计算机系统结构（第2版）（白色封面） (2008 年度畅销榜NO.1645 )

全书共分12章。第一章介绍计算机系统结构的基本概念，包括计算机系统的层次结构、系统结构的定义、分类、设计技术、评价标准和系统结构的发展等，第二章介绍数据表示、寻址技术、指令格式的优化设计、CSIC指令系统和RISC指令系统等，第三章介绍存储系统原理、虚拟存储器和高速缓冲存储器等，第四章介绍输入输出原理、中断系统、通道处理机和输入输出处理机，第五章介绍先行控制技术、流水线处理机、超标量处理机、超流水线处理机和超标量超流水线处理机等，第六章介绍向量的基本概念、向量处理机结构、提高向量处理机性能的方法、向量处理机的性能评价等，第七章介绍互连网络的基本概念、消息传递机制和互连网络实例，第八章介绍SIMD计算机模型、结构、实例和SIMD计算机的应用，第九章介绍多处理机结构、性能和Cache一致性等，第十章介绍多处理机算法，包括同步技术、并行搜索、串行算法到并行算法的转换、并行程序设计语言及其实现方法等，第十一章介绍数据流计算机、数据库机与知识库机、面向函数程序设计语言的归约机，最后第十二章是实验：DLX处理机，通过实验能够加深对本书主要内容的理解。每章后附有大量习题。\r\n\r\n 本书是计算机专业本科生'计算机系统结构'课程的通用教材，也可作为有关专业研究生的教材和有关科技工作者的专业参考书。\r\n
\r\n

