计算机体系结构（第2版）/计算机科学与技术学科研究生系列教材（中文版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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胡伟武，汪文祥，吴瑞阳，陈云霁，肖俊华 著

图书标签:

• 计算机体系结构
• 计算机科学
• 计算机技术
• 处理器
• 存储器
• 系统设计
• 数字逻辑
• 并行计算
• 嵌入式系统
• 研究生教材

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302483687

版次：2

商品编码：12256154

包装：平装

丛书名： 计算机科学与技术学科研究生系列教材（中文版）

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：264

字数：421000

正文语种：中文

编辑推荐

本书是胡伟武老师2011年在清华大学出版社出版的《计算机体系结构》一书的新版。本书是国内从事微处理器设计的一线科研人员撰写的教材，充分结合了作者从事龙芯处理器研制的科研结晶和体会。中科院计算所胡伟武研究员是我国自主通用龙芯CPU的总设计师，在处理器设计方面具有丰富的理论知识和工程经验。本书具有两个鲜明的特点： 内容精练而实用，表述清楚而易懂。本书适合作为高等学校计算机专业的高年级本科生、研究生的教材，也可以作为相关工程技术人员的学习参考书。

内容简介

这是一本强调从实践中学理念的计算机体系结构的教材。作者结合自身从事国产龙芯高性能通用处理器研制的实践，以准确精练、生动活泼的语言，将计算机体系结构的知识深入浅出地传授给读者。
全书共13章，第1～4章从计算机体系结构的研究内容和发展趋势、二进制和逻辑电路、指令系统结构等方面介绍计算机体系结构的基础内容。第5～7章从静态流水线、动态流水线、多发射数据通路等方面介绍指令流水线结构。第8～11章从转移预测、功能部件、高速缓存、存储管理等方面介绍处理器的模块级结构。第12章介绍多处理器结构。第13章主要介绍作者在龙芯处理器设计过程中的经验教训。
本书适合作为高等学校计算机专业的高年级本科生、研究生的教材，也可以作为相关工程技术人员的学习参考书。

目录

第1章引言1
1.1什么是CPU1
1.2一以贯之3
1.3本书的内容4
1.4本书的习题与参考文献说明5
第2章计算机系统结构基础6
2.1什么是计算机6
2.2计算机的基本组成7
2.3计算机系统结构的发展9
2.4摩尔定律和工艺的发展11
2.5计算机应用的发展趋势14
2.6计算机系统结构发展趋势15
2.7多核结构的发展及其面临的问题18
2.8衡量计算机的指标21
2.9性能评价22
2.10成本评价28
2.11功耗评价30
2.12本章小结32
习题32
第3章二进制与逻辑电路34
