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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