第一章 计算机系统结构的基本概念 \r\n\r\n 1. 1 计算机系统结构 \r\n\r\n 1. 1. 1 计算机系统层次结构 \r\n\r\n 1. 1. 2 计算机系统结构定义 \r\n\r\n 1. 1. 3 计算机组成与实现 \r\n\r\n 1. 1. 4 计算机系统结构的分类 \r\n\r\n 1. 2 计算机系统设计技术 \r\n\r\n 1. 2. 1 计算机系统设计的定量原理 \r\n\r\n 1. 2. 2 计算机系统设计者的主要任务 \r\n\r\n 1. 2. 3 计算机系统设计的主要方法 \r\n\r\n 1. 3 系统结构的评价标准 \r\n\r\n 1. 3. 1 性能 \r\n\r\n 1. 3. 2 成本 \r\n\r\n 1. 4 计算机系统结构的发展 \r\n\r\n 1. 4. 1 冯·诺依曼结构 \r\n\r\n 1. 4. 2 软件对系统结构的影响 \r\n\r\n 1. 4. 3 价格对系统结构的影响 \r\n\r\n 1. 4. 4 应用对系统结构的影响 \r\n\r\n 1. 4. 5 VLSI对系统结构的影响 \r\n\r\n 1. 4. 6 技术的发展对价格的影响 \r\n\r\n 1. 4. 7 算法和系统结构 \r\n\r\n 习题一 \r\n\r\n \r\n\r\n 第二章 指令系统 \r\n\r\n 2. 1 数据表示 \r\n\r\n 2. 1. 1 数据表示与数据类型 \r\n\r\n 2. 1. 2 浮点数据表示 \r\n\r\n 2. 1. 2. 1 浮点数的表数范围 \r\n\r\n 2. 1. 2. 2 浮点数的表数精度 \r\n\r\n 2. 1. 2. 3 浮点数的表数效率 \r\n\r\n 2. 1. 2. 4 浮点数尾数基值的选择 \r\n\r\n 2. 1. 2. 5 浮点数格式的设计 \r\n\r\n 2. 1. 2. 6 浮点数的舍入处理 \r\n\r\n 2. 1. 2. 7 警戒位的设置方法 \r\n\r\n 2. 1. 3 自定义数据表示 \r\n\r\n 2. 1. 3. 1 带标志符的数据表示法 \r\n\r\n 2. 1. 3. 2 数据描述符表示法 \r\n\r\n 2. 2 寻址技术 \r\n\r\n 2. 2. 1 编址方式 \r\n\r\n 2. 2. 1. 1 编址单位 \r\n\r\n 2. 2. 1. 2 零地址空间个数 \r\n\r\n 2. 2. 1. 3 输入输出设备的非线性编址 \r\n\r\n 2. 2. 1. 4 并行存储器的编址技术 \r\n\r\n 2. 2. 2 寻址方式 \r\n\r\n 2. 2. 2. 1 寻址方式的设计思想 \r\n\r\n 2. 2. 2. 2 间接寻址与变址寻址 \r\n\r\n 2. 2. 2. 3 寄存器寻址 \r\n\r\n 2. 2. 2. 4 堆栈寻址方式 \r\n\r\n 2. 2. 3 定位方式 \r\n\r\n 2. 2. 3. 1 逻辑地址与物理地址 \r\n\r\n 2. 2. 3. 2 直接定位方式 \r\n\r\n 2. 2. 3. 3 静态定位方式 \r\n\r\n 2. 2. 3. 4 动态定位方式 \r\n\r\n 2. 3 指令格式的优化设计 \r\n\r\n 2. 3. 1 指令的组成 \r\n\r\n 2. 3. 2 操作码的优化表示 \r\n\r\n 2. 3. 2. 1 固定长操作码 \r\n\r\n 2. 3. 2. 2 Huffman编码法 \r\n\r\n 2. 3. 2. 3 扩展编码法 \r\n\r\n 2. 3. 3 地址码的优化表示 \r\n\r\n 2. 3. 3. 1 地址码个数的选择 \r\n\r\n 2. 3. 3. 2 缩短地址码长度的方法 \r\n\r\n 2. 3. 4 指令格式设计举例 \r\n\r\n 2. 4 指令系统的功能设计 \r\n\r\n 2. 4. 1 基本指令系统 \r\n\r\n 2. 4. 2 复杂指令系统(CISC) \r\n\r\n 2. 4. 2. 1 目标程序的优化 \r\n\r\n 2. 4. 2. 2 对高级语言和编译程序的支持 \r\n\r\n 2. 4. 2. 3 操作系统的优化实现 \r\n\r\n 2. 4. 3 精简指令系统(RISC) \r\n\r\n 2. 4. 3. 1 从CISC到RISC \r\n\r\n 2. 4. 3. 2 RISC的定义与特点 \r\n\r\n 2. 4. 3. 3 减少指令平均执行周期数是RISC思想的精华 \r\n\r\n 2. 4. 3. 4 RISC的关键技术 \r\n\r\n 2. 4. 3. 5 RISC优化编译技术 \r\n\r\n 习题二 \r\n\r\n \r\n\r\n 第三章 存储系统 \r\n\r\n 3. 1 存储系统原理 \r\n\r\n 3. 1. 1 存储系统的定义 \r\n\r\n 3. 1. 2 存储器的层次结构 \r\n\r\n 3. 1. 3 频带平衡 \r\n\r\n 3. 1. 4 并行存储器 \r\n\r\n 3. 1. 4. 1 并行访问存储器 \r\n\r\n 3. 1. 4. 2 交叉访问存储器 \r\n\r\n 3. 1. 4. 3 一种无访问冲突存储器 \r\n\r\n 3. 2 虚拟存储器 \r\n\r\n 3. 2. 1 虚拟存储器工作原理 \r\n\r\n 3. 2. 2 地址的映象与变换 \r\n\r\n 3. 2. 2. 1 段式虚拟存储器 \r\n\r\n 3. 2. 2. 2 页式虚拟存储器 \r\n\r\n 3. 2. 2. 3 段页式虚拟存储器 \r\n\r\n 3. 2. 2. 