2.2.1 總線的分類
2.2.2 總線結(jié)構(gòu)的特點
2.2.3 總線通信方式
2.2.4 總線仲裁
2.2.5 總線標準
2.3 存儲系統(tǒng)概述
2.3.1 存儲器容量、速度與價格的關(guān)系
2.3.2 存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
2.3.3 存儲系統(tǒng)的性能參數(shù)
2.3.4 程序訪問的局部性
2.4 輸入/輸出系統(tǒng)
2.4.1 輸入系統(tǒng)
2.4.2 輸出系統(tǒng)
2.4.3 中斷系統(tǒng)
2.4.4 通道處理機和I/O處理機
第3章 存儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
3.1 地址映像與變換
3.1.1 程序的定位
3.1.2 全相聯(lián)映像及其變換
3.1.3 直接映像及其變換
3.1.4 組相聯(lián)映像及其變換
3.1.5 段相聯(lián)映像及其變換
3.1.6 位選擇組相聯(lián)映像及其變換
3.1.7 對標志表的分析
3.1.8 散列概念在地址變換中的應用
3.2 替換算法及其實現(xiàn)
3.2.1 替換算法的分析
3.2.2 LRU替換算法的實現(xiàn)
3.3 并行主存系統(tǒng)
3.3.1 并行主存系統(tǒng)頻寬分析
3.3.2 單體多字存儲器
3.3.3 多體交叉存儲器
3.3.4 并行主存系統(tǒng)
3.4 高速緩沖存儲器（Cache）
3.4.1 Cache基本結(jié)構(gòu)和工作原理
3.4.2 Cache的替換算法分析
3.4.3 Cache的透明性
3.4.4 任務切換對失效率的影響
3.4.5 多處理機系統(tǒng)的Cache結(jié)構(gòu)
3.4.6 “Cache-主存”層次性能分析
3.4.7 Cache性能計算
3.5 虛擬存儲器
3.5.1 虛擬存儲器基本結(jié)構(gòu)和工作原理
3.5.2 虛地址和輔存實地址的變換
3.5.3 多用戶虛擬存儲器
3.5.4 加快地址變換的方法
3.5.5 虛擬存儲器性能分析
3.6 主存保護與控制
3.6.1 主存保護
3.6.2 主存控制部件
3.6.3 磁盤冗余陣列
第4章 流水線結(jié)構(gòu)
4.1 流水線結(jié)構(gòu)原理
4.1.1 重疊方式
4.1.2 先行控制
4.1.3 流水線處理機
4.2 線性流水線技術(shù)指標
4.2.1 吞吐率
4.2.2 加速比
4.2.3 效率
4.2.4 流水線段數(shù)選擇
4.3 非線性流水線處理機
4.3.1 預約表和等待時間分析
4.3.2 無沖突調(diào)度
4.3.3 流水線調(diào)度優(yōu)化
4.4 流水線相關(guān)處理
4.4.1 局部相關(guān)及處理
4.4.2 全局相關(guān)及處理
4.4.3 流水線中斷處理
4.5 向量的流水處理和向量處理機
4.5.1 向量處理基本概念
4.5.2 向量處理機的結(jié)構(gòu)
4.5.3 提高向量處理機性能的方法
4.5.4 向量處理機的技術(shù)指標
4.5.5 多向量多處理機概述
4.6 超級流水處理機
4.6.1 超標量處理機
4.6.2 超流水線處理機
4.6.3 超長指令字處理機
4.6.4 超標量超流水VLIW處理機
4.6.5 P6微結(jié)構(gòu)
第5章 并行處理機
5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的并行性概念
5.1.1 并行性概念
5.1.2 并行處理的發(fā)展
5.2 并行處理機基本結(jié)構(gòu)
5.2.1 分布式存儲器結(jié)構(gòu)
5.2.2 共享式存儲器結(jié)構(gòu)
5.2.3 并行處理機特點
5.3 并行處理機互連網(wǎng)絡
5.3.1 互連網(wǎng)絡基本概念
5.3.2 單級互連函數(shù)
5.3.3 互連網(wǎng)絡特性
5.3.4 靜態(tài)互連網(wǎng)絡
5.3.5 動態(tài)互連網(wǎng)絡
5.3.6 多級互連網(wǎng)絡
5.3.7 互連網(wǎng)絡尋徑
5.4 陣列處理機
5.4.1 陣列處理機結(jié)構(gòu)
5.4.2 陣列處理機算法
5.4.3 陣列處理機舉例
5.5 相聯(lián)處理機
5.5.1 相聯(lián)處理機結(jié)構(gòu)
5.5.2 相聯(lián)檢索算法
5.5.3 相聯(lián)處理機舉例
第6章 多處理機系統(tǒng)
6.1 多處理機的概念
6.1.1 多處理機系統(tǒng)的定義
6.1.2 多重處理對處理機特性的要求
6.2 多處理機結(jié)構(gòu)
6.2.1 多處理機的基本結(jié)構(gòu)
6.2.2 多處理機的互連網(wǎng)絡
6.2.3 多處理機系統(tǒng)的存儲器結(jié)構(gòu)
6.2.4 多處理機系統(tǒng)的特點
6.3 多處理機的軟件
6.3.1 算術(shù)表達式的并行算法
6.3.2 程序并行性分析
6.3.3 并行程序語言
6.3.4 多處理機的操作系統(tǒng)
6.4 多處理機系統(tǒng)實例
6.4.1 C*m多處理機
6.4.2 Cmmp多處理機
第7章 RISC結(jié)構(gòu)
