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第1章 绪论1

1.1 计算机系统结构基本概念1

1.1.1计算机系统结构、组成与实现1

1.1.2计算机系统结构的发展2

1.1.3计算机系统结构的分类4

1.2个人计算机和工作站7

1.2.1何谓个人计算机／工作站7

1.2.2 Intel x86处理器系列9

1.2.3 PC总线技术12

1.3并行计算机15

1.3.1并行计算机系统分类16

1.3.2并行性、可扩展性和可编程性21

习题123

第2章 cache与主存储器24

2.1 cache工作原理24

2.2 cache组织结构26

2.2.1映射方式26

2.2.2替换策略31

2.2.3 Look-through与Look-aside结构33

2.3 cache一致性与写策略34

2.3.1 cache写策略35

2.3.2 MESI协议36

2.4 Pentium处理器的cache技术38

2.4.1 Pentium L1 cache界面39

2.4.2 Pentium L1 cache MESI协议41

2.4.3 Pentium L1、L2 cache的关系44

2.5主存储器的组织46

2.5.1交错存储器组织46

2.5.2猝发存取的DRAM芯片49

2.5.3先进的DRAM芯片及模块51

习题254

3.1虚拟存储技术导论56

3.1.1请求页式管理56

第3章 虚拟存储器56

3.1.2虚拟存储器模型58

3.1.3段页式管理59

3.2地址转换机制59

3.2.1直接映像59

3.2.2倒置映像61

3.3页面替换策略63

3.4 Pentium的虚拟存储器支持65

3.4.1 Pentium的工作模式65

3.4.2保护模式的分段地址转换67

3.4.3保护模式的分页地址转换69

3.4.4特权级保护71

3.5 Pentium寄存器组织73

3.5.1基本结构寄存器组74

3.5.2系统级寄存器组76

3.5.3 x87型浮点部件寄存器组78

习题380

第4章 处理器执行结构81

4.1 CISC与RISC结构81

4.1.1 RISC的提出81

4.1.2 RISC的特征83

4.1.3 RISC与CISC的竞争86

4.2.1流水线导论87

4.2指令流水线结构87

4.2.2指令流水线机制90

4.2.3转移处理技术92

4.2.4数据冒险及其处理技术96

4.3超标量指令流水线结构100

4.3.1超标量流水线与超流水线101

4.3.2超标量流水线的发射策略102

4.3.3实例：88110处理器的超标量流水线106

4.4 Pentium的超标量结构109

4.4.1 Pentium处理器核心结构109

4.4.2 U、V指令流水线114

4.4.3转移目标缓冲器BTB117

习题4119

第5章 P6和Pentium 4处理器结构和性能120

5.1 Pentium Pro、PentiumⅡ/Ⅲ处理器结构和性能120

5.1.1由PentiumPro到PentiumⅡ/Ⅲ120

5.1.2 iCOMPIndex 3.0性能指标125

5.2实现动态执行的PentiumⅡ/Ⅲ核心结构127

5.2.1动态执行技术概述127

5.2.2 PentiumⅡ/Ⅲ的双独立总线结构129

5.2.3 PentiumⅡ/Ⅲ超标量流水线及其核心结构130

5.3单指令流多数据流技术133

5.3.1 MMX技术133

5.3.2 MMX应用举例138

5.3.3 SSE技术140

5.4 Pentium 4处理器结构和性能143

5.4.1 Pentium 4处理器性能144

5.4.2 Pentium 4超标量流水线及其核心结构145

习题5149

第6章 PC主板总线结构150

6.1核心芯片组及主板结构150

6.1.1 430芯片组和早期PentiumPC的主板结构150

6.1.2 440芯片组和PentiumⅡ/Ⅲ PC的主板结构152

6.1.3 850、845芯片组和Pentium 4 PC的主板结构156

6.2.1处理器总线159

6.2处理器总线和内存总线159

6.2.2内存总线164

6.3 PCI总线165

6.3.1 PCI总线结构165

6.3.2 PCI总线周期操作166

6.3.3 PCI总线仲裁169

6.4遗留总线ISA170

6.4.1 ISA总线结构170

6.4.2 Super I/O芯片和LPC总线174

习题6175

7.1外存储器176

第7章 外围设备及I/O总线176

7.1.1硬磁盘机和软磁盘驱动器177

7.1.2 IDE/ATA接口标准180

7.1.3 CD-ROM驱动器185

7.2显示适配器189

7.2.1显示标准190

7.2.2显示适配器结构192

7.2.3显示适配器带宽需求与AGP194

7.3并行I/O总线SCSI195

7.3.1 SCSI标准196

7.3.2 SCSI总线198

7.4.1 PC传统的串、并口202

7.4串行I/O总线1394和USB202

7.4.2 IEEE 1394标准203

7.4.3通用串行总线USB206

习题7208

第8章 新一代64位处理器209

8.1 IA-64体系结构209

8.1.1 IA-64基本概念209

8.1.2 IA-64通常组织211

8.1.3 IA-64指令格式212

8.2.1断定式执行214

8.2 EPIC技术214

8.2.2推测装入216

8.2.3高级装入217

8.3 Itanium处理器218

8.3.1 Itanium处理器结构218

8.3.2 Itanium的硬、软件协合220

8.4 x86-64体系结构及其他221

8.4.1 AMD的x86-64体系结构221

8.4.2超线程技术223

习题8225

9.1 ICN的组成和类型226

9.1.1 ICN的基本部件226

第9章 并行计算机的通信结构226

9.1.2静态互连网络228

9.1.3动态互连网络230

9.2 ICN的消息传送232

9.2.1消息格式和寻径方式233

9.2.2寻径算法234

9.2.3流量控制237

9.3 ICN的通信时延问题240

9.3.1 ICN性能指标241

9.3.2时延的减少和隐藏技术243

9.4.1并行编程模型244

9.4并行编程模型及其通信抽象244

9.4.2通信抽象246

习题9248

第10章 共享存储器的多处理机250

10.1 UMA和NC-NUMA多处理机250

10.1.1 Sun Enterprise10000多处理机251

10.1.2 C*m多处理机252

10.2维护cache一致性的目录协议253

10.2.1 目录协议的特点254

10.2.2 Stanford Dash多处理机255

10.2.3目录协议的类型259

10.3.1顺序一致性261

10.3存储器一致性模型261

10.3.2 PRAM一致性和处理器一致性264

10.3.3弱一致性和释放一致性265

10.3.4小结267

10.4 CC-NUMA多处理机268

10.4.1 SGI Origin服务器268

10.4.2 Origin服务器的目录协议271

10.4.3 Sequent NUMA-Q多处理机274

10.4.4 NUMA-Q的目录协议278

10.4.5 COMA模型的多处理机281

习是题10283

1 1.1大规模并行处理机MPP285

第11章 消息传递的多计算机285

11.1.1 IBM SP-2系统286

11.1.2 CrayT3E系统289

11.1.3 Intel/SandiaOption Red系统291

11.2机群系统292

11.2.1机群系统的目标、分类和配置293

11.2.2服务器机群295

11.2.3 COW的通信网络296

习题11299

主要参考文献300