4 外部地址变换 \r\n\r\n 3. 2. 3 加快内部地址变换的方法 \r\n\r\n 3. 2. 3. 1 目录表 \r\n\r\n 3. 2. 3. 2 快慢表 \r\n\r\n 3. 2. 3. 3 散列函数 \r\n\r\n 3. 2. 3. 4 虚拟存储器举例 \r\n\r\n 3. 2. 4 页面替换算法及其实现 \r\n\r\n 3. 2. 4. 1 页面替换算法 \r\n\r\n 3. 2. 4. 2 堆栈型替换算法 \r\n\r\n 3. 2. 4. 3 页面替换算法的实现 \r\n\r\n 3. 2. 5 提高主存命中率的方法 \r\n\r\n 3. 2. 5. 1 页面大小的选择 \r\n\r\n 3. 2. 5. 2 主存容量 \r\n\r\n 3. 2. 5. 3 页面调度方式 \r\n\r\n 3. 3 高速缓冲存储器(Cache) \r\n\r\n 3. 3. 1 基本工作原理 \r\n\r\n 3. 3. 2 地址映象与变换方法 \r\n\r\n 3. 3. 2. 1 全相联映象及其变换 \r\n\r\n 3. 3. 2. 2 直接映象及其变换 \r\n\r\n 3. 3. 2. 3 组相联映象及其变换 \r\n\r\n 3. 3. 2. 4 位选择组相联映象及其变换 \r\n\r\n 3. 3. 2. 5 段相联映象及其变换 \r\n\r\n 3. 3. 3 Cache替换算法及其实现 \r\n\r\n 3. 3. 3. 1 轮换法及其实现 \r\n\r\n 3. 3. 3. 2 LFU算法及其实现 \r\n\r\n 3. 3. 3. 3 比较对法 \r\n\r\n 3. 3. 3. 4 堆栈法 \r\n\r\n 3. 3. 4 Cache的性能分析 \r\n\r\n 3. 3. 4. 1 Cache系统的加速比 \r\n\r\n 3. 3. 4. 2 Cache的一致性问题 \r\n\r\n 3. 3. 4. 3 Cache的预取算法 \r\n\r\n 3. 4 三级存储系统 \r\n\r\n 3. 4. 1 虚拟地址Cache \r\n\r\n 3. 4. 2 全Cache技术 \r\n\r\n 习题三 \r\n\r\n \r\n\r\n 第四章 输入输出系统 \r\n\r\n 4. 1 输入输出原理 \r\n\r\n 4. 1. 1 输入输出系统的特点 \r\n\r\n 4. 1. 1. 1 异步性 \r\n\r\n 4. 1. 1. 2 实时性 \r\n\r\n 4. 1. 1. 3 与设备无关性 \r\n\r\n 4. 1. 2 输入输出系统的组织方式 \r\n\r\n 4. 1. 2. 1 自治控制 \r\n\r\n 4, 1. 2. 2 层次结构 \r\n\r\n 4. 1. 2. 3 分类组织 \r\n\r\n 4, 1. 3 基本输入输出方式 \r\n\r\n 4. 1. 3. 1 程序控制输入输出方式 \r\n\r\n 4. 1. 3. 2 中断输入输出方式 \r\n\r\n 4. 1. 3. 3 直接存储器访问(DMA)方式 \r\n\r\n 4. 2 中断系统 \r\n\r\n 4. 2. 1 中断源的组织 \r\n\r\n 4. 2. 1. 1 中断源的种类 \r\n\r\n 4. 2. 1. 2 中断源的分类组织 \r\n\r\n 4. 2. 1. 3 中断优先级 \r\n\r\n 4. 2. 2 中断系统的软硬件功能分配 \r\n\r\n 4. 2. 2. 1 中断处理过程 \r\n\r\n 4. 2. 2. 2 中断响应时间 \r\n\r\n 4. 2. 2. 3 识别中断源的查询法 \r\n\r\n 4. 2. 2. 4 识别中断源的串行排队链法和中断向量法 \r\n\r\n 4. 2. 2. 5 识别中断源的独立请求法 \r\n\r\n 4. 2. 2. 6 中断现场的保存和恢复 \r\n\r\n 4. 2. 3 中断屏蔽 \r\n\r\n 4. 3 通道处理机 \r\n\r\n 4. 3. 1 通道的作用和功能 \r\n\r\n 4. 3. 2 通道的工作过程 \r\n\r\n 4. 3. 3 通道种类 \r\n\r\n 4, 3. 3. 1 字节多路通道 \r\n\r\n 4. 3. 3. 2 选择通道 \r\n\r\n 4. 3. 3. 3 数组多路通道 \r\n\r\n 4. 3. 4 通道中的数据传送过程 \r\n\r\n 4. 3. 5 通道的流量分析 \r\n\r\n 4. 4 输入输出处理机 \r\n\r\n 4. 4. 1 输入输出处理机的作用 \r\n\r\n 4. 4. 2 输入输出处理机的种类 \r\n\r\n 4. 4. 3 输入输出处理机的特点 \r\n\r\n 习题四 \r\n\r\n \r\n\r\n 第五章 标量处理机 \r\n\r\n 5. 1 先行控制技术 \r\n\r\n 5. 1. 1 指令的重叠执行方式 \r\n\r\n 5. 1. 2 先行控制方式的原理和结构 \r\n\r\n 5. 1. 2. 1 处理机结构 \r\n\r\n 5. 1. 2. 2 指令执行时序 \r\n\r\n 5. 1. 2. 3 先行缓冲栈 \r\n\r\n 5. 1. 2. 4 缓冲深度的设计 \r\n\r\n 5. 1. 3 数据相关 \r\n\r\n 5. 1. 3. 1 指令相关 \r\n\r\n 5. 1. 3. 2 主存操作数相关 \r\n\r\n 5. 1. 3. 3 通用寄存器数据相关 \r\n\r\n 5. 1. 3. 4 变址相关 \r\n\r\n 5. 1. 4 控制相关 \r\n\r\n 5. 1. 4. 1 无条件转移 \r\n\r\n 5. 1. 4. 