3.1计算机中数的表示34
3.2MOS管工作原理37
3.3MOS基本工艺40
3.4逻辑电路44
3.5CMOS电路的延迟47
3.6Verilog语言49
3.7本章小结52
习题52目录计算机体系结构（第2版）第4章指令系统结构55
4.1指令系统结构的设计原则55
4.2影响指令系统结构设计的因素56
4.3指令系统的分类58
4.4指令系统的组成部分60
4.5RISC指令系统结构62
4.6RISC的发展历史64
4.7不同RISC指令系统结构的比较65
4.8本章小结71
习题71
第5章静态流水线73
5.1数据通路设计74
5.2控制逻辑设计76
5.3时序78
5.4流水线技术79
5.5指令相关和流水线冲突83
5.6流水线的前递技术86
5.7流水线和例外89
5.8多功能部件与多拍操作90
5.9本章小结93
习题93
第6章动态流水线102
6.1影响流水线效率的因素102
6.2指令调度技术103
6.3动态调度原理106
6.4Tomasulo算法109
6.5例外与动态流水线114
6.6本章小结122
习题123
第7章多发射数据通路127
7.1指令级并行技术127
7.2保留站的组织128
7.3保留站和寄存器的关系131
7.4重命名寄存器的组织133
7.5乱序执行的流水线通路137
7.6多发射结构139
7.7龙芯2号多发射结构简介140
7.8本章小结142
习题143
第8章转移预测146
8.1转移指令146
8.2程序的转移行为148
8.3软件方法解决控制相关151
8.4硬件转移预测技术155
8.5一些典型商用处理器的分支预测机制162
8.6本章小结164
习题164
第9章功能部件167
9.1定点补码加法器167
9.2龙芯1号的ALU设计172
9.3定点补码乘法器176
9.4本章小结183
习题183
第10章高速缓存185
10.1存储层次185
10.2cache结构187
10.3cache性能和优化191
10.4常见处理器的存储层次199
10.5本章小结201
习题202
第11章存储管理204
11.1虚拟存储的基本原理204
11.2MIPS处理器对虚存系统的支持207
11.3Linux操作系统的存储管理210
11.4TLB的性能分析和优化215
11.5本章小结217
习题217
第12章多处理器系统219
12.1共享存储与消息传递系统219
12.2常见的共享存储系统223
12.3共享存储系统的指令相关225
12.4共享存储系统的访存事件次序228
12.5存储一致性模型229
12.6cache一致性协议233
12.7本章小结238
习题238
第13章实践是最好的课堂240
13.1龙芯处理器简介240
13.2硅是检验结构设计的唯一标准244
13.3设计要统筹兼顾251
13.4设计要重点突出257
13.5皮体系结构设计260
13.6本章小结261
参考文献262
后记265

