计算机体系结构基础 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

胡伟武 等 著

图书标签:

• 计算机体系结构
• 计算机组成原理
• 数字逻辑
• 汇编语言
• CPU
• 存储器
• 输入输出
• 流水线
• Cache
• 并行计算

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111579786

版次：1

商品编码：12240848

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 计算机类专业系统能力培养系列教材

开本：16开

出版时间：2017-09-01

用纸：胶版纸

页数：294

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16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。本书可作为高等学校“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。

目录

丛书序言
推荐序
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
1.1.1 -以贯之
1.1.2什么是计算机
1.1.3计算机的基本组成
1.2衡量计算机的指标
1.2.1计算机的性能
1.2.2计算机的价格
1.2.3计算机的功耗
1.3计算机体系结构的发展
1.3.1摩尔定律和工艺的
发展
1.3.2计算机应用和体系
结构
1.3.3计算机体系结构发展
1.4体系结构设计的基本原则
1.4.1平衡性
1.4.2局部性
1.4.3并行性
1.4.4虚拟化
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
2.3.1 指令集的演变
2.3.2存储管理的演变
2.3.3运行级别的演变
2.4本章小结
习题
第3章指令集结构
3.1地址空间
3.2操作数
3.2.1数据类型
3.2.2访存地址
3.2.3 寻址方式
3.3指令操作和编码
3.4 RISC指令集比较
3.5 C语言的机器表示
3.6本章小结
习题
第4章异常与中断
4.1异常分类
4.2异常处理
4.3中断
4.3.1 中断的优先级和原子性
4.3.2向量化中断
4.3.3 中断传递机制
第三部分计算机硬件结构
第四部分CPU的微结构
第五部分并行处理结构
第六部分系统评价与性能分析

精彩书摘

　　《计算机体系结构基础》：
　　中断线方式传递中断有一些限制。首先是扩展性不够强，在搭建较复杂的板级系统时会引入过多的共享，降低中断处理的效率。其次，中断处理过程需要通过查询中断控制器以及设备上的状态寄存器来确认中断和中断原因，中间有较长的延迟，同样不利于提高效率。在多处理器平台中，高性能外设（如万兆网卡）对中断处理的性能有更高的要求，需要实现多处理器的负载均衡、中断绑定等功能，传统的中断线方式难以做到。而这正好是消息中断的长处。
　　消息中断以数据的方式在总线上传递。发中断就是往指定的地址写一个指定的数。相比总线外增加专门的中断线的“带外”（Side-Band）传输形式，消息中断在“带内”（In-Band）传输。增加中断时不需要改动消息传递的数据通路，因而有较高的扩展性和灵活性，也为更高程度的优化提供了可能。比如一个设备可以申请更多的中断号，使中断处理程序无须查询设备状态，只根据中断号就能知道应当做什么处理。
　　……

前言/序言

　　前言计算机体系结构是一门比较抽象的学科，很有可能经过一个学期的学习只学到一些概念。

　　本课程教学希望达到三个目的。一是建立学生的系统观。计算机系统的复杂性体现在计算机中各部分之间的关系非常复杂。如苹果iPhone的CPU性能不如Intel的X86CPU，但用户体验明显好于桌面计算机，这就是系统优化的结果。希望学生学完这门课程后能够从系统的角度看待计算机，不再简单地以主频论性能，或者简单地把用户体验归结于CPU的单项性能。二是掌握计算机体系结构的若干概念。计算机体系结构中的概念很多，虽然抽象，但是必须掌握。比如计算机体系结构的四大设计原则，指令系统结构，处理器流水线，等等。三是掌握一些重点知识并具备一些重点能力。主要包括：计算机的ABI接口，存储管理中的虚实地址转换过程，通过10地址空间扫描进行IO设备初始化，计算机系统的启动过程，重要总线如AXI总线、内存总线、PCIE总线的信号及其时序，用Verilog编写RTL代码的能力，先行进位加法器的逻辑，两位一乘补码乘法器逻辑，用Perf或Oprofile进行性能分析的能力，等等。