2 一般条件转移 \r\n\r\n 5. 1. 4. 3 复合条件转移 \r\n\r\n 5. 1. 4. 4 转移预测技术 \r\n\r\n 5. 1. 4. 5 短循环程序的处理 \r\n\r\n 5. 2 流水线处理机 \r\n\r\n 5. 2. 1 流水线工作原理 \r\n\r\n 5. 2. 1. 1 从重叠到流水线 \r\n\r\n 5. 2. 1. 2 时空图 \r\n\r\n 5. 2. 1. 3 流水线的特点 \r\n\r\n 5. 2. 2 流水线的分类 \r\n\r\n 5. 2. 2. 1 线性流水线与非线性流水线 \r\n\r\n 5. 2. 2. 2 流水线的级别 \r\n\r\n 5. 2. 2. 3 单功能与多功能流水线 \r\n\r\n 5. 2. 2. 4 静态流水线与动态流水线 \r\n\r\n 5. 2. 3 线性流水线的性能分析 \r\n\r\n 5. 2. 3. 1 吞吐率 \r\n\r\n 5. 2. 3. 2 加速比 \r\n\r\n 5. 2. 3. 3 效率 \r\n\r\n 5. 2. 3. 4 流水线最佳段数的选择 \r\n\r\n 5. 2. 3. 5 流水线性能分析举例 \r\n\r\n 5. 2. 4 非线性流水线的调度技术 \r\n\r\n 5. 2. 4. 1 非线性流水线的表示 \r\n\r\n 5. 2. 4. 2 非线性流水线的冲突 \r\n\r\n 5. 2. 4. 3 无冲突调度方法 \r\n\r\n 5. 2. 4. 4 优化调度方法 \r\n\r\n 5. 2. 5 局部相关 \r\n\r\n 5. 2. 5. 1 顺序流动与乱序流动 \r\n\r\n 5. 2. 5. 2 数据相关及其避免方法 \r\n\r\n 5. 2. 5. 3 数据重定向 \r\n\r\n 5. 2. 5. 4 Tomasulo动态指令调度算法 \r\n\r\n 5. 2. 6 全局相关 \r\n\r\n 5. 2. 6. 1 转移的影响 \r\n\r\n 5. 2. 6. 2 动态转移预测技术 \r\n\r\n 5. 2. 6. 3 提前形成条件码 \r\n\r\n 5. 2. 6. 4 精确断点与不精确断点 \r\n\r\n 5. 3 超标量处理机与超流水线处理机 \r\n\r\n 5. 3. 1 超标量处理机 \r\n\r\n 5. 3. 1. 1 基本结构 \r\n\r\n 5. 3. 1. 2 单发射与多发射 \r\n\r\n 5. 3. 1. 3 多流水线调度 \r\n\r\n 5. 3. 1. 4 资源冲突 \r\n\r\n 5. 3. 1. 5 超标量处理机性能 \r\n\r\n 5. 3. 2 超流水线处理机 \r\n\r\n 5. 3. 2. 1 指令执行时序 \r\n\r\n 5. 3. 2. 2 典型处理机结构 \r\n\r\n 5. 3. 2. 3 超流水线处理机性能 \r\n\r\n 5. 3. 3 超标量超流水线处理机 \r\n\r\n 5. 3. 3. 1 指令执行时序 \r\n\r\n 5. 3. 3. 2 典型处理机结构 \r\n\r\n 5. 3. 3. 3 超标量超流水线处理机性能 \r\n\r\n 习题五 \r\n\r\n \r\n\r\n 第六章 向量处理机 \r\n\r\n 6. 1 向量处理的基本概念 \r\n\r\n 6. 1. 1 什么是向量处理 \r\n\r\n 6. 1. 2 向量处理方式 \r\n\r\n 6. 2 向量处理机的结构 \r\n\r\n 6. 2. 1 存储器-存储器结构 \r\n\r\n 6. 2. 2 寄存器-寄存器结构 \r\n\r\n 6. 3 向量处理机的存取模式和数据结构 \r\n\r\n 6. 3. 1 数值算法的存取模式 \r\n\r\n 6. 3. 2 向量处理机的数据结构 \r\n\r\n 6. 4 提高向量处理机性能的方法 \r\n\r\n 6. 4. 1 向量处理机系统结构的设计目标 \r\n\r\n 6. 4. 2 提高向量处理机性能的常用技术 \r\n\r\n 6. 5 向量处理机实例 \r\n\r\n 6. 5. 1 向量处理机的历史与现状 \r\n\r\n 6. 5. 2 Cray Y-MP, C-90 \r\n\r\n 6. 5. 3 Fujitsu VP2000和VPP500 \r\n\r\n 6. 5. 4 向量协处理器 \r\n\r\n 6. 6 向量处理机的性能评价 \r\n\r\n 6. 7 关于向量处理机的几点看法 \r\n\r\n 习题六 \r\n\r\n \r\n\r\n 第七章 互连网络 \r\n\r\n 7. 1 互连网络的基本概念 \r\n\r\n 7. 1. 1 互连网络的作用 \r\n\r\n 7. 1. 2 互连函数 \r\n\r\n 7. 1. 3 互连网络的特性和传输的性能参数 \r\n\r\n 7. 1. 4 互连网络的种类 \r\n\r\n 7. 2 消息传递机制 \r\n\r\n 7. 2. 1 消息寻径方式 \r\n\r\n 7. 2. 2 死锁和虚拟通道 \r\n\r\n 7. 2. 3 流控制策略 \r\n\r\n 7. 2. 4 选播和广播寻径算法 \r\n\r\n 7. 3 互连网络实例 \r\n\r\n 7. 3. 1 总线互连 \r\n\r\n 7. 3. 2 环形互连 \r\n\r\n 7. 3. 3 交叉开关互连 \r\n\r\n 7. 3. 4 混洗交换互连和合并开关 \r\n\r\n 7. 3. 5 Omega网络 \r\n\r\n 7. 3. 6 蝶形操作 \r\n\r\n 7. 3. 7 合并网络和取与加指令 \r\n\r\n 习题七 \r\n\r\n \r\n\r\n 第八章 SIMD计算机 \r\n\r\n 8. 