计算机体系结构

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出版者:机械工业出版社
作者:斯坦福大学
出品人:
页数:708
译者:
出版时间:2007-1
价格:78.00元
装帧:
isbn号码:9787111203780
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机体系结构
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具体描述

《计算机体系结构量化研究方法》(英文版·第4版)系统地介绍了计算机系统的设计基础、指令集系统结构、流水线和指令集并行技术、层次化存储系统与存储设备、互连网络以及多处理器系统等重要内容。在这个最新版中,作者更新了单核处理器到多核处理器的历史发展过程的相关内容,同时依然使用他们广受好评的“量化研究方法”进行计算设计,并展示了多种可以实现并行性的技术,而这些技术可以看成是展现多处理器体系结构威力的关键!在介绍多处理器时,作者不但讲解了处理器的性能,还介绍了有关的设计要素,包括能力、可靠性、可用性和可信性。

图书名称:《量子信息与计算的基石》 图书简介 本书旨在为读者系统、深入地介绍量子信息科学与量子计算领域的核心理论、基本概念、关键技术及其在未来计算范式中的重要地位。我们力求以严谨的数学推导和清晰的物理图像相结合的方式,构建一个全面而易于理解的知识体系,帮助读者从零开始,逐步掌握这门前沿学科的精髓。 第一部分:量子力学基础与信息载体 本部分是理解后续所有内容的基础。我们将从量子力学的基本公设出发,详细阐述波函数、薛定谔方程、态叠加原理以及测量理论。重点剖析如何将微观世界的物理现象转化为可操作的计算资源。 量子态的描述: 深入探讨希尔伯特空间、狄拉克符号(Bra-Ket Notation)的精确用法。对比经典比特(Bit)与量子比特(Qubit)在信息承载能力上的本质区别。引入多体量子系统的张量积结构。 量子演化与动力学: 详细解析幺正演化算符(Unitary Evolution Operators)在时间演化中的核心作用。讨论开放量子系统中的退相干(Decoherence)现象及其对计算稳定性的影响,引入林布朗算符(Lindblad Equation)来描述耗散过程。 测量与信息提取: 深入探讨量子测量理论,特别是投影测量和弱测量的区别。阐明测量在量子计算流程中的不可逆性和对量子态的坍缩效应。 第二部分:量子信息处理的核心工具 本部分将聚焦于构建和操作量子信息所必需的基本数学工具和物理操作。 量子门集(Quantum Gate Sets): 系统介绍基本的单比特门(如泡利矩阵 $X, Y, Z$,哈达玛门 $H$,相位门 $S, T$)及其在球面上的几何意义。重点分析双比特门,特别是受控非门(CNOT)和SWAP门,论证它们在构造通用量子计算模型中的关键地位。 量子线路模型(Quantum Circuit Model): 详细介绍如何利用量子门序列来构建算法。讨论线路的深度、宽度以及量子资源的消耗。引入对角化酉矩阵的困难性,为Shor算法等高级应用做铺垫。 量子纠缠理论: 纠缠是量子信息最宝贵的资源。本章将深入剖析纠缠的数学定义(如张量积的不可约性),介绍贝尔态(Bell States)及其在量子隐形传态(Quantum Teleportation)中的应用。分析纠缠的度量标准,如纠缠熵(Entanglement Entropy)。 第三部分:量子算法与计算范式 本部分是全书的核心,旨在展示量子计算相对于经典计算的潜在加速能力。 经典算法的局限与量子优势: 概述NP问题、P问题和BQP(Bounded-Error Quantum Polynomial Time)之间的关系。通过实例说明哪些问题天然适合量子加速。 核心量子算法详解: Deutsch-Jozsa 算法与并行性: 作为早期展示量子并行计算能力的范例。 Grover 搜索算法: 详细推导振幅放大(Amplitude Amplification)技术,分析其二次加速的来源,并探讨其实际应用场景(如数据库搜索)。 Shor 分解算法: 深入解析其核心的量子傅里叶变换(QFT)步骤,并解释其如何将大数分解问题转化为周期寻找问题,从而对现有公钥密码系统构成威胁。 量子模拟: 探讨如何利用量子计算机模拟复杂的哈密顿量系统,特别是对材料科学和化学反应的精确建模,这是当前最被看好的应用方向之一。 第四部分:量子信息技术的实现与挑战 本部分将探讨如何将理论模型转化为实际的物理设备,并讨论当前面临的工程难题。 物理实现方案概览: 对主流的量子计算硬件平台进行对比分析,包括超导量子比特(Transmon Qubits)、离子阱(Trapped Ions)、光子系统(Photonic Systems)以及拓扑量子比特。分析每种方案的优缺点(如相干时间、操作保真度、可扩展性)。 量子纠错码(Quantum Error Correction, QEC): 鉴于环境噪声对量子态的破坏性,纠错至关重要。详细介绍表面码(Surface Codes)和Shor的经典纠错码的量子推广。解释逻辑比特的编码方式和错误检测机制。 后量子密码学: 在量子计算机具备破解现有加密体系的威胁下,介绍基于格(Lattice-based)、基于编码(Code-based)和基于哈希(Hash-based)的抗量子攻击的新型公钥加密方案,为信息安全提供前瞻性防御。 总结与展望 本书的最后将对量子信息科学的未来发展方向进行展望,包括量子神经网络、量子机器学习的前沿研究,以及通用容错量子计算机(Fault-Tolerant Quantum Computer)的实现路径和时间表。本书适合物理学、计算机科学、电子工程等专业的本科高年级学生、研究生以及致力于量子技术研发的工程师和科研人员作为入门和进阶参考用书。读者在阅读过程中,需要具备扎实的线性代数和概率论基础。