精彩书摘

第5章静态流水线前4章分别介绍了计算机系统结构的基本概念、二进制和逻辑电路以及指令系统结构。有了这些基础，这一章以一个简单的CPU为例介绍CPU的流水线设计，后面2章再介绍比较复杂的流水线和多发射结构。
我们从MIPS指令集拣选部分代表性的指令作为简单CPU需要实现的指令集，其中指令及其编码列举在表5.1中，指令的具体含义及指令集的其他定义请参看本书的第4章。
表5.1简单CPU指令和指令编码
t第5章静态流水线计算机体系结构（第2版）5.1数据通路设计
基于指令系统的定义，先设计这个简单CPU的数据通路，其主要模块包括一个指令存储器、一个数据存储器、一个通用寄存器堆、一个指令寄存器（IR）和一个程序计数器（PC），如图5.1所示。
图5.1主要数据通路
CPU工作时，首先用PC作为地址去指令存储器中取指令。PC的值是怎么来的呢？有两种情况，第一种是执行完一条指令顺序执行时，下一条指令的PC（Next PC，NPC）的值是PC+4，因为指令占4个字节；第二种是执行转移指令时NPC值是延迟槽PC+offset。因为延迟槽指令总是需要执行的，所以当前指令是跳转的转移指令时并不能立即修改PC为跳转目标，只能是延迟槽指令在CPU里时才能修改。这样，生成NPC的部分有一个2选1逻辑根据转移指令跳转是否成功来选择offset值和4，选择之后再由一个加法器跟PC的值相加，并送到PC中。然后，根据这个PC的值到指令存储器取指，指令取出来以后放到指令寄存器IR中。IR中的指令包含操作码（op）和功能码（func），目标寄存器号（rd），两个源寄存器号（rs、rt），还有立即数/偏移量（imm）,其中立即数/偏移量有16位，与rd和func域有部分重叠。
通用寄存器堆、运算部件和存储器的通路由IR中的域统一控制。通用寄存器的内部电路结构如图5.2所示，其读地址RA1通过控制一个32选1逻辑从32组寄存器中选出一组将其值输出至RD1，同样的RA2控制另一个32选1逻辑从32组寄存器中选出另一组将其值输出至RD2；当发生写操作时，写地址WA1通过译码器得到各组的选择信号再与上全局写使能WE1形成每一组寄存器的写使能，用来控制将写入数据WD1写入到相应的寄存器组中。IR的rs域连接到通用寄存器堆的读端口1的地址输入，从中选出一个将其值送到ALU的其中一端；IR的rt域连接到通用寄存器堆的读端口2的地址输入，从中也选出一个值来，并和符号扩展后的立即数/偏移量2选1后送到ALU的另外一端。这是因为ADDIU、LW和SW指令不用寄存器读出的值作为第二个源操作数进行运算，而是用指令中的立即数/偏移量进行运算。转移指令也用到立即数/偏移量，但仅在计算NPC时使用，这里我们使用独立的加法器进行NPC的计算。ALU完成计算操作之后要把算术运算或逻辑运算的结果写回到通用寄存器堆里去，具体写回到哪个寄存器由指令中的rd或rt域来控制，目标连接到通用寄存器堆的写端口1的地址输入，进而选中一个寄存器并打开其写使能。对于LW指令来说，其目标寄存器号来自于指令的rt域而非其他指令的rd域，所以需要通过一个2选1逻辑选择出目标寄存器号。访存指令LW和SW把ALU的运算结果作为访存地址。LW从数据存储器中把值取出，然后写回到目标寄存器去，所以写入通用寄存器堆的数据也需要通过一个2选1逻辑从ALU运算结果和数据存储器读出结果之间选择。SW将寄存器堆中读出的值写入到数据存储器中。
图5.2寄存器堆电路结构
上述描述实现了这个CPU中的主要数据通路，并涵盖了指令系统中定义的所有指令，但没有描述这个通路的控制逻辑部分。下面我们一步一步地往里加东西。
5.2控制逻辑设计
实现了CPU的数据通路之后，下面先添加CPU的控制逻辑。控制逻辑根据指令的要求控制数据在数据通路中流动。
从上述数据通路可以看出，为了让数据根据指令的要求在数据通路中正确地流动，需要对以下通路进行控制： 计算PC的加法器是否需要看转移跳转情况决定是加4还是加offset（C1）；是选择寄存器的值还是选择立即数作为ALU的第二个源操作数（C2）；ALU做什么运算(ALUOp)；运算结果是把ALU的运算结果写回，还是把从数据存储器读出来的结果写回（C3）；目的寄存器号是来自指令的rd域还是rt域（C4）；什么情况下使能通用寄存器堆的写使能（C5），因为有一些指令是不写寄存器的，例如SW指令和转移指令；什么情况下使能数据存储的写使能（C6）。
根据指令的功能和数据通路的情况，表5.2给出了CPU中控制逻辑的真值表，其中X表示是0或1无所谓。
……