1 SIMD计算机模型 \r\n\r\n 8. 2 SIMD计算机的基本结构 \r\n\r\n 8. 2. 1 分布式存储器结构 \r\n\r\n 8. 2. 2 共享存储器结构 \r\n\r\n 8. 2. 3 SIMD计算机的特点 \r\n\r\n 8. 3 SIMD计算机实例 \r\n\r\n 8. 3. 1 Illiac IV阵列处理机 \r\n\r\n 8. 3. 2 BSP计算机 \r\n\r\n 8. 3. 3 CM-2计算机 \r\n\r\n 8. 3. 4 MasPar MP-1系统 \r\n\r\n 8. 4 SIMD计算机的应用 \r\n\r\n 8. 4. 1 数值应用问题的特征 \r\n\r\n 8. 4. 2 算法举例 \r\n\r\n 8. 5 连续模型的结构向何处发展 \r\n\r\n 习题八 \r\n\r\n \r\n\r\n 第九章 多处理机 \r\n\r\n 9. 1 多处理机结构 \r\n\r\n 9. 1. 1 两种多处理机结构 \r\n\r\n 9. 1. 2 多处理机系统的特点 \r\n\r\n 9. 2 多处理机性能模型 \r\n\r\n 9. 2. 1 基本模型 \r\n\r\n 9. 2. 2 N台处理机系统的基本模型 \r\n\r\n 9. 2. 3 随机模型 \r\n\r\n 9. 2. 4 通信开销为线性函数的模型 \r\n\r\n 9. 2. 5 一个完全重叠通信的理想模型 \r\n\r\n 9. 2. 6 一个具有多条通信链的模型 \r\n\r\n 9. 2. 7 多处理机模型 \r\n\r\n 9. 3 多处理机的Cache一致性 \r\n\r\n 9. 3. 1 问题由来 \r\n\r\n 9. 3. 2 监听协议 \r\n\r\n 9. 3. 3 基于目录的协议 \r\n\r\n 9. 4 多处理机实例 \r\n\r\n 9. 4. 1 MPP \r\n\r\n 9. 4. 2 SMP \r\n\r\n 9. 4. 3 机群系统 \r\n\r\n 9. 4. 3. 1 机群系统的组成. 特点和关键技术 \r\n\r\n 9. 4. 3. 2 机群系统通信技术 \r\n\r\n 9. 4. 3. 3 并行程序设计环境 \r\n\r\n 9. 4. 3. 4 机群系统负载平衡技术 \r\n\r\n 习题九 \r\n\r\n \r\n\r\n 第十章 多处理机算法 \r\n\r\n 10. 1 简单并行性 \r\n\r\n 10. 1. 1 do par和do seq结构 \r\n\r\n 10. 1. 2 阻塞同步 \r\n\r\n 10. 1. 3 性能分析 \r\n\r\n 10. 1. 4 增大粒度 \r\n\r\n 10. 1. 5 任务的初始化 \r\n\r\n 10. 2 同步技术 \r\n\r\n 10. 2. 1 使用测试与设置指令的同步技术 \r\n\r\n 10. 2. 2 使用增1和减1指令的同步技术 \r\n\r\n 10. 2. 3 使用比较与交换指令的同步技术 \r\n\r\n 10. 2. 4 使用取与加指令的同步技术 \r\n\r\n 10. 3 并行搜索 \r\n\r\n 10. 3. 1 搜索单峰函数的极大值 \r\n\r\n 10. 3. 2 并行分支限界法 \r\n\r\n 10. 4 串行算法到并行算法的转换 \r\n\r\n 10. 4. 1 相关性分析 \r\n\r\n 10. 4. 2 开发迭代的并行性 \r\n\r\n 10. 5 同步并行算法和异步并行算法 \r\n\r\n 10. 5. 1 同步并行算法 \r\n\r\n 10. 5. 2 异步并行算法 \r\n\r\n 10. 6 并行程序设计语言及其实现方法 \r\n\r\n 10. 6. 1 并行程序设计语言的特点 \r\n\r\n 10. 6. 2 并行程序设计模型 \r\n\r\n 10. 6. 3 并行程序设计语言涉及的关键技术 \r\n\r\n 10. 6. 4 并行程序设计语言的实现途径 \r\n\r\n 10. 7 小结 \r\n\r\n 习题十 \r\n\r\n \r\n\r\n 第十一章 计算机系统结构的新发展 \r\n\r\n 11. 1 数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 1 数据驱动原理 \r\n\r\n 11. 1. 1. 1 串行控制流与并行控制流 \r\n\r\n 11. 1. 1. 2 数据流计算机中指令的执行过程 \r\n\r\n 11. 1. 1. 3 数据流计算机的指令结构 \r\n\r\n 11. 1. 2 数据流计算机模型 \r\n\r\n 11. 1. 2. 1 静态数据流计算机模型 \r\n\r\n 11. 1. 2. 2 动态数据流计算机模型 \r\n\r\n 11. 1. 2. 3 静态与动态两种数据流计算机的比较 \r\n\r\n 11. 1. 2. 4 普遍化的数据流计算机结构 \r\n\r\n 11. 1. 3 数据流计算机的性能分析 \r\n\r\n 11. 1. 3. 1 数据流计算机的优点 \r\n\r\n 11. 1. 3. 2 数据流计算机的缺点 \r\n\r\n 11. 1. 3. 3 数据流计算机设计中需要解决的几个问题 \r\n\r\n 11. 1. 4 数据流程序图和数据流语言 \r\n\r\n 11. 1. 4. 1 数据流程序图 \r\n\r\n 11. 1. 4. 2 数据流语言 \r\n\r\n 11. 1. 4. 3 数据流语言的性质 \r\n\r\n 11. 1. 5 静态数据流计算机结构 \r\n\r\n 11. 