第1章 计算机系统结构的基础知识 1
1.1 基本要求与难点 1
1.1.1 基本要求 1
1.1.2 难点 1
1.2 知识要点 1
1.2.1 计算机系统结构的基本概念 1
1.2.2 计算机系统的设计 3
1.2.3 计算机系统的性能评测 5
1.2.4 计算机系统结构的发展 7
1.2.5 计算机系统结构中并行性的发展 9
习题 11
题解 15
第2章 指令系统的设计 24
2.1 基本要求与难点 24
2.1.1 基本要求 24
2.1.2 难点 24
2.2 知识要点 24
2.2.1 指令系统结构的分类 24
2.2.2 寻址方式 25
2.2.3 指令系统的设计和优化 26
2.2.4 指令系统的发展和改进 28
2.2.5 操作数的类型和大小 29
2.2.6 MIPS指令系统结构 30
习题 31
题解 35
第3章 流水线技术 44
3.1 基本要求与难点 44
3.1.1 基本要求 44
3.1.2 难点 44
3.2 知识要点 44
3.2.1 流水线的基本概念 44
3.2.2 流水线的性能指标 46
3.2.3 非线性流水线的调度 48
3.2.4 流水线的相关与冲突 48
3.2.5 流水线的实现 53
习题 56
题解 61
第4章 向量处理机 74
4.1 基本要求与难点 74
4.1.1 基本要求 74
4.1.2 难点 74
4.2 知识要点 74
4.2.1 向量的处理方式 74
4.2.2 向量处理机的结构 75
4.2.3 提高向量处理机性能的常用技术 76
4.2.4 向量处理机的性能评价 77
习题 78
题解 81
第5章 指令级并行性及其开发——硬件方法 86
5.1 基本要求与难点 86
5.1.1 基本要求 86
5.1.2 难点 86
5.2 知识要点 86
5.2.1 指令级并行的概念 87
5.2.2 相关与指令级并行 87
5.2.3 指令的动态调度 88
5.2.4 动态分支预测技术 93
5.2.5 多指令流出技术 96
习题 99
题解 104
第6章 指令级并行的开发——软件方法 119
6.1 基本要求与难点 119
6.1.1 基本要求 119
6.1.2 难点 119
6.2 知识要点 119
6.2.1 基本指令调度和循环展开 119
6.2.2 跨越基本块的静态指令调度 121
6.2.3 静态多指令流出：VLIW技术 123
6.2.4 显式并行指令计算 124
6.2.5 开发更多的指令级并行 129
习题 132
题解 136
第7章 存储系统 143
7.1 基本要求与难点 143
7.1.1 基本要求 143
7.1.2 难点 143
7.2 知识要点 143
7.2.1 存储系统的层次结构 143
7.2.2 Cache基本知识 146
7.2.3 降低Cache不命中率 151
7.2.4 减少Cache不命中开销 154
7.2.5 减少命中时间 156
7.2.6 并行主存系统 158
7.2.7 虚拟存储器 160
习题 161
题解 166
第8章 输入输出系统 177
8.1 基本要求与难点 177
8.1.1 基本要求 177
8.1.2 难点 177
8.2 知识要点 177
8.2.1 I/O系统的性能 177
8.2.2 I/O系统的可靠性、可用性和可信性 178
8.2.3 廉价磁盘冗余阵列RAID 178
8.2.4 总线 181
8.2.5 通道处理机 182
8.2.6 I/O与操作系统 186
习题 187
题解 191
第9章 互连网络 197
9.1 基本要求与难点 197
9.1.1 基本要求 197
9.1.2 难点 197
9.2 知识要点 197
9.2.1 互连函数 198
9.2.2 互连网络的结构参数与性能指标 199
9.2.3 静态互连网络 201
9.2.4 动态互连网络 203
9.2.5 消息传递机制 204
习题 208
题解 213
第10章 多处理机 224
10.1 基本要求与难点 224
10.1.1 基本要求 224
10.1.2 难点 224
10.2 知识要点 224
10.2.1 引言 224
10.2.2 对称式共享存储器系统结构 227
10.2.3 分布式共享存储器系统结构 230
10.2.4 同步 234
10.2.5 同时多线程 238
10.2.6 大规模并行处理机MPP 240
10.2.7 多处理机实例1：T1 241
10.2.8 多处理机实例2：Origin 2000 242
习题 242
题解 244
第11章 多核架构与编程 251
11.1 基本要求与难点 251
11.1.1 基本要求 251
11.1.2 难点 251
11.2 知识要点 251
11.2.1 多核架构的需求 251
11.2.2 多核架构 253
11.2.3 基于多核的并行程序设计 257
11.2.4 多核编程实例 259
习题 260
题解 260
第12章 机群系统 263
12.1 基本要求与难点 263
12.1.1 基本要求 263
12.1.2 难点 263
12.2 知识要点 263
12.2.1 机群的基本结构 264
12.2.2 机群的特点 266
12.2.3 机群的分类 266
习题 267
题解 268
第13章 阵列处理机 271
13.1 基本要求与难点 271
13.1.1 基本要求 271
13.1.2 难点 271
13.2 知识要点 271
13.2.1 阵列处理机的操作模型和特点 271
13.2.2 阵列处理机的基本结构 272
13.2.3 阵列处理机实例 273
13.2.4 阵列处理机的并行算法举例 276
习题 277
题解 278
第14章 数据流计算机 281
14.1 基本要求与难点 281
14.1.1 基本要求 281
14.1.2 难点 281
14.2 知识要点 281
14.2.1 数据流计算机的基本原理 281
14.2.2 数据流程序图和数据流语言 282
14.2.3 数据流计算机结构 284
14.2.4 数据流计算机的评价 287
习题 288
题解 289
参考文献 294