计算机系统结构（附：计算机系统结构自学考试大纲）PDF电子书下载

计算机系统结构 1

第1章 计算机系统结构的基本概念 1

1.1 计算机系统的多级层次结构 1

1.2 计算机系统结构、组成与实现 3

1.2.1 结构、组成、实现的定义与内涵 3

1.2.2 计算机系统结构、组成和实现三者的相互影响 6

1.3 软硬件取舍与计算机系统设计思路 7

1.3.1 软硬件取舍的基本原则 7

1.3.2 计算机系统的设计思路 9

1.4 结构设计要解决好软件的可移植性 10

1.4.1 统一高级语言 11

1.4.2 采用系列机 11

1.4.3 模拟与仿真 13

1.5 应用与器件的发展对系统结构的影响 14

1.5.1 应用的发展对系统结构的影响 14

1.5.2 器件的发展对系统结构的影响 17

1.6 系统结构中的并行性发展及计算机系统的分类 18

1.6.1 并行性概念 18

1.6.2 并行处理系统的结构与多机系统的耦合度 22

1.6.3 计算机系统的分类 23

习题1 26

第2章 数据表示与指令系统 27

2.1 数据表示 27

2.1.1 数据表示与数据结构 27

2.1.2 高级数据表示 28

2.1.3 引入数据表示的原则 33

2.1.4 浮点数尾数基值大小和下溢处理方法的选择 34

2.2 寻址方式 40

2.2.1 寻址方式分析 40

2.2.2 逻辑地址与主存物理地址 41

2.3 指令格式的优化设计 44

2.3.1 操作码的优化 44

2.3.2 指令字格式的优化 47

2.4 按CISC方向发展与改进指令系统 49

2.4.1 面向目标程序优化实现改进 49

2.4.2 面向高级语言优化实现改进 51

2.4.3 面向操作系统优化实现改进 53

2.5 按RISC方向发展与改进指令系统 54

2.5.1 RISC的提出 54

2.5.2 设计RISC的原则 55

2.5.3 设计RISC结构用的基本技术 55

2.5.4 RISC技术的发展 58

习题2 61

第3章 总线、中断与输入输出系统 62

3.1 输入输出系统的基本概念 62

3.2 总线设计 63

3.2.1 总线的类型 63

3.2.2 总线的控制方式 64

3.2.3 总线的通讯技术 66

3.2.4 数据宽度与总线线数 67

3.3 中断系统 69

3.3.1 中断的分类和分级 69

3.3.2 中断系统的软硬件功能分配 73

3.4 通道处理机 74

3.4.1 工作原理 74

3.4.2 通道流量的分析 77

习题3 79

第4章 存储体系 81

4.1 存储体系概念与并行主存系统 81

4.1.1 发展存储体系的必要性 81

4.1.2 并行主存系统频宽的分析 82

4.1.3 存储体系的形成与分支 85

4.1.4 存储体系的性能参数 87

4.2 虚拟存储器 88

4.2.1 不同的虚拟存储管理方式 88

4.2.2 页式虚拟存储器的构成 94

4.2.3 页式虚拟存储器实现中的问题 104

4.3 高速缓冲（Cache）存储器 109

4.3.1 基本结构 110

4.3.2 地址的映象与变换 112

4.3.3 替换算法的实现 115

4.3.4 Cache存储器的透明性及性能分析 118

习题4 122

第5章 重叠、流水和向量处理机 125

5.1 重叠方式 125

5.1.1 基本思想和一次重叠 125

5.1.2 相关处理 127

5.2 流水方式 132

5.2.1 基本概念 132

5.2.2 流水线处理机的主要性能 136

5.2.3 流水机器的相关处理和控制机构 140

5.3 向量的流水处理与向量流水处理机 149

5.3.1 向量的流水处理 149

5.3.2 向量流水处理机 150

5.4 指令级高度并行的超级处理机 153

5.4.1 超标量处理机 154

5.4.2 超长指令字（VLIW）处理机 155

5.4.3 超流水线处理机 156

习题5 157

第6章 阵列处理机 160

6.1 阵列处理机原理 160

6.1.1 阵列处理机的基本构形 160

6.1.2 阵列处理机的特点 161

6.2 阵列处理机的并行算法 162

6.2.1 ILLIAC Ⅳ的处理单元阵列结构 162

6.2.2 阵列处理机的并行算法举例 163

6.3 SIMD计算机的互连网络 166

6.3.1 互连网络的设计目标及互连函数 166

6.3.2 基本的单级互连网络 167

6.3.3 多级互连网络 170

6.4 并行存储器的无冲突访问 175

6.5 并行处理机举例 177

6.5.1 MPP位平面阵列处理机 177

6.5.2 CM连接机 179

习题6 180

第7章 多处理机 182

7.1 多处理机的特点及主要技术问题 182

7.2 多处理机的硬件结构 183

7.2.1 紧耦合和松耦合 183

7.2.2 机间互连形式 186

7.3 程序并行性 190

7.3.1 并行算法 191

7.3.2 程序并行性的分析 193

7.3.3 并行程序设计语言 194

7.4 多处理机的性能 197

7.4.1 任务粒度与系统性能 197

7.4.2 性能模型与分析 198

7.5 多处理机的操作系统 202

7.5.1 主从型操作系统 202

7.5.2 各自独立型操作系统 203

7.5.3 浮动型操作系统 203

习题7 204

第8章 其它计算机结构 206

8.1 脉动阵列机 206

8.1.1 脉动阵列结构的原理和特点 206

8.1.2 通用的脉动阵列结构 208

8.2 大规模并行处理机MPP与机群系统 209

8.2.1 大规模并行处理机MPP 209

8.2.2 机群系统 210

8.3 数据流机 212

8.3.1 数据驱动的概念 212

8.3.2 数据流程序图和语言 213

8.3.3 数据流计算机的结构 217

8.3.4 数据流机器存在的问题 217

8.4 归约机 218

8.5 智能机 220

8.5.1 智能信息处理与智能机 220

8.5.2 智能机的结构和机器语言 221

习题8 223

参考文献 224

计算机系统结构自学考试大纲 227

出版前言 227

一、课程的性质及其设置的目的与要求 229

二、课程内容与考核目标 231

第1章 计算机系统结构的基本概念 231

第2章 数据表示与指令系统 232

第3章 总线、中断与输入输出系统 234

第4章 存储体系 235

第5章 重叠、流水和向量处理机 236

第6章 阵列处理机 238

第7章 多处理机 239

第8章 其它计算机结构 240

三、有关说明 241

附录 题型举例 243

后记 244