　　本书第一部分为引言，介绍体系结构研究内容、主要性能指标、发展趋势以及设计原则。

　　计算机体系结构(ComputerArchitecture)是描述计算机各组成部分及其相互关系的一组规则和方法，是程序员所看到的计算机属性。计算机体系结构主要研究内容包括指令系统结构(In-structionSetArchitecture，简称ISA)和计算机组织结构（ComputerOrganization）。微体系结构(Micro-architecture)是微处理器的组织结构，并行体系结构是并行计算机的组织结构。冯·诺依曼结构的存储程序和指令驱动执行原理是现代计算机体系结构的基础。

　　本书第二部分介绍以指令系统结构为核心的软硬件界面，包括指令系统总体介绍、指令集结构、异常与中断、存储管理、软硬件协同等内容。贯穿该部分内容的一个核心思想是建立高级语言（如C语言）与指令系统结构的关系。例如，C语言的语句与指令系统的关系，算术语句可直接映射为相关运算指令，for循环映射为条件跳转，switch语句映射为跳转索引和跳转表等；操作系统中地址空间的组织与指令访问内存的关系，静态全局变量映射到地址空间的静态数据区、局部变量映射到堆栈区、动态分配的数据则映射到进程空间的堆中；操作系统中进程和线程的表示及切换在指令和地址映射方面的具体体现；敲击键盘和移动鼠标等事件如何通过指令系统的外部中断传递到CPU，以及指令系统对操作系统处理外部中断的必要支持；等等。

　　本书第三部分介绍计算机硬件结构。该部分的核心思想是搞清楚计算机内部包括CPU、GPU、内存、10之间是如何协同完成软件规定的各种操作的。例如，在计算机开机过程中，BIOS完成硬件初始化后把操作系统从硬盘拷贝到内存执行的过程中南北桥与CPU是如何配合的；CPU和GPU是如何协同操作完成计算机屏幕显示的，在显示过程中哪些活是CPU干的，哪些活是GPU干的；包括以太网、USB等在内的各种IO接口的驱动在硬件上的具体体现是什么；等等。

　　本书第四部分介绍微结构。该部分的核心思想是建立指令系统和晶体管之间的“桥梁”。

　　微结构是决定CPU性能的关键因素。由于微结构是“计算机体系结构”硕士课程的主要内容，因此本科课程的微结构内容在追求系统地介绍有关概念的基础上，重点把先行进位加法器和五级静态流水线讲透，希望学生通过对先行进位加法器和五级静态流水线的深入了解，举一反三地了解微结构的实现方式。微结构中动态流水线、乱序执行和多发射等内容只做概念性的介绍。

　　本书第五部分介绍并行处理结构。应用程序的并行行为是并行处理的基础，现代计算机通过多层次的并行性开发来提高性能。并行处理编程模型包括消息传递模型（如MPI）和共享存储模型（如OpenMP）等。多核处理器的设计需要考虑存储一致性模型、高速缓存一致性协议、片上互连、多核同步等核心问题。

　　本书第六部分介绍计算机的性能分析方法。性能不是由一两个具体指标（如主频）决定的，而是若干因素综合平衡的结果；性能评测也没有绝对合理公平的办法，不同的计算机对不同的应用适应性不一样，对某类应用甲计算机比乙计算机性能高，对另外一类应用可能反之。

　　巨大的设计空间和工作负载的多样性，导致计算机系统的性能分析和评价成为一个非常艰巨的任务。计算机性能分析的主要方法包括理论建模，用模拟器进行性能模拟，以及对实际系统进行性能评测等。

