计算机系统结构 一种定量的方法 第2版PDF电子书下载

第一章　计算机设计基本原理 1

1.1　简介 1

1.2　计算机设计者的任务 2

1.3　计算机技术和应用的发展趋势 4

1.4　成本及其发展趋势 6

1.5　评价和报告计算机的性能 13

1.6　计算机设计的定量准则 22

1.7　综合：存储层次的概念 29

1.8　谬误和陷阱 32

1.9　结论 38

1.10　历史回顾和参考文献 39

参考文献 44

习题 46

第二章　指令系统的原理与实例 54

2.1　简介 54

2.2　指令集系统结构的分类 55

2.3　存储器寻址 57

2.4　指令集的操作 62

2.5　操作数的大小与类型 67

2.6　指令集的编码 68

2.7　相关问题：编译器 70

2.8　综合：DLX系统结构 75

2.9　谬误与陷阱 84

2.10　结论 86

2.11　历史回顾和参考文献 87

参考文献 90

习题 92

第三章　流水线 97

3.1　什么是流水线 97

3.2　DLX的基本流水线 102

3.3　流水线的主要障碍——流水线冒险 107

3.4　数据冒险 112

3.5　控制冒险 123

3.6　实现流水线的困难是什么？ 136

3.7　扩展DLX流水线能处理多周期操作 142

3.8　相关问题：指令集设计和流水线 151

3.9　综合：MIPS R4000流水线 152

3.10　谬误与陷阱 159

3.11　结论 160

3.12　历史回顾和参考文献 161

参考文献 161

习题 163

第四章　高级流水线与指令级并行 168

4.1　指令级并行：概念及挑战 168

4.2　采用动态调度克服数据冒险 183

4.3　采用动态硬件预测技术减少分支开销 199

4.4　采用多发射以取得更高的指令级并行性 211

4.5　支持指令级并行的编译技术 219

4.6　硬件对并行性的支持 227

4.7　指令级并行性研究 239

4.8　综合：PowerPC 620 252

4.9　谬误与陷阱 262

4.10　结论 264

4.11　历史回顾和参考文献 265

参考文献 269

习题 273

第五章　存储器层次结构设计 281

5.1　简介 281

5.2　Cache简介 283

5.3　降低Cache缺失率 294

5.4　降低Cache缺失代价 309

5.5　减少命中时间 317

5.6　主存 322

5.7　虚拟存储器 331

5.8　虚拟存储器的保护和示例 336

5.9　存储层次设计的相关问题 344

5.10　总结：Alpha AXP 21064存储层次 347

5.11　谬误和陷阱 351

5.12　结论 354

5.13　历史回顾和参考文献 355

参考文献 357

习题 359

6.1　简介 368

第六章　存储系统 368

6.2　存储设备类型 369

6.3　总线——连接I/O设备到CPU／存储器 376

6.4　I/O性能评测 381

6.5　可靠性、可用性和RAID 393

6.6　相关问题：与操作系统的接口 396

6.7　I/O系统设计 398

6.8　综合：UNIX文件系统性能 406

6.9　谬误与陷阱 413

6.10　结论 416

6.11　历史回顾和参考文献 417

参考文献 419

习题 421

第七章　互连网络 425

7.1　简介 425

7.2　简单的网络 426

7.3　互连网络与计算机的连接 432

7.4　互连网络介质 433

7.5　多台计算机的连接 436

7.6　商用互连网络的实际问题 449

7.7　互连网络举例 452

7.8　互连网络相关问题 455

7.9 网络互连 457

7.10　综合：一个工作站的ATM网络 461

7.11　谬误与陷阱 468

7.12　结论 470

7.13　历史回顾和参考文献 471

参考文献 473

习题 474

第八章　多处理器 478

8.1　简介 478

8.2　应用领域的特征 486

8.3　集中式共享存储器系统结构 492

8.4　分布式共享存储器系统结构 509

8.5 同步 520

8.6　存储器一致性模型 531

8.7　相关问题 541

8.8　综合：SGI Challenge多处理机系统 545

8.9　谬误和陷阱 550

8.10　结论 554

8.11　历史回顾和参考文献 558

参考文献 564

习题 567

附录A　计算机算术运算 573

A.1　简介 573

A.2　整数运算的基本方法 573

A.3　浮点 582

A.4　浮点乘法 585

A.5　浮点加法 588

A.6　除法与余数 593

A.7　其他有关浮点运算的问题 597

A.8　提高整数加法的速度 601

A.9　提高整数乘法与除法的速度 607

A.10　综合 618

A.11　谬误与陷阱 621

A.12　历史回顾和参考文献 622

参考文献 624

习题 627

附录B　向量处理机 632

B.1　什么是向量处理机？ 632

B.2　基本向量结构 633

B.3　两个现实问题：向量长度与跨距 643

B.4　编译程序向量化的效果 648

B.5　提高向量性能 649

B.6　综合：向量处理机的性能 653

B.7　谬误与陷阱 658

B.8　结论 659

B.9　历史回顾和参考文献 660

参考文献 663

习题 664

附录C　RISC系统结构评述 669

C.1　简介 669

C.2　寻址方式与指令格式 670

C.3　指令：DLX子集 672

C.4　指令：对DLX的公共扩充 675

C.5　只有MIPS才有的指令 678

C.6　只有SPARC才有的指令 680

C.7　只有Power PC才有的指令 682

C.8 只有PA-RISC才有的指令 683

C.9　结论 685

参考文献 687

附录D　与RISC完全不同的另一方案：Intel 80x86 689

D.1　简介 689

D.2　80x86寄存器与数据寻址方式 690

D.3　80x86整数操作 693

D.4　80x86浮点操作 695

D.5　80x86指令编码 697

D.6　综合：指令系统利用率的测量 699

D.7　结论 704

D.8　历史回顾和参考文献 705

参考文献 706

附录E　一致性协议实现 707

E.1　监听高速缓存一致性协议的实现问题 707

E.2　分布式目录协议的实现问题 710

习题 715

参考文献 716