《计算机系统结构》系统地讲述了计算机系统结构的基本概念、设计原理和分析方法以及有关的先进技术和最新的发展趋向。《计算机系统结构》侧重以RISC技术来分析和讨论有关系统结构的问题,将定性和定量分析方法结合起来,并从经济、有效观点来权衡有关技术措施的取舍。
全书共分十章,第一章叙述计算机系统结构的设计基础,包括计算机系统结构的含义、分类和计算机系统的设计准则以及计算机系统结构的发展。第二章讲述计算机的性能、成本和价格。第三章叙述数据类型和数据表示。第四章讲述指令系统的设计原理和风格,并以RISC设计风格为主进行了讨论。第五章讲解标量流水技术,以RISC机中的流水线为例,叙述流水操作中的主要障碍和解决办法,并介绍先进的流水技术。第六章叙述向量流水处理,包括向量处理方法和增强向量处理性能的方法。第七章和第八章分别讲解存储体系和输入/输出子系统。第九章叙述并行处理技术,包括SIMD并行机、MIMD多处理机、互连网络和并行机发展趋向。第十章讲述新型计算机系统结构,包括计算模型的分类、数据流计算机、归约机和人工智能计算机。
《计算机系统结构》内容丰富、取材先进,每章有小结并备有一定数量的习题和思考题。《计算机系统结构》可作为高等院校计算机专业的高年级学生的教材,也可作为有关专业的研究生教材,《计算机系统结构》亦可作为从事计算机研究的科技人员的参考书。
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说实话,我拿到这本书的时候,心中充满了复杂的期待与担忧。我周边不少朋友都推荐过它,说它是理解现代计算瓶颈的“圣经”,但与此同时,我也听说过一些关于它对新手不够友好的评价。我翻开目录,看到那些关于指令集架构(ISA)深入剖析、流水线冒险的解决策略,以及多核处理器的缓存一致性模型等章节时,心头一紧。这些名词本身就带着一种高冷的学术气息。我期待的并非是那种教科书式的、公式堆砌的叙述,而是能有一种对话感,仿佛一位资深的系统架构师坐在我对面,用他丰富的实战经验来为我拆解这些复杂的难题。例如,关于存储墙问题的讨论,我希望不仅仅是罗列出提升内存速度的各种技术名词,而是能深入剖析不同层次缓存之间数据同步的微妙平衡,以及为什么某些特定的工作负载会频繁遭遇性能瓶颈。如果作者能将理论与现实中的主流处理器设计,比如Intel的微架构或者ARM的最新方案进行对比分析,那这本书的价值无疑会飙升。我更希望看到的是一种批判性的思维,而不是对既有架构的盲目赞美,能告诉我当前体系结构面临的尚未解决的棘手问题在哪里。
评分这本书的排版设计,透露出一种老派的、注重逻辑流的风格。文字密度适中,段落之间的留白恰到好处,这给了阅读者一定的思考缓冲时间,而不是被密集的文字流推着走。我注意到书中穿插了不少的示意图和流程图,但让我感到一丝困惑的是,这些图例的标注似乎有些过于精简了。比如,在描述一个复杂的多级并行执行单元时,图中的箭头和方框虽然结构清晰,但缺乏足够的文字注解来解释数据流的完整路径和控制信号的触发时机。对于初学者而言,这可能需要反复对照文本才能完全理解其含义。我期望这些图示能够更加自洽,就像一个独立的教学工具包,而不是仅仅作为文本内容的补充。另外,我希望书中能提供一些实际的案例研究,比如通过分析一个经典的HPC应用(如蒙特卡洛模拟)的执行过程,来直观展示不同结构选择(如向量化、SIMD扩展)带来的性能差异。这种从理论到实践的闭环体验,对于巩固知识的理解至关重要。
评分我对这本书最核心的期望,在于它对“未来趋势”的洞察力。计算机系统结构是一个快速迭代的领域,摩尔定律的放缓和异构计算的兴起,正在彻底重塑我们对“高性能”的定义。我希望这本书不仅仅是对现有冯·诺依曼体系结构进行回顾和总结,更应该大胆地探讨未来计算范式,比如类脑计算、量子计算的底层架构挑战,或者内存计算(In-Memory Computing)的实际可行性。如果作者能提供一个章节,专门讨论编译器和硬件设计之间日益紧密的耦合关系,那将是极具前瞻性的。例如,现代编译器如何通过分析代码的并行性潜力,来指导硬件资源的最优调度,这本身就是一个复杂的系统工程。我非常关注作者如何平衡对经典知识的坚守与对前沿技术的探索。如果这本书能够提供一个清晰的路线图,指出当前架构的内在限制,并指向下一代计算机系统的可能方向,那么它就不仅仅是一本教材,而是一份指引行业发展的白皮书了。
评分这本书的配套资源(如果存在的话)是我非常在意的一环。鉴于系统结构这种学科的实践性,仅仅阅读文字描述是远远不够的。我热切期盼作者能提供一些可供操作的实验环境或模拟器接口。例如,如果能够提供一些基于Verilog或VHDL的简易CPU模型,允许读者修改指令集或调整流水线深度,然后通过模拟来观察性能指标的变化,那将是一次无与伦比的学习体验。或者,至少提供一些精心设计的编程练习,这些练习应要求读者从底层视角去优化代码,比如通过调整缓存友好的数据布局来加速特定算法的执行,而不是仅仅停留在高级语言的抽象层面。我希望这本书能培养的,是一种“像硬件工程师一样思考”的能力——即对数据在寄存器、L1/L2/L3缓存、主存之间流动的效率保持高度的敏感性。缺乏这种动手实践的理论,很容易在实际工作中显得苍白无力,成为空中楼阁。这本书若能在这方面有所建树,无疑将从众多学术著作中脱颖而出。
评分这本《计算机系统结构》的装帧设计简直是艺术品,硬壳封面配上古朴的字体,让人一上手就感觉它不是那种速成的快餐读物,而是沉淀了深厚学识的经典。我尤其喜欢它封面上那副抽象的电路图纹理,虽然我不是科班出身,但光是看着这些复杂的线条和节点,心里就涌起一股对底层逻辑的好奇和敬畏。内页的纸张选择也十分考究,米白色的纸张能有效减轻长时间阅读带来的视觉疲劳,这对于我们这些经常需要啃大部头的读者来说,简直是福音。装订部分也处理得非常平整,即便是大幅展开阅读也不会出现书页松动的情况。当然,光有好看的外表是远远不够的,我期待这本书的内涵能像它的外表一样禁得起推敲。我希望它能在概念的阐述上做到既严谨又不失灵动,毕竟,系统结构这种偏底层的知识,如果讲得过于枯燥,很容易让人望而却步。我希望作者能像一位经验丰富的匠人,将那些晦涩难懂的并行处理、存储层次等概念,通过精妙的比喻和图示,化为清晰可见的脉络,引导我们一步步深入到计算机的心脏地带。仅仅是抱着这本书,就能感受到一种沉甸甸的学术分量,这让人对即将开启的阅读之旅充满了期待和敬意。
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