　　上述面面俱到的课程安排主要是考虑到体系结构学科的完整性，但本科课程重点是软硬件界面及计算机硬件结构。对于一般高校，并行处理结构和计算机系统性能分析可以不讲。

　　在选修本课程前，学生应对C语言程序设计、数字逻辑电路有一定的基础。本课程试图说明一个完整的计算系统的工作原理，其中涉及部分操作系统的知识。为了有更好的理解，还可以同时选修操作系统课程。课程中的实例和原理介绍以MIPS体系结构为主。与传统课程中讲授的X86体系结构相比，MIPS结构相对简单明晰而又不失全面。学生可以通过配套的实验课程，自底而上构建自己的计算机系统，包括硬件、操作系统以及应用软件，从而对“如何造计算机”有更深刻的认识。

　　由于时间仓促，本书还存在不少问题，主要包括不少内容的详略失衡，文字严谨性不够，举例不够导致很多内容过于抽象。好在总体结构基本完整了，在下一版改版时可以重点解决上述问题。下一版改版时争取精选100个例子覆盖本书重要内容，使计算机体系结构进一步从抽象走向具体化。

《量子纠缠与信息传递》 本书深入探讨了量子纠缠这一引人入胜的物理现象，并阐述了其在信息传递领域的颠覆性潜力。我们将从量子力学的基本原理出发，逐步揭示纠缠态的生成、特性及其非定域性。 第一部分：量子纠缠的理论基石 量子力学的基本公设： 回顾希尔伯特空间、态矢量、算符、测量等核心概念，为理解纠缠态奠定理论基础。 多粒子系统的叠加态与直积空间： 介绍如何描述由多个量子系统组成的复合系统，并引入量子态的张量积概念。 纠缠态的定义与判定： 详细阐述什么是纠缠态，与分离态的区别，以及判定纠缠态的数学工具（如约化密度矩阵、恩培尔-霍尔姆不等式）。我们将通过具体的贝尔态（如 |Φ+⟩, |Φ-⟩, |Ψ+⟩, |Ψ-⟩）来直观展示纠缠的特征。 量子纠缠的特性： 深入分析纠缠态的非定域性（EPR佯谬的思考）、贝尔不等式检验及其对经典实在论的挑战。我们将探讨一些重要的纠缠度量，如纠缠熵。 第二部分：量子纠缠在信息传递中的应用 量子隐形传态： 这是本书的核心章节之一。我们将详尽讲解量子隐形传态的原理，包括发送方、接收方、经典信道、量子信道的角色，以及如何利用贝尔态测量和经典信息辅助，将一个未知量子态（如一个光子的偏振态）从一个地点精确地传输到另一个地点。我们会分析其实现步骤和技术挑战。 量子密钥分发 (QKD)： 探讨如何利用量子纠缠生成安全的共享密钥。我们将介绍基于纠缠的QKD协议（如E91协议），阐述其安全性如何源于量子力学的基本原理，任何窃听行为都会不可避免地引起可被探测到的扰动。 量子远程激发态制备： 介绍如何利用纠缠态实现远程控制量子系统的激发态制备，这对于构建分布式量子计算网络具有重要意义。 其他信息处理应用： 简要介绍纠缠在量子计算（如用于量子门操作）和量子通信中的其他潜在应用。 第三部分：实现量子纠缠的技术与前沿 纠缠源的设计与实现： 介绍产生纠缠光子对的常见方法，如自发参量下转换 (SPDC) 和四波混频 (FWM)。同时也会涉及超导量子比特、离子阱等其他物理系统产生和操控纠缠的技术。 量子信道与纠缠的保持： 讨论在实际通信中，如何克服环境噪声和退相干对纠缠态的影响，包括使用量子中继器、纠缠蒸馏等技术。 实验进展与未来展望： 回顾近年来在量子纠缠生成、操纵和信息传递实验方面的重大突破，并展望未来在量子互联网、分布式量子计算等领域的发展前景。 本书特点： 理论严谨与实践并重： 在提供扎实量子力学理论基础的同时，详细讲解了量子纠缠在实际信息传递场景中的应用原理和实现方法。 清晰的逻辑结构： 内容循序渐进，从基础概念到高级应用，帮助读者逐步建立对量子纠缠的全面认识。 丰富的案例分析： 通过具体的量子隐形传态、量子密钥分发等实例，让抽象的理论概念变得生动易懂。 面向未来的视野： 关注量子信息科学的前沿进展，激发读者对未来量子技术发展的思考。 本书适合物理学、计算机科学、电子工程等相关专业的研究生、高年级本科生，以及对量子信息科学感兴趣的科研人员和工程师。阅读本书将帮助读者深入理解量子纠缠的本质，并掌握其在构建下一代信息传输和计算系统中的关键作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的震撼，远不止于理解某个技术点，而是让我对计算机这个复杂的系统产生了全新的敬畏感。