作者简介

目录信息

Foreword
Preface
Acknowledgments
Chapter1 Fundamental sof Computer Design
Chapter2 Instruction-Level Parallelismand Its Exploitation
Chapter3 Limitson Instruction-Level Parallelism
Chapter4 Multi processor sand Thread-Level Parallelism
Chapter5 Memory Hierarchy Design
Chapter6 Storage Systems
Appendix A Pipelining:Basicand Intermediate Concepts
Appendix B InstructionSet Prindplesand Examples
Appendix C Reviewof Memory Hierarchy
Appendix D Embedded Systems
Appendix E Inter connection Networks
Appendix F Vector Processors
Appendix G Hardwareand Software for VL!WandEPIC
Appendix H Large-Scale Multi processorsand Scientific Applications
Appendix I Computer Arithmetic
Appendix J Surveyof Instruction Set Architectures
Appendix K Historical Perspectivesand References
Appendix L Solutionsto Case Study Exercises
References
Index
· · · · · · (收起)

读后感

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本书总的来说还是比较高级的内容,对内存模型,缓存结构方式的概念原理等都略过不讲。专心讲 quantitative 的部分。如果对体系结构不熟悉,应该先读 <Computer Organization and Design > 或者 <Computer Systems: A Programmer's Perspective>。 本书最大的特点就是...  

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“《计算机体系结构:量化研究方法》(第5版)继续发扬传统,为学习计算机体系结构的学生提供了有关当前计算平台的最新信息,使他们能够洞悉体系结构,为设计未来系统提供帮助。这一新版本的亮点在于大幅修订了数据级并行章节,用传统的计算机体系结构术语进行了清晰的解读,褪...  

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我个人认为任何一个学计算机的,你可以不把自己的研究方向设在架构,编译器等等,但你必须要懂架构,编译器,操作系统。我个人认为这些东西对于一个CS的人来说不亚于结构,算法,以及标准库的重要。 我一直觉得英文书比中文书好懂,因为中文书喜欢咬文嚼字装专业,也或者是译...  

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书籍说明 计算机体系结构领域最经典著作 两位作者都是该领域的大牛 特别是附录部分,对计算机硬件的基础知识有一个全面介绍 适合基础不好的同学认真阅读(比如我。。。) 阅读建议 计算机体系结构最经典书籍,适合和第四章结合起来阅读 另外: 还是英文原版比较靠谱。。。  

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“《计算机体系结构:量化研究方法》(第5版)继续发扬传统,为学习计算机体系结构的学生提供了有关当前计算平台的最新信息,使他们能够洞悉体系结构,为设计未来系统提供帮助。这一新版本的亮点在于大幅修订了数据级并行章节,用传统的计算机体系结构术语进行了清晰的解读,褪...  

