本书系统地论述了计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构和基本方法，并强调采用量化的分析方法，使读者能够更具体、实际地分析和理解计算机系统结构。
全书共分为9章：计算机系统结构的基本概念，计算机指令集结构，流水线技术，指令级并行，存储层次，输入/输出系统，互连网络，多处理机，机群计算机。章讲述计算机系统结构的基本概念以及定量分析基础。第2章讲述计算机指令集的设计、RISC 技术以及 MIPS 指令集结构。第3章讲述流水线及其性能分析、流水线中的相关和冲突及其解决方法、向量处理机的结构及其性能评价。第4章讲述指令级并行性开发，括指令动态调度、指令分支预测、超标量技术、超流水技术以及超长指令字技术等。第5章讲述 Cache 的基本知识、降低 Cache 失效率的方法、少 Cache 失效开销的方法以及少命中时间的方法，并对虚拟存储器进行讨论。第6章讲述总线、通道外理机及其流量分析、廉价磁盘冗余阵列（RAID）。第7章讲述互连网络及其特性参数、静态互连网络以及动态互连网络等。第8章讲述对称式共享存储器系统结构、分布式共享存储器系统结构、多 Cache 一致性、同步以及同时多线程技术。第9章讲述机群的结构、软件模型以及分类。
本书内容丰富，实例具体，语言简练，通俗易懂，可读性好。本书可作为高等院校计算机相关专业的教学用书。也可供相关科技人员参考。
目录
- 章 计算机系统结构的基本概念
- 1.1 引言
- 1.2 计算机系统结构的概念
- 1.2.1 计算机系统的层次结构
- 1.2.2 计算机系统结构的定义
- 1.2.3 计算机组成和计算机实现
- 1.2.4 计算机系统结构的分类
- 1.3 定量分析技术
- 1.3.1 计算机系统设计的定量原理
- 1.3.2 计算机系统的性能评测
- 1.4 计算机系统结构的发展
- 1.4.1 冯·诺依曼结构
- 1.4.2 软件对系统结构的影响
- 1.4.3 器件发展对系统结构的影响
- 1.4.4 应用对系统结构影响
- 1.4.5 系统结构的生命周期
- 1.5 计算机系统结构中并行性的发展
- 1.5.1 并行性的概念
- 1.5.2 提高并行性的技术途径
- 1.5.3 单机系统中并行性的发展
- 1.5.4 多机系统中并行性的发展
- 习题1
- 第2章 计算机指令集结构
- 2.1 指令集结构的分类
- 2.2 寻址方式
- 2.3 指令集结构的功能设计
- 2.3.1 CISC 指令集结构的功能设计
- 2.3.2 RISC 指令集结构的功能设计
- 2.3.3 控制指令
- 2.4 操作数的类型和大小
- 2.5 指令格式的设计
- 2.6 MIPS 指令集结构
- 2.6.1 MIPS 的寄存器
- 2.6.2 MIPS 的数据表示
- 2.6.3 MIPS 的数据寻址方式
- 2.6.4 MIPS 的指令格式
- 2.6.5 MIPS 的操作
- 2.6.6 MIPS 的控制指令
- 2.6.7 MIPS 的浮点操作
- 习题2
- 第3章 流水线技术
- 3.1 重叠执行和先行控制
- 3.1.1 重叠执行
- 3.1.2 先行控制
- 3.2 流水线的基本概念
- 3.2.1 什么是流水线
- 3.2.2 流水线的分类
- 3.3 流水线的性能指标
- 3.3.1 吞吐率
- 3.3.2 加速比
- 3.3.3 效率
- 3.3.4 流水线性能分析举例
- 3.3.5 流水线设计中的若干问题
- 3.4 流水线的相关与冲突
- 3.4.1 一个经典的 5 段流水线
- 3.4.2 相关
- 3.4.3 流水线冲突
- 3.5 流水线的实现
- 3.5.1 MIPS 的一种简单实现
- 3.5.2 基本的 MIPS 流水线
- 3.6 向量处理机
- ……
- 第4章 指令级并行
- 第5章 存储层次
- 第6章 输入/输出系统
- 第7章 互连网络
- 第8章 多处理机
- 第9章 机群计算机
- 主要参考文献