前言/序言

2002年初，我刚开始龙芯处理器的研制没多久，中科院计算技术研究所负责研究生教育的徐志伟老师就找我说有没有可能在计算技术研究所开设一门计算机系统结构方面的“大课程”。他进一步解释说，在国外很好的学校经常有这样的课程，让学生每天都忙得“死去活来”，熬夜到凌晨两三点才能完成作业，但从中还“真正能学到东西”。我便欣然应允。
我从2002年秋季开始给计算技术研究所博士生开设“处理器设计”课程，讲课后才知道给学生上课比做研究难。一方面是因为授课比做研究在内容上要求更加全面系统，尤其是讲体系结构课程，除了体系结构本身外，还需要对操作系统、编译器原理、晶体管原理和基本工艺流程等相关领域的知识融会贯通；另一方面做研究时很多内容只要宏观了解就可以了，但授课就必须对其搞清楚，不清楚就不敢讲或者讲起来不生动。例如，在龙芯处理器设计时我安排了专门的人负责浮点模块，因为自己对于IEEE的浮点数据格式标准只是大致了解，但要给学生讲自己就得搞清楚；又如，在讲TLB时，就得搞清楚操作系统的存储管理，否则越讲学生就越糊涂。基于上述原因，这门课程几乎花掉了我前3年的所有业余时间，每一讲都至少需要花一周的时间做准备，而且每一年都要对讲义做大幅度调整，成为一个沉重的负担。经过3年的积累，课程的章节框架才基本定型。
在此基础上，2005年开始在中国科学院研究生院同时针对硕士和博士讲授“高性能计算机系统结构”课程。硕士和博士课程的主要区别在于作业和考试内容不同。由于要针对硕士讲授，因此在基础性方面又做了补充和加强，并根据授课的实际需要每年再对各章的内容进行了调整和完善。到2008年，准备根据讲课的内容出版一部教材，因此对2008年的讲授进行了录音整理。为了增加教材的可读性和趣味性，在整理教材时保持了第一人称的形式，同时尽量做到句子及内容的简洁和严谨。
本教材具有如下几个特点。
一是基础性，在快速变化的体系结构学科中总结出其中不变的原理性东西。计算机体系结构发展得很快，不断有新的内容出现，但几十年来积淀下来的东西并不多。关键是要发现快速变化中不变的原理性的东西，如果掌握了这些原理，就能以不变应万变。因此，在教材编写时“不赶时髦”且“不跟风”，把计算机体系结构在几十年的发展过程中形成的里程碑的工作讲透，重点介绍具体结构背后的原理和思路。
二是系统性，做到对体系结构、基础软件、电路和器件的融会贯通。根据我自己从事处理器设计的经验，一个体系结构的设计者就像一个带兵打仗的将领，结构设计就是“排兵布阵”。更重要的是要“上知天文，下知地理”。所谓“上知天文”，指的是在结构设计过程中要充分地了解与处理器联系紧密的操作系统、编译器以及应用程序的原理和行为；所谓“下知地理”，指的是在做结构设计时要充分考虑到所设计的模块和功能部件的电路和版图结构。要做到一以贯之。例如在打字时，要很清楚地知道从按键盘到屏幕上出现一个字的过程中应用程序、操作系统、硬件、芯片、晶体管等的完整的交互行为。
三是实践性，做“在硅上工作（work on silicon）”的设计。在龙芯处理器的研发中深刻感觉到，计算机体系结构是实践性很强的学科。因此，在本教材的内容中充分结合了龙芯处理器研发过程中获得的体验，强调要做work on silicon的设计，而不要停留在work on paper的设计上。本教材的最后一章“实践是最好的课堂”，通过龙芯研制过程中发生的10个故事来进一步强调学习计算机体系结构设计实践的重要性。此外，在教材的习题部分安排了不少需要学生动手实践的内容。这些习题是对内容的延伸，需要学生在领会教材内容的精神之后进行发挥。
由于体系结构这门学科发展迅速，涉及面广，因此本教材中难免有不当和疏漏之处，敬请批评指正。同时我也意识到，以活泼生动的形式编写教材是一种大胆的尝试，需要面临很多挑战。因此，非常欢迎使用本教材的教师和学生对本教材提出宝贵意见。
胡伟武
2017年暑期前言计算机体系结构（第2版）

