北京大学计算机体系结构讲义：探索21世纪设计技术

"这是一份来自北京大学微处理器研究开发中心的计算机体系结构讲义，由程旭和佟冬主讲。讲义涵盖了高等计算机系统结构的相关知识，包括指令系统设计、计算机组成、硬件等方面，并强调了并行计算的重要性。课程旨在培养具备宽厚专业知识的计算机系统结构研究人员，涉及计算机基础、数字逻辑、操作系统、编译技术等多个领域。" 计算机体系结构是计算机科学的核心部分，它定义了计算机硬件如何执行软件指令以及如何与外部设备交互。这份讲义由北京大学的专家教授，对于理解和研究计算机体系结构有着极高的价值。在2005年的开篇讲座中，程旭老师引入了计算机系统结构的学习目标，强调了在21世纪，理解设计技术、机器结构、工艺要素以及评价方法的重要性。 课程参考了两本权威教材：《Computer Architecture: A Quantitative Approach》（Patterson and Hennessy）和《Parallel Computer Architecture: A Hardware/Software Approach》（Culler and Singh），这些书籍深入浅出地阐述了计算机体系结构的基础和高级概念。 讲义内容不仅涵盖传统的计算机系统结构，如指令集架构（ISA）、处理器设计和硬件组成，还特别关注了并行计算，这是现代高性能计算和数据中心的关键。并行计算机系统结构使得多个处理单元同时处理任务，大大提高了计算效率。 此外，课程还涉及了操作系统的需求、优化编译器的作用，以及如何根据应用需求来设计和评估计算机系统。计算机系统结构的研究人员需要掌握诸如数字逻辑、计算机组织与结构、操作系统、编译技术、数据结构等基础知识，并能用C语言进行编程，理解存储管理、调度、并发、代码生成和优化等概念。 讲义中还提到了计算机历史的发展，从1898年开始，通过比喻“大鱼吃小鱼”展示了计算机行业的竞争格局，以及个人计算机的发展历程。这些内容帮助学生了解计算机系统的演变和现状，为预测未来计算机发展趋势提供历史背景。 这份北京大学的计算机体系结构讲义是一份全面的学习资源，适合对计算机硬件和系统设计有深厚兴趣的学者，旨在培养能够洞察计算机系统本质的专业人才。通过深入学习，读者不仅可以了解计算机系统的工作原理，还能学会分析和评估系统性能，以及探索并行计算的可能性，为未来的计算机科技发展做出贡献。