《计算机组成与设计》

[计算机组成设计]

 

本书主要介绍计算机组成与系统结构涉及的相关概念、理论和技术内容，以新兴的开放指令集架构RISC-V 为模型机，着重介绍涉及整数和浮点数运算、指令集体系结构（ISA）、中央处理器、存储器和I/O 接口等方面的设计思路和具体结构。本书共分8 章：第1 章对计算机系统及其性能评价进行概述性介绍；第2、3 章主要介绍数据的机器级表示、运算，以及运算部件的结构与设计；第4、5 章介绍指令系统以及各种CPU 设计技术；第6 章主要介绍包含主存、cache 和虚拟存储器在内的存储器分层体系结构；第7 章介绍总线互连以及输入输出系统；第8 章介绍并行处理计算系统的基本硬件结构。

本书内容详尽、反映现实、概念清楚、通俗易懂、实例丰富，并提供大量典型习题供读者练习。本书可作为高等学校计算机相关专业“计算机组成原理”和“计算机系统结构”等课程的教材，也可作为有关专业研究生或计算机技术人员的参考书。

本书集作者30多年相关课程教学之经验，汇国内外相关资料之精华，内容新颖、充实，结构清晰、完整，文字通俗、简洁。本书既可作为“计算机组成原理”“计算机组成与设计”“计算机组成与系统结构”等课程的教材，也可作为“计算机组成原理实验”和“计算机系统结构”等课程的教学参考书。
与国内外同类教材相比，其主要特色如下。
1．强调指令集架构与系统各层次内容的关联。将RISC-V架构内容融入全书各章节，充分利用RISC-V简洁、灵活、模块化等特性，清楚阐述ISA与高级语言程序、操作系统及编译器等上层软件之间的关系，同时也将ISA与底层硬件结构与设计相关内容有机结合，使读者能从软件和硬件两个角度深刻理解计算机组成和系统结构原理，并深刻理解硬、软件之间的协同关系。
2．基于不同的指令集架构介绍CPU设计。选择具有代表性的9条RISC-V指令作为实现目标，循序渐进地从单周期CPU设计逐步过渡到流水线CPU设计，而针对多周期CPU的设计原理，则选择自定义的单格式指令集作为实现目标来介绍，使读者既可以掌握针对实际指令集架构的流水线CPU设计技术，又能通过最简单的多周期CPU设计原理来理解硬件如何在执行指令过程中处理异常和中断等重要内容。
3．注重用实例和图表阐述概念及其关联关系。用大量的实例和图表详实阐述基本原理及其具体应用，使抽象的概念和内容易于理解和消化，并提供形式多样、内容丰富的习题，用以进行课后练习。
4. 提供丰富的与教材配套的教学辅助资源。教材将提供配套的课堂电子教案、习题参考答案以及其他各类丰富的教辅资料，以帮助教师备课，辅助学生学习，并提供学习交流平台。

 

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