《数字逻辑设计与计算机系统构建》 内容简介 本书深入探讨了数字逻辑设计的核心原理及其在构建现代计算机系统中的应用。从最基本的逻辑门电路出发，逐步引导读者理解组合逻辑和时序逻辑的设计方法，并最终将这些基本构建块组合起来，形成功能强大的微处理器、存储器以及其他关键的计算机硬件组件。本书旨在为计算机科学、电子工程及相关领域的学生和专业人士提供坚实的理论基础和实践指导，帮助他们深刻理解计算机硬件的工作机制，并具备设计和实现数字逻辑电路的能力。 第一部分：数字逻辑基础 本部分将从数字电路的最基本元素——逻辑门开始，为读者打下坚实的基础。 二进制数系统与逻辑运算： 详细介绍二进制数制及其与十进制、十六进制之间的转换。在此基础上，深入讲解基本的逻辑运算，包括与（AND）、或（OR）、非（NOT）、异或（XOR）、与非（NAND）、或非（NOR）等门电路的功能、逻辑表达式、真值表以及在数字系统中的基本应用。我们将通过实例演示这些逻辑门如何组合实现更复杂的逻辑功能。 布尔代数与逻辑化简： 引入布尔代数的基本公理和定理，这是分析和设计数字逻辑电路的数学工具。我们将学习如何使用布尔代数来简化复杂的逻辑表达式，从而减少电路的复杂度和成本。内容将涵盖德摩根定律、分配律、结合律等关键定理，并通过卡诺图（Karnaugh Map）等图形化方法，提供直观有效的逻辑化简技术，帮助读者掌握最小项和最大项的概念，以及如何识别和消除冗余项。 组合逻辑电路设计： 重点介绍组合逻辑电路的设计流程，即根据给定的逻辑功能需求，推导出逻辑表达式，并通过布尔代数化简和逻辑图绘制，最终实现电路。将深入讲解常见的组合逻辑电路模块，如编码器（Encoder）、译码器（Decoder）、多路选择器（Multiplexer, MUX）和数据选择器、全加器（Full Adder）、半加器（Half Adder）、比较器（Comparator）、算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit, ALU）等。书中将提供大量的实际设计案例，例如如何设计一个能够执行基本算术运算的ALU，如何用多路选择器实现复杂的逻辑函数等。 时序逻辑电路设计： 介绍时序逻辑电路的基本概念，包括状态、时钟信号以及触发器（Flip-Flop）在其中的作用。详细讲解各种类型的触发器，如SR触发器、JK触发器、D触发器、T触发器，阐述它们的结构、工作原理、激励表和状态图。在此基础上，我们将学习如何使用触发器构建状态机（State Machine），包括有限状态机（Finite State Machine, FSM）的概念，以及同步和异步状态机的设计方法。内容将涵盖状态转移图、状态转换表的设计，以及如何将状态机转化为具体的电路实现。 寄存器与计数器： 讲解寄存器（Register）作为存储单元的功能，以及如何由触发器构成移位寄存器（Shift Register）和并行寄存器。深入分析计数器（Counter）的设计，包括异步计数器和同步计数器，以及它们在实现数字系统中的定时和序列控制功能。我们将探讨如何设计模N计数器，并举例说明其在数字系统中的应用，如频率分频器、定时器等。 第二部分：计算机系统构建模块 在掌握了数字逻辑设计的基础之后，本部分将进一步将这些基本模块组合起来，构建出计算机系统的关键组成部分。 存储器系统设计： 介绍不同类型的存储器，包括随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。详细讲解SRAM（静态随机访问存储器）和DRAM（动态随机访问存储器）的工作原理、读写操作以及其在计算机系统中的结构。将探讨ROM的类型，如PROM、EPROM、EEPROM以及Flash Memory，并分析它们各自的特点和应用场景。我们将深入研究存储器芯片的内部结构，以及如何通过地址译码和数据总线将多个存储器芯片连接起来，形成更大的存储器阵列，构建完整的存储器子系统。 