《计算机组成与体系结构:性能设计》第八版是William Stallings所著的一本经典教材,专门探讨计算机组织和架构的设计,尤其是侧重于提升系统性能。本书的核心内容覆盖了计算机体系结构的各个方面,包括但不限于计算机的进化历程、性能指标、不同层次的内存系统(如缓存、主存和外部存储)、输入/输出(I/O)系统等。
在第一章“Introduction”中,读者可以了解到计算机科学的入门知识,以及性能设计的重要性和基础概念。章节通过介绍历史背景和基本原则,引导学生理解如何将性能优化的理念融入到整个计算机系统的设计中。
第二章“Computer Evolution and Performance”深入探讨了计算机技术的发展历程,从早期的机械式计算装置到现代处理器,分析了技术进步如何推动性能提升。这一章涉及了性能度量的关键指标,如时钟速度、带宽和效率等。
第三章“Computer Function and Interconnection”讨论了计算机的功能模块及其之间的连接方式,如处理器、总线和接口,以及这些组件如何协同工作以实现高效的系统设计。这部分内容对理解硬件层次架构至关重要。
第四章“Cache Memory”详述了高速缓存(Cache)的作用,它是提高系统性能的关键技术。学生会学到如何通过合理设计缓存来减少数据访问延迟,提升整体性能。
第五章“Internal Memory”主要关注主存储器(RAM)的设计和管理,包括SRAM、DRAM的区别,以及内存分页、分段和虚拟内存的概念,这些都是理解现代操作系统和内存管理的基础。
第六章“External Memory”则聚焦于硬盘、闪存和其他非易失性存储设备,讲述了数据持久化和存储系统的层次结构,以及如何通过优化磁盘I/O来提高系统性能。
第七章“Input/Output”讲解了I/O设备、接口、并行和串行通信以及I/O流水线等内容,帮助学生理解数据传输过程中的瓶颈及如何优化。
《计算机组成与体系结构(性能设计)》第八版是一本深入且实用的教材,提供了丰富的解决方案,帮助读者掌握计算机性能设计的核心原则和技术。对于从事IT行业或对计算机系统有深入了解的学生和专业人士来说,这本书是不可或缺的学习资源。