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开源LoongArch版，学会造计算机！这本书带你从硬件工程师的角度理解软件，从软件工程师的角度理解硬件。

内容简介

本书由国内从事微处理器设计的一线科研人员编写而成。作者从微处理器设计的角度出发，充分考虑计算机体系结构的学科完整性，强调体系结构、基础软件、电路和器件的融会贯通。全书共分12章，包括指令系统结构、计算机硬件结构、CPU微结构、并行处理结构、计算机性能分析等主要内容，重点放在作为软硬件界面的指令系统结构，以及包含CPU、GPU、南北桥协同的计算机硬件结构上。

本书可作为高等院校“计算机体系结构”课程的本科生教材，同时也适合相关专业研究生或计算机技术人员参考阅读。

作者简介

作者胡伟武，1991年毕业于中国科学技术大学计算机系，随后免试进入中科院计算所直接攻读博士学位，师从著名计算机专家夏培肃院士，1996年3月博士毕业并获工学博士学位。

现任中国科学院计算技术研究所研究员、博士生导师，龙芯中科技术股份有限公司董事长、龙芯CPU首席科学家。全国青联委员，第十一届全国人大代表，党的十八大、十九大代表。

主要研究方向为计算机系统结构和微处理器设计，作为总设计师成功研制多款国产龙芯高性能通用CPU。主持国家自然科学基金、国家863高技术研究、国家“核高基”科技重大专项、中国科学院知识创新工程等项目10余项。

出版专著3部，在国内外期刊和会议上发表论文70多篇，申请专利62件。曾先后获“中科院科技进步二等奖”“中科院院长奖学金特别奖”“全国首届优秀博士论文奖”“中国科学院第五届优秀青年”“中国科学院第七届杰出青年”“全国青年五四奖章”等奖励。

章节目录

版权信息

作者简介

编委会名单

丛书序言

推荐序

第3版自序

第2版自序

前言

第一部分 引言

第1章 引言

1.1 计算机体系结构的研究内容

1.2 衡量计算机的指标

1.3 计算机体系结构的发展

1.4 体系结构设计的基本原则

1.5 本章小结

习题

第二部分 指令系统结构

第2章 指令系统

2.1 指令系统简介

2.2 指令系统设计原则

2.3 指令系统发展历程

2.4 指令系统组成

2.5 RISC指令集比较

2.6 C语言的机器表示

2.7 本章小结

习题

第3章 特权指令系统

3.1 特权指令系统简介

3.2 异常与中断

3.3 存储管理

3.4 本章小结

习题

第4章 软硬件协同

4.1 应用程序二进制接口

4.2 六种常见的上下文切换场景

4.3 同步机制

4.4 本章小结

习题

第三部分 计算机硬件结构

第5章 计算机组成原理和结构

5.1 冯·诺依曼结构

5.2 计算机的组成部件

5.3 计算机系统硬件结构发展

5.4 处理器和IO设备间的通信

5.5 本章小结

习题

第6章 计算机总线接口技术

6.1 总线概述

6.2 总线分类

6.3 片上总线

6.4 内存总线

6.5 系统总线

6.6 设备总线

6.7 本章小结

习题

第7章 计算机系统启动过程分析

7.1 处理器核初始化

7.2 总线接口初始化

7.3 设备的探测及驱动加载

7.4 多核启动过程

7.5 本章小结

习题

第四部分 CPU微结构

第8章 运算器设计

8.1 二进制与逻辑电路

8.2 简单运算器设计

8.3 定点补码乘法器

8.4 本章小结

习题

第9章 指令流水线

9.1 单周期处理器

9.2 流水线处理器

9.3 指令相关和流水线冲突

9.4 流水线与异常处理

9.5 提高流水线效率的技术

9.6 本章小结

习题

第五部分 并行处理结构

第10章 并行编程基础

10.1 程序的并行行为

10.2 并行编程模型

10.3 典型并行编程环境

10.4 本章小结

习题

第11章 多核处理结构

11.1 多核处理器的发展演化

11.2 多核处理器的访存结构

11.3 多核处理器的互连结构

11.4 多核处理器的同步机制

11.5 典型多核处理器

11.6 本章小结

习题

第六部分 系统评价与性能分析

第12章 计算机系统评价和性能分析

12.1 计算机系统性能评价指标

12.2 测试程序集

12.3 性能分析方法

12.4 性能测试和分析实例

12.5 本章小结

习题

总结：什么是计算机体系结构

参考文献

计算机体系结构基础（第3版）是2021年由机械工业出版社华章分社出版,作者胡伟武，等。

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