它不是一本简单的“教程”，更像是一次深入的“探险”，带领我穿越逻辑门的迷宫，来到CPU的核心深处。书中对指令集架构（ISA）的讲解，让我明白了软件与硬件之间那层微妙的界限，以及不同ISA如何塑造了计算设备的性能和能耗。我尤其喜欢关于CPU流水线的部分，作者用生动的类比，将抽象的指令执行过程描绘得淋漓尽致，让我理解了如何通过“分工合作”来提高效率，以及由此产生的各种“瓶颈”和“难题”——数据冒险、控制冒险，以及相应的巧妙解决方案，如转发和分支预测。读到乱序执行（Out-of-Order Execution）的章节，我才真正体会到现代CPU是如何在指令依赖的束缚下，依然能够保持惊人的执行速度。书中的存储器层次结构，从最快的寄存器到高速缓存，再到主内存，最后到外存，每一层都揭示了在速度、容量和成本之间的精妙平衡。我对缓存的局部性原理（时间局部性和空间局部性）的理解，以及缓存替换策略的讨论，让我开始审视自己的编程习惯，思考如何才能让程序更“友好”地与缓存打交道。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对计算机的理解，从“使用者”上升到了“洞察者”。它不仅仅是告诉你怎么用，而是告诉你“为什么”这么用，以及“如何”才能用得更好。书中对CPU设计核心的讲解，如指令流水线、超标量执行、乱序执行以及分支预测，为我揭示了现代处理器惊人性能背后的秘密。我尤其喜欢作者在讲解流水线冲突时，如何一步步地引导读者思考解决方案，从最基础的转发到更复杂的预测技术，让我感受到计算机体系结构设计的智慧。书中对存储器层次结构的阐述，让我明白了为什么会有多级缓存的存在，以及如何通过理解时间和空间局部性来优化程序的性能。缓存一致性协议（如MESI）的讲解，虽然初读有些抽象，但结合书中提供的具体场景，我逐渐领悟了在多核环境下保持数据一致性的挑战和解决方案。我对I/O系统的设计也进行了深入的学习，包括中断处理、DMA等机制，这让我明白了计算机如何有效地与外部世界进行信息交换，以及如何减轻CPU的负担。这本书让我开始思考，即使是简单的程序，其底层运行也蕴含着如此多的精巧设计，让我对计算机科学有了更深层次的理解和敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度让我感到惊讶，它不仅仅是罗列一些技术名词，而是真正地在剖析计算机工作的本质。我以前总以为CPU就是一块芯片，里面塞满了各种电子元件，但这本书让我看到了CPU内部的复杂结构，比如取指、译码、执行、访存、写回等五个（或更多）指令周期是如何协同工作的，以及流水线技术如何通过重叠这些周期来提升吞吐量。书中的分支预测和乱序执行的讲解尤为精彩，它们是现代高性能CPU提高效率的关键技术，虽然理解起来需要一些时间和精力，但作者的循序渐进的解释，配合详细的图例，让我逐渐掌握了其中的奥秘。我还对书中关于内存管理单元（MMU）的介绍印象深刻，它负责虚拟地址到物理地址的转换，以及内存保护机制。这让我明白了操作系统如何能够管理大量的进程，并防止它们相互干扰。书中还探讨了多处理器系统，包括共享内存多处理器（SMP）和分布式内存多处理器（NUMA）。这让我了解了如何通过并行计算来处理更复杂的任务，以及在多核环境下，如何有效地分配任务和同步数据。书中对缓存一致性协议（如MESI协议）的讲解也让我大开眼界，它解决了多核CPU在共享内存系统中如何保持数据一致性的难题。我甚至开始对一些底层的编译器优化技术产生了兴趣，比如指令调度和寄存器分配，因为这些优化直接影响到最终生成的机器代码的效率，而机器代码的效率又直接体现在程序的运行速度上。这本书让我不再满足于知其然，更希望知其所以然，并且开始思考如何通过改进硬件设计来提升软件的性能。我对书中关于性能评估和功耗管理的章节也进行了反复研读，这让我认识到，在设计计算机体系结构时，需要在性能、功耗、成本和可靠性之间进行精妙的平衡。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我才真正体会到计算机科学并非一门孤立的学科，它与数学、工程学甚至物理学都有着紧密的联系。