多核处理器时代:计算机体系结构量化研究方法(英文第四版)
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更新于2024-07-25
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"《计算机体系结构 量化研究方法(英文第四版)》是计算机科学领域的一本经典教材,由权威专家撰写,详细介绍了计算机体系结构的设计基础和关键技术。本书全面覆盖了指令集系统结构、流水线技术、指令集并行、多层次存储系统、存储设备、互连网络和多处理器系统等多个核心主题。第四版特别关注了从单核到多核处理器的转变,强调了量化研究方法在计算设计中的应用,并深入探讨了多处理器体系结构的性能、可靠性和可用性等方面。"
在计算机体系结构中,量化研究方法是一种重要的分析和设计工具,它通过数学模型和实验数据来评估和优化系统的性能。这种方法在《计算机体系结构 量化研究方法》中被广泛运用,帮助读者理解和预测不同架构决策对系统性能的影响。书中详细阐述了如何利用这种定量方法来衡量和比较不同设计方案的优劣,使读者能够基于实际数据做出明智的设计选择。
指令集系统结构(ISA)是计算机硬件与软件之间的接口,书中对其进行了深入讨论,包括指令集的设计原则、指令格式和操作码,以及如何通过ISA设计来影响程序执行效率。流水线技术是提升处理器性能的重要手段,作者详细解释了流水线的工作原理,如分段、数据 hazards 和控制 hazards 的处理,以及如何通过改进流水线设计来减少延迟。
指令集并行技术,如超标量、超线程和向量处理,是现代处理器提高并行性的关键。书中介绍了这些技术的实现方式,以及它们在多核环境下的应用。层次化存储系统,包括缓存层次结构,是解决速度与容量之间矛盾的有效策略。书中详细分析了缓存的工作机制、替换策略和缓存一致性问题,这些都是理解存储系统性能的关键。
在多处理器系统部分,作者不仅关注性能,还涵盖了多核处理器设计的其他重要方面,如处理器间通信、负载均衡、容错性和可用性。他们讨论了各种互连网络的设计,如总线、交叉开关和交换网络,以及这些网络如何影响多处理器的性能和扩展性。
此外,书中还引入了新兴领域的研究,鼓励读者探索计算机架构的前沿趋势。新的练习模式则旨在提高读者的实践能力,通过解决实际问题来深化理论知识的理解。
《计算机体系结构 量化研究方法(英文第四版)》是一本全面而深入的教材,不仅适合计算机科学专业的学生,也对研究人员和工程技术人员有很高的参考价值,帮助他们在快速发展的多核时代中,掌握计算机体系结构的核心知识和最新进展。
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