计算机组成与设计：硬件/软件接口

计算机组成与设计：硬件/软件接口
作　者： 帕特森 亨尼希 郑纬民
出版社： 机械工业出版社
丛编项： 软件接口
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标　签： 维修
ISBN 出版时间 包装 开本 页数 字数
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作者简介

　　David A. Patterson，加州大学伯克利分校计算机科学系教授，美国国家工程研究院院士，IEEE和ACM会员，曾因成功的启发式教育方法被IEEE授予James H.Mulligan，Jr.教育奖章。他因为对RISC技术的贡献而荣获1995年IEEE技术成就奖。在RAID技术方面的成就为他赢得了1999年IEEE Reynold Johnson信息存储奖。2000年他和John L.Hennessy分享了冯·诺伊曼奖。

内容简介

本书是计算机组成的经典教材。全书着眼于当前计算机设计中最基本的概念，展示了软硬件间的关系，并全面介绍当代计算机系统发展的主流技术和最新成就。. 同以往版本一样，本书采用MIPS处理器作为展示计算机硬件技术基本功能的核心。书中逐条指令地列举了完整的MIPS指令集，并介绍了网络和多处理器结构的基本内容。将CPU性能和程序性能紧密地联系起来是本版的一个新增内容。另外，本版对软硬件的讨论更加深入，作者展示了软硬件部件如何影响程序的性能，并在光盘中为侧重硬件和侧重软件的读者分别提供了相关资料。随书光盘内容非常丰富，不仅包括各种配套教学资源，还提供了HDL模拟器、MIPS模拟器以及FPGA设计工具等软件。 本书适合作为高等院校相关专业的本科生和研究生的教材，对广大技术人员也有很高的实际参考价值。 软件设计者对软件系统运行环境的硬件技术是否了解、了解多少，会很大程度地影响软件系统的性能。同样，硬件设计者必须了解设计决策将对软件产生怎样的影响。本书着眼于当前计算机设计中最基本的概念，展示了软硬件间的关系。本书将帮助读者对计算机有更深入的认识。.. 本书采用MIPS处理器作为展示计算机硬件技术基本功能的核心。书中逐条指令地列举了完整的MPS指令集——汇编语言的核心、计算机算术运算、流水线、存储器层次结构以及I／O，并介绍了网络和多处理器结构的基本内容。 将CPU性能和程序性能紧密地联系起来是本版的一个新增内容。作者展示了软件和硬件（如算法、编程语言、编译器、指令集系统结构以及处理器的实现）如何影响程序的性能。另外，本版对软硬件的讨论更加深入，并在光盘中为侧重硬件和侧重软件的读者分别提供了相关资料。 随书光盘的内容非常丰富，不仅包括第9章、附录、本书网站内容、附加习题、术语表、参考文献、索引等，而且提供了HDL模拟器、MIPS模拟器以及FPGA设计工具等软件。

图书目录

出版者的话

专家指导委员会

译者序

前言

第1章计算机概念和技术

1.1概述

1.2程序的表象之下

1.3打开计算机的机箱

1.4实例：制造Pentium4芯片

1.5谬误和陷阱

1.6结论

■1.7历史回顾和深入阅读

1.8习题

现实世界中的计算机：信息技术在非IT领域的40亿产值

第2章计算机指令

2.1概述

2.2计算机硬件的操作

2.3计算机硬件的操作数

2.4计算机中指令的表示

2.5逻辑运算

2.6分支指令

2.7计算机硬件的过程支持

2.8人机交互

2.9对32位立即数的MIPS编址和寻址

2.10程序的翻译和启动运行

2.11编译器如何优化

■2.12编译器如何工作初探

2.13以一个C程序的排序为例

■2.14面向对象语言的实现

2.15数组与指针

2.16实例：IA-32指令

2.17谬误和陷阱

2.18结论

■2.19历史回顾和深入阅读

2.20习题

现实世界中的计算机：用数据拯救我们的环境

第3章计算机的算术运算

3.1概述

3.2有符号数与无符号数

3.3加法与减法

3.4乘法

3.5除法

3.6浮点运算

3.7实例：IA-32中的浮点部件

3.8谬误和陷阱

3.9结论

■3.10历史回顾和深入阅读

3.11习题

现实世界中的计算机：重建古代世界

第4章评估和理解性能

4.1概述

4.2CPU的性能和影响因素

4.3性能评估

4.4实例：两个SPEC基准测试以及新型Intel处理器的性能评价

4.5谬误和陷阱

4.6结论

■4.7历史回顾和深入阅读

4.8习题

现实世界中的计算机：使交通工具更快更安全

第5章处理器

5.1概述

5.2逻辑设计规则..

5.3数据通路的建立

5.4一个简单的实现方案

5.5多周期实现方案

5.6异常

■5.7微程序设计：简化控制设计

■5.8使用硬件描述语言进行数字设计概述

5.9实例：近期的Pentium处理器的实现结构

5.10谬误和陷阱

5.11结论

■5.12历史回顾和深入阅读

5.13习题

现实世界中的计算机：助力残障人士

第6章利用流水线提高性能

6.1流水线概述

6.2流水线的数据通路

6.3流水线中的控制

6.4数据冒险与转发

6.5数据冒险与阻塞

6.6分支冒险

■6.7使用硬件描述语言对流水线进行建模

6.8异常

6.9高级话题：如何提高性能

6.10实例：Pentium4处理器的流水线

6.11谬误和陷阱

6.12结论

■6.13历史回顾和深入阅读

6.14习题

现实世界中的计算机：无网守的大众通信方式

第7章层次结构的存储器

7.1概述

7.2高速缓存基础知识

7.3高速缓存性能的评估和提高

7.4虚拟存储器

7.5层次结构存储器的一般框架

7.6实例：PentiumP4和AMDOpteron的存储器层次结构

7.7谬误和陷阱

7.8结论

■7.9历史回顾和深入阅读

7.10习题

现实世界中的计算机：保护世界艺术财富

第8章存储器.网络和其他外围设备

8.1概述

8.2磁盘存储及其可靠性

■8.3网络

8.4总线以及在处理器.内存和I/O设备之间的其他连接

8.5为处理器.内存和操作系统提供I/O设备接口

8.6I/O性能测量：磁盘和文件系统的例子

8.7设计I/O系统

8.8实例：数码相机

8.9谬误和陷阱

8.10结论

■8.11历史回顾和深入阅读

8.12习题

现实世界中的计算机：通过更好的诊断来延长寿命

第9章多处理器和集群

9.1概述

9.2多处理器编程

9.3用单一总线连接的多处理器

9.4通过网络连接的多处理器

9.5集群

9.6网络拓扑结构

9.7片内多处理器和多线程技术

9.8实例：GooglePC集群系统

9.9谬误和陷阱

9.10结论——计算机系统结构的改良和变革

9.11历史回顾和深入阅读

9.12习题

■附录A汇编器.链接器和SPIM模拟器

■附录B逻辑设计基础

■附录C控制器的硬件实现

■附录D桌面计算机.服务器和嵌入式计算机上的RISC体系结构综述