书中从最基础的布尔代数和逻辑门开始，一步步构建起复杂的数字电路，让我对硬件的实现有了更深刻的认识。我特别喜欢关于状态机的讲解，它用清晰的状态转移图描绘了CPU在执行指令过程中不同阶段的状态变化，这种抽象化的描述方式，让我能够抓住事物的本质。书中的数据通路图更是让我直观地看到了数据在CPU内部是如何流动的，指令是如何被解析并驱动各个部件协同工作的。我对书中关于各种寻址方式的介绍也进行了深入的学习，例如立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址等，这些不同的寻址方式直接影响到指令的灵活性和执行效率。书中的流水线冲突（结构冲突、数据冲突、控制冲突）及其解决办法的讨论，让我明白了为什么即使是看似简单的指令，在现代CPU中也需要精心设计才能高效执行。我还对书中关于缓存一致性问题的讲解记忆犹新，它详细阐述了当多个处理器同时访问同一块内存区域时，如何保证数据的一致性，以及MESI等协议的运作机制。这让我明白了多核处理器编程中一些看似奇怪的现象是如何产生的。书中还涉及了向量处理器和GPU的架构，这让我了解了如何通过大规模并行来处理特定的计算任务，比如图像处理和科学计算。这本书的知识点非常丰富，但我并不觉得枯燥，因为作者始终能将抽象的概念与实际的应用联系起来，让我感受到计算机体系结构设计的无穷魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本书为我打开了一个全新的视角，让我看到了计算机硬件背后蕴含的深刻逻辑和精妙设计。从最基础的逻辑门电路，到复杂的指令集架构，再到功能强大的CPU，书中层层递进，步步为营，让我对计算机的运作原理有了系统而深入的理解。我尤其被CPU的流水线设计所吸引，作者通过生动的图示和详细的解释，让我明白了如何通过将指令的执行过程分解成多个阶段，并让这些阶段并行工作来大幅提升处理器的吞吐量。当然，这也引出了各种挑战，比如数据冒险和控制冒险，而书中对这些问题的解决方案，如转发和分支预测，都讲解得非常清晰，让我不禁感叹于工程师们的智慧。此外，书中对存储器层次结构的描述，从寄存器到多级缓存，再到主内存，以及外存，让我深刻理解了在速度、容量和成本之间进行权衡的设计理念，以及缓存如何通过利用程序的局部性原理来加速数据访问。我对缓存一致性协议（如MESI）的讲解也印象深刻，它解决了多核处理器系统中数据一致性的关键难题。这本书让我不再仅仅是计算机的使用者，而是开始能够理解和欣赏其内在的复杂性与高效性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容确实非常详实，深入浅出地为我打开了计算机硬件世界的大门。在阅读之前，我对计算机的了解仅停留在“能用”的层面，而这本书则系统地解释了“为什么能用”以及“如何做得更好”。从最底层的逻辑门电路的构建，到如何将这些门组合成ALU（算术逻辑单元）来执行计算，再到CPU内部的指令流水线如何提高执行效率，这本书都进行了非常细致的讲解。我尤其喜欢书中关于指令集架构（ISA）的讨论，它清晰地勾勒出软件与硬件之间的接口，让我明白了不同的指令集（如x86和ARM）如何影响着设备的性能和功耗。书中还详细介绍了存储器的层次结构，从速度最快的寄存器，到高速缓存（Cache），再到主内存（RAM），以及速度较慢但容量更大的硬盘。这种分层的设计是为了平衡速度、容量和成本，书中的图示和例子都非常生动，让我很容易理解其中的权衡取舍。例如，缓存命中率的概念以及它对整体性能的影响，通过书中给出的模拟实验让我有了直观的感受。此外，书中还涉及了I/O（输入/输出）系统的设计，包括各种外部设备的连接方式，中断处理机制，以及DMA（直接内存访问）如何减轻CPU的负担。这些知识点虽然听起来有些枯燥，但作者的写作风格非常吸引人，他用了很多类比和现实生活中的例子，让这些抽象的概念变得容易理解。例如，在解释CPU缓存时，他会将缓存比作我们日常生活中放在手边常取用的物品，而主内存则像是放在抽屉里的东西，硬盘则是储藏室。这种生动的比喻极大地降低了学习的门槛，让我能够更深入地理解计算机体系结构的精髓。