1. 5. 1 静态数据流计算机的组成 \r\n\r\n 11. 1. 5. 2 分块结构的静态数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 5. 3 多处理机结构的静态数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 5. 4 静态数据流计算机作为后端机 \r\n\r\n 11. 1. 6 动态数据流计算机结构 \r\n\r\n 11. 1. 6. 1 网络结构的动态数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 6. 2 环形结构的动态数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 6. 3 网状结构的动态数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 7 其它类型的数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 7. 1 利用传统多处理机结构的数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 7. 2 提高并行级别的数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 7. 3 采用多级并行的数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 7. 4 同步与异步相结合的数据流计算机 \r\n\r\n 11. 1. 7. 5 控制流与数据流相结合的数据流计算机 \r\n\r\n 11. 2 数据库机与知识库机 \r\n\r\n 11. 2. 1 数据库机与知识库机模型 \r\n\r\n 11. 2. 1. 1 软件后端机数据库机与知识库机 \r\n\r\n 11. 2. 1. 2 智能控制后端机数据库机与知识库机 \r\n\r\n 11. 2. 1. 3 硬件后端机数据库机与知识库机 \r\n\r\n 11. 2. 2 数据库机和知识库机在智能计算机系统中的作用 \r\n\r\n 11. 2. 2. 1 由数据库机和知识库机构成的智能计算机系统 \r\n\r\n 11. 2. 2. 2 数据库机与知识库机作为网络系统中的结点机 \r\n\r\n 11. 2. 2. 3 分布式数据库机与知识库机系统 \r\n\r\n 11. 2. 3 数据库机与知识库机系统结构 \r\n\r\n 11. 2. 3. 1 数据库机与知识库机的逻辑结构 \r\n\r\n 11. 2. 3. 2 数据库机与知识库机的物理结构 \r\n\r\n 11. 2. 3. 3 多级存储器结构 \r\n\r\n 11. 2. 3. 4 操作执行部件的结构 \r\n\r\n 11. 2. 3. 5 智能接口的结构 \r\n\r\n 11. 2. 4 后端机与前端机的接口 \r\n\r\n 11. 2. 4. 1 逻辑接口 \r\n\r\n 11. 2. 4. 2 物理接口 \r\n\r\n 11. 2. 4. 3 后端机与前端机之间的接口选择 \r\n\r\n 11. 2. 5 典型的数据库机与知识库机 \r\n\r\n 11. 2. 5. 1 高速数据处理技术 \r\n\r\n 11. 2. 5. 2 数据库机的分类 \r\n\r\n 11. 2. 5. 3 Relational KBM关系知识库机 \r\n\r\n 11. 2. 5. 4 PSI+Delta知识库机结构 \r\n\r\n 11. 2. 5. 5 PUKBM知识库机 \r\n\r\n 11. 3 面向函数程序设计语言的归约机 \r\n\r\n 11. 3. 1 引言 \r\n\r\n 11. 3. 2 函数式语言的归约计算方法 \r\n\r\n 11. 3. 3 图归约的并行实现方法 \r\n\r\n 11. 3. 4 并行图归约机系统结构 \r\n\r\n 习题十一 \r\n\r\n \r\n\r\n 第十二章 实验：DLX处理器 \r\n\r\n 12. 1 DLX基本结构 \r\n\r\n 12. 1. 1 寄存器 \r\n\r\n 12. 1. 2 数据类型 \r\n\r\n 12. 1. 3 数据转移寻址模式 \r\n\r\n 12. 1. 4 指令格式 \r\n\r\n 12. 1. 5 操作 \r\n\r\n 12. 1. 6 效率 \r\n\r\n 12. 2 DLX流水线结构 \r\n\r\n 12. 2. 1 一个简单实现 \r\n\r\n 12. 2. 2 基本流水线 \r\n\r\n 12. 2. 3 扩展DLX操作使其能处理多周期操作 \r\n\r\n 12. 2. 3. 1 在长延迟的流水线中的相关和专用通路 \r\n\r\n 12. 2. 3. 2 维持精确的异常处理 \r\n\r\n 12. 2. 3. 3 浮点流水线的性能 \r\n\r\n 12. 3 实验环境与内容 \r\n\r\n 12. 3. 1 实验环境 \r\n\r\n 12. 3. 2 实验内容 \r\n\r\n 12. 3. 2. 1 使用WINDLX模拟器, 对Fact. s(WINDLX附带的例子)作如下分析 \r\n\r\n 12. 3. 2. 2 用DLX汇编语言编写矩阵乘程序, 并对该程序做如下分析 \r\n\r\n 12. 3. 2. 3 用Intel X86汇编语言编写矩阵乘程序 \r\n\r\n 12. 3. 3 实验总结 \r\n\r\n 参考文献 \r\n
\r\n