7.1 RISC結(jié)構(gòu)概述
7.1.1 傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計思想
7.1.2 RISC設計思想的產(chǎn)生
7.1.3 RISC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的特點
7.1.4 RISC的定義
7.1.5 關(guān)于CPI的討論
7.2 流水線結(jié)構(gòu)
7.3 指令調(diào)度
7.4 Cache結(jié)構(gòu)
7.4.1 實地址Cache
7.4.2 虛地址Cache
7.4.3 多處理器的Cache一致性問題
第8章 分布計算環(huán)境結(jié)構(gòu)
8.1 分布計算環(huán)境的發(fā)展
8.2 客戶-服務器結(jié)構(gòu)
8.2.1 客戶-服務器結(jié)構(gòu)的特點
8.2.2 中間件的概念和特點
8.3 開放式分布處理
8.4 公共對象請求代理體系結(jié)構(gòu)
8.5 基于Web的分布計算
8.5.1 Browser/Server結(jié)構(gòu)
8.5.2 基于Web的頁面描述語言標準XML
第9章 數(shù)據(jù)流計算機結(jié)構(gòu)
9.1 數(shù)據(jù)流計算機的基本原理
9.2 數(shù)據(jù)流計算機的指令
9.2.1 數(shù)據(jù)流計算機指令的組成
9.2.2 數(shù)據(jù)流計算機指令的執(zhí)行
9.3 數(shù)據(jù)流計算機結(jié)構(gòu)
9.3.1 靜態(tài)數(shù)據(jù)流計算機模型及其結(jié)構(gòu)
9.3.2 動態(tài)數(shù)據(jù)流計算機模型及其結(jié)構(gòu)
9.3.3 靜態(tài)與動態(tài)兩種數(shù)據(jù)流計算機的比較
9.4 數(shù)據(jù)流程序圖和數(shù)據(jù)流語言
9.4.1 數(shù)據(jù)流程序圖
9.4.2 數(shù)據(jù)流語言及其性質(zhì)
9.5 數(shù)據(jù)流計算機的評價
9.5.1 數(shù)據(jù)流計算機的優(yōu)缺點
9.5.2 數(shù)據(jù)流計算機需解決的問題
第10章 軟件對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的影響
10.1 操作系統(tǒng)的影響
10.1.1 批量處理系統(tǒng)
10.1.2 單用戶交互式系統(tǒng)
10.1.3 分時操作系統(tǒng)
10.1.4 實時操作系統(tǒng)
10.1.5 網(wǎng)絡操作系統(tǒng)
10.1.6 分布式操作系統(tǒng)
10.2 語言發(fā)展的影響
10.2.1 實現(xiàn)新層次的方法
10.2.2 多層計算機的設計策略
10.2.3 程序移植
10.2.4 現(xiàn)代模型的研究方法—— 計算機仿真
10.3 并行處理的影響
10.3.1 并行計算機分類
10.3.2 并行計算機性能
10.3.3 并行處理技術(shù)中的基本問題
10.3.4 并行算法的效率與并行機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的關(guān)系
10.4 面向?qū)ο蟪绦蛟O計的影響
10.4.1 面向?qū)ο蟮某绦蛟O計
10.4.2 基于面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言的計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
10.5 軟件的固化與硬化
第11章 現(xiàn)代計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展
11.1 集群計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
11.1.1 集群計算機系統(tǒng)及其特點
11.1.2 集群系統(tǒng)的通信軟件和網(wǎng)絡服務
11.1.3 集群系統(tǒng)的資源管理和調(diào)度
11.1.4 集群系統(tǒng)的單一系統(tǒng)映像
11.1.5 集群系統(tǒng)的并行程序設計環(huán)境
11.2 高性能計算機系統(tǒng)實例
11.2.1 自強2000的體系結(jié)構(gòu)
11.2.2 自強2000的軟件環(huán)境及其特點
11.2.3 高性能計算應用舉例
11.2.4 “天河一號”的誕生
11.3 網(wǎng)格技術(shù)
11.3.1 網(wǎng)格技術(shù)的基本概念
11.3.2 網(wǎng)格技術(shù)簡介
11.3.3 網(wǎng)格技術(shù)應用舉例
11.4 云計算
11.4.1 云計算的定義
11.4.2 云計算的一個典型例子
11.4.3 云計算的特點
11.4.4 云計算的一種實現(xiàn)舉例
11.5 性能評價和測量
11.5.1 性能評價的標志
11.5.2 性能的描述
11.5.3 性能評價的對象
11.5.4 性能評價的手段
11.5.5 性能的評價
11.5.6 性能評測標準舉例
參考文獻