用户评价

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坦白说,这本书带给我的冲击远超乎我对一本专业书籍的期望。它不仅仅是一本技术手册,更像是一部记录计算技术演进史的史诗。它没有被局限在某一特定厂商或某一时期技术的窠臼里,而是以一种宏大的历史观,勾勒出了整个领域的发展脉络和未来趋势。阅读过程中,我仿佛能感受到历代工程师们在面对资源限制和技术瓶颈时所爆发出的非凡创造力。书中对一些历史性决策的剖析,让我对现代计算环境有了更深层次的敬畏。它拓宽了我的视野,让我明白我们今天所依赖的每一项便捷服务,背后都凝聚着无数代人的智慧和汗水。这本书的影响力在于,它能激发你对“如何做得更好”的无尽思考,驱动你不仅仅是成为一个使用者,而是一个有远见的构建者。

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这本书的装帧设计非常吸引人,硬壳封面配上富有科技感的插图,让人在书店里一眼就被它吸引。拿到手里分量十足,感觉内容肯定非常扎实。内页的纸张质量也无可挑剔,光滑细腻,阅读起来非常舒适,长时间盯着也不会觉得眼睛疲劳。尤其值得称赞的是,这本书的排版布局堪称艺术品,字体大小、行间距都经过精心考量,使得复杂的概念在视觉上得到了极好的呈现。那些密密麻麻的公式和图表,在设计师的巧手下,变得井然有序,逻辑清晰,仿佛在阅读一本精美的技术画册而非枯燥的教科书。这种对细节的极致追求,无疑提升了整体的阅读体验,让人在学习知识的同时,也享受到了视觉上的愉悦。我可以想象,把它放在书架上,也是一件极具品味的装饰品。

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这本书的作者显然是一位对教学充满热忱的教育家。我最欣赏它对复杂概念的层层剥茧的处理方式。很多其他资料中会一笔带过或者直接跳过的基础铺垫,这本书却给予了足够的耐心去解释,确保即便是初学者也能跟上节奏。比如,在介绍某个高级特性时,作者会先回溯到其最原始的设计动机,然后逐步引入改进和演变,构建出一个清晰的知识脉络。这种“慢工出细活”的叙事方式,极大地降低了学习曲线的陡峭程度。对于我这种需要不断回顾基础以巩固理解的人来说,这种详尽的论述结构简直是福音。它让我感觉自己不是在被动接受信息,而是在与一位循循善诱的导师进行耐心的对话,每一步都走得踏实而稳健。

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说实话,我当初购买这本书,是希望能找到一本能真正带我深入理解现代计算核心的“内功心法”。我期待它能像一位经验丰富的大师,手把手地引导我穿梭于那些错综复杂的数字逻辑迷宫中。这本书的语言风格非常沉稳而富有哲理,它没有一味地堆砌晦涩难懂的专业术语,而是用一种近乎散文诗般的笔触,去阐释那些冰冷硬件背后的设计哲学与权衡取舍。阅读过程中,我常常会因为某一个精辟的比喻而会心一笑,那种豁然开朗的感觉,远胜于单纯记住一个定义。它不仅仅是在教你“是什么”,更是在教你“为什么会是这样”,这种对事物本质的探究,极大地满足了我作为一个求知者的好奇心。每一次翻开它,都像进行一次思维的深度潜水,让人感到充实而有力量。

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我是一个偏爱实战演练的学习者,对那种纯理论、缺乏实例支撑的理论书籍往往敬而远之。然而,这本书在理论的深度和实践的可操作性之间,找到了一个近乎完美的平衡点。它不仅仅是停留在抽象的概念层面,而是大量穿插了基于主流架构的经典案例分析,每一个案例都如同一个精心搭建的微缩实验场。通过对这些具体场景的剖析,我得以亲眼目睹那些理论是如何转化为现实中提升性能的关键步骤的。书中所提供的那些流程图和性能分析模型,简直是解决实际工程问题的“瑞士军刀”。我甚至已经开始尝试将书中的某些优化思路应用到我自己的项目中,效果立竿见影。这种高度的迁移性和指导价值,让这本书的实用性远远超出了我的预期。

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教材,我还是恨那个光头,英文真难啃。印象最深的是out-of-order的两个算法,各种并行性的挖掘,各种各样的图表,居然还用微积分求price-performance的最佳方案,嘛事都要说出个所以然。再次膜拜真正的理性工科。

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未完

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很深入的一本书

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我确实读的英文版哦~真惨烈

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其实难度不算很大,UCB已经用来作为本科教材了~~

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