我之前总觉得计算机的运行速度是理所当然的事情，读完这本书后，我才意识到背后蕴含着多么精妙的设计和无数的工程智慧。我还会经常翻阅书中关于流水线和超标量处理的部分，这些内容对于理解现代高性能处理器的工作原理至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容，与其说是“介绍”，不如说是“解构”。它把我一直以来视为“黑箱”的计算机，一层层地剥开，展现在我面前的是一幅由逻辑门、电路、指令集、处理器核心、存储器层级组成的壮丽画卷。书中对CPU内部工作流程的细致描绘，让我明白了从取指令到执行再到写回结果的整个过程，是多么的精巧和高效。特别是流水线技术，作者通过详实的图示和生动的比喻，将指令并行执行的原理和由此产生的各种冲突，以及解决这些冲突的方法，比如转发（forwarding）和分支预测，都讲解得鞭辟入里。读到乱序执行（Out-of-Order Execution）的部分，我才真正明白了现代CPU为何能够如此快速地处理复杂的指令序列，即使指令之间存在看似难以逾越的依赖关系。书中对存储器层次结构的讲解也让我受益匪浅，从寄存器、多级缓存（L1, L2, L3）到主内存，再到外存（硬盘），每一层都揭示了其在速度、容量和成本之间的权衡，以及缓存一致性协议（如MESI）如何解决多核环境下的数据一致性问题。这让我明白了程序运行速度与内存访问模式之间深刻的联系。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是为那些想要深入了解计算机“心脏”的读者准备的。它不仅仅是教授你如何使用计算机，而是揭示了计算机是如何工作的。从逻辑门到中央处理器，再到存储系统，每一个环节都被细致地拆解开来。我印象最深的是关于CPU设计的部分，书中的图示非常清晰，展示了指令在CPU内部的生命周期，从取指令到执行再到写回结果。特别值得一提的是流水线技术，作者通过生动的比喻和详细的图解，让我明白了如何通过并行处理来提升指令的吞吐量，以及由此产生的各种冲突（如数据冒险、控制冒险）以及相应的解决方法。读到乱序执行（Out-of-Order Execution）的部分，我才真正理解了现代CPU为何能够如此快速地处理复杂的指令序列，即使指令之间存在依赖关系。书中还对存储器层次结构进行了详尽的阐述，从寄存器、多级缓存（L1, L2, L3）到主内存，再到外存（硬盘），每一层都揭示了其在速度、容量和成本之间的权衡。对于缓存的局部性原理（时间局部性和空间局部性），以及缓存替换策略（如LRU），书中都进行了深入的讲解，让我明白了为何程序的编写方式会显著影响其运行效率。我还学习了I/O系统的设计，包括中断、DMA等机制，这些都是保证计算机能够与外界进行有效交互的关键。这本书让我对计算机的整体架构有了一个宏观的认识，也为我深入学习操作系统、编译原理等高级课程打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容实在是太丰富了，它就像一本百科全书，涵盖了计算机体系结构方方面面的知识。我之前一直对CPU的性能提升感到好奇，读了这本书之后，我才明白了为什么现代CPU会如此强大。书中关于指令流水线、超标量执行、乱序执行以及分支预测的讲解，让我对CPU内部的复杂工作机制有了清晰的认识。例如，乱序执行技术，它允许CPU在检测到指令间的依赖关系后，重新排列指令的执行顺序，以充分利用处理器资源，这让我大开眼界。我对书中关于缓存的讲解也进行了反复的阅读，包括多级缓存的设计、缓存一致性协议（如MESI）的工作原理，以及缓存替换策略。这些内容让我明白了为什么程序在内存中的访问模式对性能有着如此大的影响，也让我开始思考如何编写缓存友好的代码。书中还详细介绍了I/O系统的设计，包括各种I/O设备的工作原理，中断处理机制，以及DMA（直接内存访问）如何减轻CPU的负担，从而提高系统的整体效率。我对书中关于并行计算和多处理器系统的讨论也十分感兴趣，它涉及了共享内存多处理器（SMP）和分布式内存多处理器（NUMA）的架构，以及相关的同步和通信机制。这让我对现代高性能计算的发展有了更深的理解。这本书的知识点非常扎实，而且作者的讲解非常到位，让我能够真正理解计算机体系结构的设计哲学和工程挑战。