微处理器核心： 深入剖析微处理器的基本结构和工作原理，包括其核心组件：程序计数器（Program Counter, PC）、指令寄存器（Instruction Register, IR）、算术逻辑单元（ALU）、寄存器堆（Register File）以及控制单元（Control Unit）。详细讲解指令的取指、译码和执行周期，包括指令流水线（Pipeline）的概念及其对性能的提升作用。将介绍指令集架构（Instruction Set Architecture, ISA）的基本概念，如RISC（精简指令集计算）和CISC（复杂指令集计算）的特点。我们将模拟一个简单的CPU，展示如何执行一系列指令，以及数据如何在CPU内部和存储器之间流动。 数据通路与控制： 详细介绍数据通路（Datapath）的设计，它定义了数据在CPU各个组件之间如何传输和处理。我们将分析不同指令格式对数据通路设计的影响。同时，深入讲解控制单元（Control Unit）的设计，它是CPU的“大脑”，负责生成控制信号，协调数据通路中各组件的操作。我们将探讨硬布线控制（Hardwired Control）和微程序控制（Microprogrammed Control）两种实现方式，并分析它们的优缺点。通过对一个具体指令集的分析，演示如何设计相应的数据通路和控制逻辑。 输入/输出（I/O）系统： 介绍计算机如何与外部设备进行交互，包括各种输入设备（键盘、鼠标）和输出设备（显示器、打印机）。详细讲解I/O端口、I/O接口以及I/O控制器的工作原理。我们将探讨中断（Interrupt）机制，它如何使CPU能够有效地处理外部事件。同时，介绍直接内存访问（Direct Memory Access, DMA）技术，它如何允许外设直接与内存进行数据传输，减轻CPU的负担。 总线系统： 详细阐述总线（Bus）作为计算机系统内部各组件之间通信的通道的重要性。介绍总线的基本类型，如数据总线、地址总线和控制总线，以及它们的功能和工作方式。我们将探讨总线的结构，如并行总线和串行总线，以及常见的总线标准（如PCIe）。深入分析总线仲裁（Bus Arbitration）机制，它如何解决多个设备同时请求访问总线时的冲突问题，确保数据传输的有序进行。 第三部分：设计方法与工具 本部分将介绍在实际数字逻辑设计中常用的方法和工具，帮助读者从理论走向实践。 硬件描述语言（HDL）： 引入硬件描述语言（Hardware Description Language, HDL）的概念，如Verilog HDL或VHDL。详细讲解HDL的基本语法、数据类型、模块定义、实例化、行为级描述和寄存器传输级（RTL）描述。通过具体的例子，展示如何使用HDL来描述组合逻辑电路和时序逻辑电路，以及如何实现状态机。 逻辑综合与仿真： 介绍逻辑综合（Logic Synthesis）的过程，它将HDL代码转化为门级网表（Netlist）。讲解综合工具如何根据目标工艺库和时序约束，优化电路设计。深入阐述逻辑仿真（Logic Simulation）的重要性，它是在实际硬件制造之前验证设计功能和性能的有效手段。我们将介绍不同类型的仿真，如功能仿真和时序仿真。 FPGA与ASIC设计流程： 介绍现场可编程门阵列（FPGA）和专用集成电路（ASIC）的基本概念。详细讲解基于FPGA的开发流程，包括设计输入、综合、布局布线（Place and Route）、时序分析和比特流生成。简要介绍ASIC的设计流程，以及其与FPGA设计的主要区别。 本书通过由浅入深的讲解、丰富的图示和详细的案例分析，旨在帮助读者全面理解数字逻辑设计和计算机系统构建的各个层面。读者在学习过程中，不仅能够掌握理论知识，更能培养分析问题、设计解决方案的工程能力，为未来在计算机硬件设计、嵌入式系统开发、集成电路设计等领域的发展打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