清华大学计算机系列教材已经出版发行了近30种, 包括计算机专业的基础数学. 专业技术基础和专业等课程的教材, 覆盖了计算机专业大学本科和研究生的主要教学内容. 这是一批至今发行数量很大并赢得广大读者赞誉的书籍, 是近年来出版的大学计算机教材中影响比较大的一批精品.

本系列教材的作者都是我熟悉的教授与同事, 他们长期在第一线担任相关课程的教学工作, 是一批很受大学生和研究生欢迎的任课教师. 编写高质量的大学(研究生)计算机教材, 不仅需要作者具备丰富的教学经验和科研实践, 还需要对相关领域科技发展前沿的正确把握和了解. 正因为本系列教材的作者们具备了这些条件, 才有了这批高质量优秀教材的出版. 可以说, 教材是他们长期辛勤工作的结晶. 本系列教材出版发行以来, 从其发行的数量. 读者的反映. 已经获得的许多国家级与省部级的奖励. 以及在各个高等院校教学中所发挥的作用上, 都可以看出本系列教材所产生的社会影响与效益.

计算机科技发展异常迅速. 内容更新很快. 作为教材, 一方面要反映本领域基础性. 普遍性的知识, 保持内容的相对稳定性, 另一方面, 又需要跟踪科技的发展, 及时地调整和更新内容. 本系列教材都能按照自身的需要及时地做到了这一点, 如《计算机组成与结构》一书十年中共出版了三版, 其他如《数据结构》等也都已出版了第二版, 使教材既保持了稳定性, 又达到了先进性的要求, 本系列教材内容丰富. 体系结构严谨. 概念清晰. 易学易懂, 符合学生的认识规律, 适合于教学与自学, 深受广大读者的欢迎. 系列教材中多数配有丰富的习题集和实验, 有的还配备多媒体电子教案, 便于学生理论联系实际地学习相关课程.