评分☆☆☆☆☆

在我阅读这本书之前，我对计算机的理解就像是停留在“魔法”层面，只知道按下按钮，事情就会发生。但这本书，就像一把钥匙，为我打开了这扇“魔法”的大门，让我看到了背后无数的精巧设计和工程智慧。书中对数字逻辑电路的讲解，从最基本的与非门、或非门开始，逐步构建出加法器、多路选择器等基本逻辑单元，再到最终组成CPU的核心部分——算术逻辑单元（ALU）。我尤其欣赏书中关于指令集架构（ISA）的讨论，它清晰地勾勒出了软件与硬件之间的沟通桥梁，让我明白了不同指令集（如RISC和CISC）的差异及其对处理器设计的影响。书中对CPU内部的控制单元和数据通路的设计也进行了详尽的描述，通过各种图示，我得以窥见指令是如何被解码，并驱动CPU的各个部分协同工作的。我对流水线技术讲解的细致程度感到十分惊喜，它解释了如何通过重叠指令的执行阶段来提高CPU的吞吐量，以及由此产生的结构冲突、数据冲突和控制冲突，以及相应的解决策略，比如转发（forwarding）和分支预测。书中还对内存管理单元（MMU）进行了深入的剖析，解释了虚拟内存是如何实现的，以及它如何为程序提供一个独立且受保护的地址空间。这让我理解了操作系统如何有效地管理内存，以及为何我们能够运行比物理内存容量更大的程序。

评分☆☆☆☆☆

内容讲解的很全面，很透彻

评分☆☆☆☆☆

这本书不错吧，很基础

评分☆☆☆☆☆

这本书不错吧，很基础

评分☆☆☆☆☆

编写的有意思应该买研究生版的

评分☆☆☆☆☆

好好学习，天天向上

评分☆☆☆☆☆

内容讲解的很全面，很透彻

评分☆☆☆☆☆

编写的有意思应该买研究生版的

评分☆☆☆☆☆

编写的有意思应该买研究生版的

评分☆☆☆☆☆

Ghpreyjkbfijj