Logic Synthesis and Verification Algorithms pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:

作者:Hachtel, Gary D./ Somenzi, Fabio

出品人:

頁數:564

译者:

出版時間:

價格:89.95

裝幀:

isbn號碼:9780792397465

叢書系列:

圖書標籤:

• Logic Synthesis
• Verification
• Algorithms
• Digital Design
• VLSI
• FPGA
• Boolean Algebra
• Formal Methods
• CAD
• Hardware Design

計算機係統架構與性能優化實踐 書籍定位與目標讀者： 本書旨在深入探討現代計算機係統底層的架構原理、設計權衡以及性能優化策略。它麵嚮的對象不僅限於專業領域的計算機科學傢和係統工程師，同時也對底層硬件工作機製有強烈好奇心的軟件開發者、高性能計算（HPC）研究人員以及希望構建高效能計算平颱的架構師具有極高的參考價值。全書以構建知識體係的嚴謹性為核心，力求在理論深度與工程實踐之間搭建一座堅實的橋梁。 核心內容模塊詳解： 第一部分：深度解析現代處理器微架構 本部分將帶領讀者徹底剖析當代主流處理器（如x86-64和ARM係列）的內部工作機製，超越教科書的宏觀描述，深入到晶體管級抽象之上的微結構層麵。 1. 流水綫、超標量與亂序執行的工程挑戰： 我們將詳細闡述指令級並行（ILP）如何通過深度流水綫實現，並重點剖析超標量架構中指令發射（Issue）邏輯的設計藝術。特彆地，亂序執行單元（Out-of-Order Execution Engine）的工作流程將得到細緻的描繪，包括重排序緩衝區（Reorder Buffer, ROB）、保留站（Reservation Stations）的容量與調度策略。我們將分析如何通過這些復雜的硬件機製來緩解分支預測的失準懲罰，並探討現代處理器在功耗牆限製下如何進行動態頻率和電壓調節（DVFS）以維持性能與能效的平衡。 2. 內存層級結構與緩存一緻性協議： 處理器性能的瓶頸日益集中在數據獲取的速度上。本章將全麵審視多級緩存（L1、L2、L3）的設計哲學，包括緩存塊大小、替換策略（如LRU的硬件實現）以及寫迴/寫穿策略的選擇。在多核係統中，數據一緻性是至關重要的。本書將詳盡介紹主流的緩存一緻性協議，如MESI、MOESI協議的完整狀態轉換圖，並深入分析在虛假共享（False Sharing）和緩存僞共享問題下，軟件層麵如何通過內存屏障（Memory Barriers）和特定指令（如原子操作）來協助硬件維護一緻性。 3. 嚮量化處理與SIMD架構： 隨著通用計算對數據並行性需求的增加，SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令集已成為提升吞吐量的關鍵。本書將覆蓋SSE、AVX（及其最新的AVX-512）指令集的內在結構，解釋嚮量寄存器組的組織方式。更重要的是，我們將探討編譯器如何自動或半自動地將標量代碼轉換為高效的嚮量化代碼，以及嚮量化指令在特定應用（如圖形處理、信號處理）中的性能收益與局限性。 第二部分：係統軟件與硬件的交互界麵 本部分關注操作係統、編譯器和硬件之間的協同工作，這是實現高性能計算的必要環節。 1. 虛擬內存與地址翻譯機製： 深入探討x86-64分頁機製的細節，包括多級頁錶（四級或五級）的結構、TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作原理及緩存效應。我們將分析操作係統如何管理頁錶、如何處理缺頁異常（Page Fault），以及大頁（Huge Pages）在減少TLB壓力方麵的實際應用。 2. 中斷、異常與上下文切換的成本分析： 中斷和係統調用的處理是操作係統內核工作的核心。本書將量化上下文切換操作的開銷，包括寄存器保存、TLB失效和緩存汙染的效應。我們將分析現代硬件如何通過硬件輔助虛擬化技術（如Intel VT-x/AMD-V）來最小化Hypervisor層的開銷，實現高效的虛擬化。 3. 編譯器優化：從中間錶示到機器碼： 本章將聚焦於現代優化編譯器（如GCC/LLVM）的後端優化階段。討論的重點包括指令調度（Instruction Scheduling）以最大化利用處理器端口、寄存器分配的圖著色算法，以及針對特定架構的指令集選擇。讀者將瞭解到，即便擁有最先進的硬件，次優的編譯優化也可能導緻性能的大幅下降。 第三部分：高級係統性能分析與瓶頸診斷 理論知識的最終目的是解決實際的性能問題。本部分提供瞭係統化、可量化的性能分析方法論。 1. 性能事件模型與硬件性能計數器（PMC）： 詳細介紹如何利用處理器內置的硬件性能計數器（Performance Monitoring Counters, PMC）來實時、低開銷地捕獲關鍵事件，如緩存未命中率、分支預測錯誤次數、指令周期（CPI）等。我們將介紹如何解讀這些原始數據，並將其轉化為可操作的性能指標。 2. 係統級性能剖析工具鏈： 本書將重點介紹基於Linux內核的先進剖析工具，如`perf`的深入使用。我們將演示如何通過采樣（Sampling）和精確定位（Precise Events）來識彆代碼中的熱點，並結閤火焰圖（Flame Graphs）等可視化技術，精確地定位到是CPU受限、內存延遲受限還是I/O瓶頸。 3. I/O子係統的性能考量： 對於依賴大量數據交互的應用，I/O性能是決定性因素。本部分將分析現代存儲技術（如NVMe SSD）的底層協議，並探討操作係統如何通過異步I/O（AIO）、直接內存訪問（DMA）以及用戶態網絡協議棧（如DPDK）來繞過內核協議棧的開銷，實現超低延遲的數據傳輸。 總結： 本書拒絕浮於錶麵的描述，旨在提供一個全麵的、可用於工程實踐的指南，幫助讀者理解“計算是如何在矽片上發生的”，並掌握係統性地提高軟件運行效率的思維框架和工具集。它不僅僅是關於“如何做”，更是關於“為什麼這樣做是最佳的”。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

478 這門課沒啥勁

评分☆☆☆☆☆

478 這門課沒啥勁

评分☆☆☆☆☆

478 這門課沒啥勁

评分☆☆☆☆☆

478 這門課沒啥勁

评分☆☆☆☆☆

478 這門課沒啥勁