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第1章 概述 1

1.1 计算机系统结构的基本概念 1

1.1.1 多级层次结构 1

1.1.2 系统结构、组成和实现之间的关系 3

1.2 计算机系统结构的设计方法 6

1.2.1 计算机系统的设计原则 6

1.2.2 计算机系统的设计思路及步骤 9

1.3 软件、应用、器件的影响 11

1.4 计算机系统结构的分类 15

1.5 基于冯·诺依曼计算机模型的指令集分类 18

1.5.1 CISC体系结构 19

1.5.2 RISC体系结构 20

1.5.3 CISC和RISC混合体系结构 22

1.5.4 EPIC体系结构 22

第2章 流水线技术 25

2.1 流水线的基本概念 25

2.1.1 什么是流水线 25

2.1.2 流水线的分类 26

2.2 流水线的性能指标 29

2.2.1 吞吐率 30

2.2.2 加速比 31

2.2.3 效率 32

2.3 DLX的基本流水线 33

2.3.1 DLX指令集结构 33

2.3.2 基本的DLX流水线 35

2.3.3 DLX流水线各级的操作 37

2.3.4 DLX流水线处理机的控制 39

2.4 流水线的相关与冲突 47

2.4.1 流水线相关 47

2.4.2 流水线冲突 49

第3章 指令级并行 59

3.1 指令级并行的概念 59

3.2 循环展开 60

3.2.1 循环展开的原理 60

3.2.2 循环展开的特点 62

3.3 动态指令调度 63

3.3.1 静态指令调度与动态指令调度 63

3.3.2 动态指令调度的基本思想 63

3.3.3 动态指令调度算法：记分牌 64

3.3.4 动态指令调度算法：Tomasulo算法 76

3.4 动态分支预测 91

3.4.1 采用分支预测表 92

3.4.2 采用分支目标缓冲器 94

3.4.3 基于硬件的推断执行 96

3.4.4 先进的分支预测技术 102

第4章 存储体系 105

4.1 存储系统的分析 105

4.2 虚拟存储系统 107

4.2.1 地址的映像与变换 107

4.2.2 页面替换算法 112

4.3 Cache存储系统 114

4.3.1 地址映像与变换方法 115

4.3.2 Cache替换算法 119

4.3.3 Cache系统的加速比 122

4.4 并行主存系统 123

4.4.1 单体多字存储器 123

4.4.2 多体交叉存储器 124

第5章 输入输出系统 133

5.1 输入输出原理 133

5.2 总线设计 134

5.2.1 总线的类型 134

5.2.2 总线的控制方式 135

5.2.3 总线通信 137

5.3 中断系统 139

5.3.1 中断方式 139

5.3.2 中断的分类与分级 140

5.3.3 影响中断响应时间的因素 141

5.3.4 中断屏蔽 141

5.4 通道工作原理 143

5.4.1 通道的作用和功能 143

5.4.2 通道种类 144

5.4.3 通道的工作过程 145

5.4.4 通道的流量分析 146

参考文献 149