随着我国进一步的开放, 我们需要扩大国际交流, 加强学习国外的先进经验. 在大学教材建设上, 我们也应该注意学习和引进国外的先进教材. 但是, 计算机系列教材的出版发行实践以及它所取得的效果告诉我们, 在当前形势下, 编写符合国情的具有自主版权的高质量教材仍具有重大意义和价值. 它与前者不仅不矛盾, 而且是相辅相成的. 本系列教材的出版还表明, 针对某个学科培养的要求, 在教育部等上级部门的指导下, 有计划地组织任课教师编写系列教材, 还能促进对该学科科学. 合理的教学体系和内容的研究.

我希望今后有更多. 更好的我国优秀教材出版.

清华大学计算机系教授, 中科院院士

2002年6月28日

郑纬民 1970年毕业于清华大学自动控制系并留校任教. 1982年获硕士学位, 现为清华大学计算机系教授. 博士生导师. 担任中国计算机学会常务理事, 中国计算机学会学术工会主任, 计算机体系结构专委会副主任, 国防并行分布处理重点实验室学术委员会委员, 北京市科技进步奖第八届评审委员会委员等. 1985-1986年曾在美国纽约州立大学石溪分校从事分布操作系统研究. 1989-1991年曾在英国南安普敦大学参加函数语言并行编译系统研究. 曾作为项目负责人

本书是大学计算机专业本科生"计算机系统结构"课的通用教材, 也可作为有关专业研究生的教材. 在目前各行各业普遍使用计算机的形势下, 本书也可作为广大科技工作者从用户角度了解和学习计算机工作原理的专业参考书.

本书内容是根据作者20多年来从事"计算机系统结构"等课程的教学经验及有关科研工作的成果写成的. 全书以横向方式组织教学内容, 力求深入浅出地全面介绍计算机系统结构的基本原理, 而不只是从头至尾具体介绍某一种计算机系统. 在关键章节有1至2个实例, 通过介绍目前通用的和先进的计算机系统采具体阐述计算机结构原理的各个侧面. 读者通过学习本书, 能够比较全面地掌握计算机系统结构的基本概念. 基本原理. 基本结构和基本分析方法. 由于计算机系统是一个复杂的系统, 在读者已经学习了"计算机组成原理". "计算机操作系统". "汇编语言程序设计". "高级语言程序设计"等计算机硬件和软件方面的多门课程之后, 通过学习"计算机系统结构"这门课程能够建立起计算机系统的完整概念.

"计算机系统结构"是从外部来研究计算机系统的一门学科. 一般说来, 凡是计算机系统的使用者(包括一般用户和系统程序员)所能看到的计算机系统的属性都是"计算机系统结构"所要研究的对象, 这一点与"计算机组成原理"这门课程从计算机系统的内部来研究计算机不同. 由于部分内容在先修课程(如"计算机组成原理". "数据结构". "计算机操作系统". "汇编语言程序设计"等)中已经涉及到, 但许多内容在这些课程中讲解得并不全面和深入, 对于属于计算机系统结构的关键内容, 本书力求从系统分析和设计的角度, 深入浅出地介绍这些基础内容. 这部分的内容主要有：数据表示. 指令系统. 存储系统和输入输出系统.

自从本书第一版发行以来, 计算机系统结构在许多方面有了新的发展, 如超标量. 超流水线及超标量超流水线结合的系统结构在微处理机中已经得到广泛应用, 并行处理及其互连网络的发展非常迅速. 本书对各章内容都进行了重写. 与第一版相比, 主要有如下特点：第一, 反映了国内外计算机系统结构方面比较成熟的研究成果和最新的发展. 第二, 内容更加全面. 本书加入了许多新的内容. 凡属于计算机系统结构的主要内容, 在本书中都有介绍. 第三, 对许多关键内容的介绍更加深入. 本书力求从系统设计和系统分析的高度来介绍计算机系统的基本概念和基本分析方法. 第四, 在每章后面增加了大量的习题, 对加深对各部分内容的理解很有帮助. 第五, 增加了一个实验, 即描述了一个虚拟的DLX处理机, 它是一个RISC结构的流水线处理机. 这是从美国著名的计算机系统结构教材中引进的. 通过学习DLX处理机的指令系统和流水线结构, 并使用DLX模拟器进行实验可以帮助读者更加全面地理解本书的有关内容. 推出这一实验得到美国MORGAN KAUFMANN PUBL ISHERS INC的许可.

本书每章内容相互独立, 教师可根据不同的学时和不同的专业需要任意选择其中的几章或有关章节的部分内容进行教学. 对于在"计算机组成原理"或"计算机操作系统"等先修课程中已经系统学习过的内容可以舍去不讲, 有些章节的内容可以让学生自学.

本书第一. 六. 七. 八. 九. 十章和第十一章的第三部分由清华大学计算机系的郑纬民教授编写, 第二. 三. 四. 五章和第十一章的第一. 二部分由清华大学计算机系的汤志忠教授编写. 第十二章由杨博. 裴丹. 许开新译自 David A. Patterson和John L. Hennessy编写的"Computer Architecture：A Quantita-tive Approach"中的有关部分, 由陈文光博士审校和整理.

本书的编写和出版得到清华大学计算机系领导的大力支持, 并得到有关教师多方面的帮助和鼓励.

限于作者的水平, 错误和不当之处希望读者批评指正.

作 者

1997年12月于清华大学