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计算机组成与设计：硬件/软件接口 RISC-V版（原书第2版）-戴维·A.帕特森 约翰·L.亨尼斯

  • 计算机组成与设计：硬件/软件接口 RISC-V版（原书第2版）|200
  • 书名： 计算机组成与设计：硬件/软件接口 RISC-V版（原书第2版）
  • 作者： 戴维·A.帕特森 约翰·L.亨尼斯
  • 简介： 本书由2017年图灵奖得主Patterson和Hennessy共同撰写，是计算机体系结构领域的经典书籍，强调软硬件协同设计及其对性能的影响。本书采用开源的RISC-V指令系统体系结构, 讲解硬件技术、指令、算术运算、流水线、存储层次、I/O以及并行处理器等。第2版将RV64切换为RV32以降低学习难度，新增关于领域定制体系结构（DSA）的讨论以反映新的技术趋势。此外，每一章都增加了“性能提升”和“自学”章节，并更新了大量练习题。本书适合计算机体系结构领域的专业技术人员参考，也适合高等院校计算机相关专业的学生阅读。
  • 出版时间 2023-07-01 00:00:00
  • ISBN： 9787111727972
  • 分类： 计算机-编程设计
  • 出版社： 机械工业出版社

高亮划线

封面

版权信息

译者简介

赞誉

译者序

前言

作者简介

第1章 计算机抽象及相关技术

1.2 计算机体系结构中的7个伟大思想

1.3 程序表象之下

1.4 箱盖后的硬件

1.5 处理器和存储制造技术

1.6 性能

1.7 功耗墙

1.8 沧海巨变：从单处理器向多处理器转变

1.9 实例：评测Intel Core i7

1.10 性能提升：使用Python语言编写矩阵乘法程序

1.11 谬误与陷阱

1.12 本章小结

1.13 历史视角和拓展阅读

1.14 自学

1.15 练习

第2章 指令：计算机的语言

2.1 引言

2.2 计算机硬件的操作

2.3 计算机硬件的操作数

  • 📌 编译器的工作是将程序变量与寄存器相关联。以我们前面例子中的赋值语句为例： ^26-1716-1752
    • ⏱ 2024-05-24 08:30:44

2.4 有符号数与无符号数

2.5 计算机中的指令表示

2.6 逻辑操作

2.7 用于决策的指令

2.8 计算机硬件对过程的支持

2.9 人机交互

2.10 对大立即数的RISC-V编址和寻址

2.11 并行性与指令：同步

2.12 翻译并启动程序

2.13 以C排序程序为例的汇总整理

2.14 数组与指针

2.15 高级专题：编译C语言和解释Java语言

2.16 实例：MIPS指令

2.17 实例：ARMv7（32位）指令

2.18 实例：ARMv8（64位）指令

2.19 实例：x86指令

2.20 实例：RISC-V指令系统的剩余部分

2.21 性能提升：使用C语言编写矩阵乘法程序

2.22 谬误与陷阱

2.23 本章小结

2.24 历史视角和扩展阅读

2.25 自学

2.26 练习

第3章 计算机的算术运算

3.1 引言

3.2 加法和减法

3.3 乘法

3.4 除法

3.5 浮点运算

3.6 并行性与计算机算术：子字并行

3.7 实例：x86中的SIMD扩展和高级向量扩展

3.8 性能提升：子字并行和矩阵乘法

3.9 谬误与陷阱

3.10 本章小结

3.11 历史视角和拓展阅读

3.12 自学

3.13 练习

第4章 处理器

4.1 引言

4.2 逻辑设计的一般方法

4.3 建立数据通路

4.4 一个简单的实现方案

4.5 多周期实现

4.6 流水线概述

4.7 流水线数据通路和控制

4.8 数据冒险：前递与停顿

4.9 控制冒险

4.10 例外

4.11 指令间的并行性

4.12 实例：ARM Cortex-A53和Intel Core i7 6700

4.13 性能提升：指令级并行和矩阵乘法

4.14 高级专题：数字设计概述——使用硬件设计语言进行流水线建模以及更多流水线示例

4.15 谬误与陷阱

4.16 本章小结

4.17 历史视角和拓展阅读

4.18 自学

4.19 练习

第5章 大而快：层次化存储

5.1 引言

5.2 存储技术

5.3 cache基础

5.4 cache的性能评估和改进

5.5 可靠的存储器层次

5.6 虚拟机

5.7 虚拟存储

5.8 存储层次结构的一般框架

5.9 使用有限状态自动机控制简单的cache

5.10 并行和存储层次结构：cache一致性

5.11 并行与存储层次结构：廉价磁盘冗余阵列

5.12 高级专题：实现cache控制器

5.13 实例：ARM Cortex-A53和Intel Core i7的存储层次结构

5.14 实例：RISC-V系统的其他部分和特殊指令

5.15 性能提升：cache分块和矩阵乘法

5.16 谬误与陷阱

5.17 本章小结

5.18 历史视角和拓展阅读

5.19 自学

5.20 练习

第6章 并行处理器：从客户端到云

6.1 引言

6.2 创建并行处理程序的难点

6.3 SISD、MIMD、SIMD、SPMD和向量机

6.4 硬件多线程

6.5 多核及其他共享内存多处理器

6.6 GPU简介

6.7 领域定制体系结构

6.8 集群、仓储级计算机和其他消息传递多处理器

6.9 多处理器网络拓扑简介

6.10 与外界通信：集群网络

6.11 多处理器测试基准和性能模型

6.12 实例：评测Google TPUv3超级计算机和NVIDIA Volta GPU集群

6.13 性能提升：多处理器和矩阵乘法

6.14 谬误与陷阱

6.15 本章小结

6.16 历史视角和拓展阅读

6.17 自学

6.18 练习

附录A 逻辑设计基础

术语表

文后

读书笔记

前言

划线评论

  • 📌 阿姆达尔定律 ^367561166-7Rk1yXtRN
    • 💭 阿姆达尔定律是由吉恩·阿姆达尔(Gene Amdahl)于1967年提出的，用于预测搭载多核处理器的机器提升程序速度的理论最大值。该定律指出，并行性是存在极限的，因此只靠多核无法解决所有的问题。

一、阿姆达尔定律的定义

  1. 阿姆达尔定律是一个简单的，但极其重要的并行程序的模型。

  2. 阿姆达尔定律可以用如下公式表示：S=1/(1-α)，其中S为加速比，α为串行比例。

二、阿姆达尔定律的影响

  1. 阿姆达尔定律反映了物理上的必然性，是纯粹的物理定律。

  2. 阿姆达尔定律指出，并行性是存在极限的，因此只靠多核无法解决所有的问题。

三、阿姆达尔定律的应用

  1. 阿姆达尔定律主要用于发现当系统的部分组件得到改进，整体系统可能得到的最大改进。

  2. 阿姆达尔定律被综合地用于发现给定问题和资源池下的瓶颈。

  3. 阿姆达尔定律于1967年由IBM360系列机的主要设计者阿姆达尔首先提出。

    • ⏱ 2024-05-20 08:09:11

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