对于我这个跨专业学习者来说，这本书无疑是一个巨大的挑战，但也是一次宝贵的学习机会。我之前对计算机的理解仅限于软件层面，对硬件如何协同工作几乎一无所知。这本书就像一座桥梁，连接了我软件知识的“此岸”与硬件运作的“彼岸”。虽然有些内容仍然需要反复琢磨，但作者的讲解非常清晰，而且每章的末尾都会有习题，这对我巩固知识非常有帮助。我印象最深刻的是关于CPU指令流水线的部分，虽然一开始有些绕，但通过作者反复的讲解和图示，我终于明白了指令在不同阶段的状态，以及如何通过乱序执行和分支预测来进一步提升CPU的执行效率。另外，内存层次结构的部分也让我大开眼界，原来电脑的“记忆”不是单一的，而是由高速缓存、主内存、硬盘等不同层级组成的，而且它们之间有着复杂的联动关系。书中对虚拟内存的解释也让我对操作系统如何管理内存有了更清晰的认识。读完这本书，我不再害怕听到“寄存器”、“内存总线”、“DMA”这些词汇，反而感到一种豁然开朗的喜悦。这本教材确实适合作为深入学习计算机体系结构的起点。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始翻开这本书，我有点担心会过于枯燥，毕竟“计算机体系结构”听起来就不是什么轻松的科目。但很快，我的这种顾虑就被彻底打消了。作者的写作风格非常吸引人，没有那种照本宣科的死板，而是充满了对技术的热情和洞察力。他不仅仅是在介绍“是什么”，更是在探讨“为什么”和“怎么做”。书中对于指令集架构（ISA）的讨论，让我深入理解了不同指令集（如x86和ARM）的设计哲学和它们在不同应用场景下的优势。特别是关于RISC和CISC指令集的对比分析，让我对CPU的设计权衡有了更深刻的认识。书中对性能评估的章节也让我受益匪浅，各种性能指标的定义和计算方法，以及如何通过实验来衡量和优化系统性能，这些都是实操中非常宝贵的经验。我尤其喜欢书中对存储器性能瓶颈的分析，以及如何通过缓存策略、预取等技术来缓解这些瓶颈。很多时候，我们觉得程序慢，但往往找不到根源，这本书就提供了一套系统的分析框架，帮助我们定位问题所在。而且，书中还涉及到一些关于功耗和散热的讨论，这在当前移动计算和嵌入式系统日益重要的背景下，显得尤为前瞻和实用。总之，这是一本能够让你从“会用”到“理解”的进阶读物。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够解释“万物”背后原理的东西着迷，而计算机体系结构无疑是构成我们现代数字世界基石的知识体系。这本《计算机体系结构》正好满足了我的这种好奇心。它并没有仅仅停留在描述静态的组件，而是深入探讨了它们是如何动态协同工作的，以及如何通过精妙的设计来优化性能。书中对并行处理的介绍，从多核处理器到SIMD指令集，再到GPU架构，让我看到了计算能力爆炸式增长的秘密。我尤其对书中关于显卡（GPU）的并行计算模型和线程调度机制的讲解感到震撼，原来我们看到的那些绚丽的游戏画面和高速的视频处理，都离不开如此复杂的底层架构支持。此外，书中对I/O系统的讲解也让我认识到，CPU并不是孤立工作的，它需要与各种外部设备进行高效的数据交换，而总线、中断、DMA等机制正是实现这种交换的关键。这本书也触及了计算机体系结构的发展趋势，例如异构计算、云计算等，这让我对未来的技术发展方向有了更深的思考。总而言之，这是一本既有深度又有广度的经典教材，值得反复阅读和品味。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对计算机硬件设计略有了解的人，我一直想找一本能够系统梳理和深化我这方面知识的书籍，而这本《计算机体系结构》正是我的不二之选。它不仅仅是列举各种硬件组件，而是从更宏观的视角，讲解了整个计算机系统的设计理念和工程实现。书中对指令集架构（ISA）的演进和设计原则的分析，让我理解了为什么会有x86和ARM这样截然不同的指令集，以及它们各自的优缺点。对于CPU流水线和超标量技术的讲解，更是让我对现代高性能CPU的设计思路有了透彻的认识，理解了如何通过指令级并行来榨取CPU的每一分潜力。关于内存体系结构的讨论，从缓存一致性协议到内存控制器，都展现了内存系统设计的复杂性和重要性。书中还对现代存储技术，如SSD和NVMe，进行了介绍，这让我对存储性能的提升有了更直观的感受。此外，书中对I/O系统的设计和总线技术的讲解，也让我理解了数据如何在CPU、内存和外设之间高效地流动。这本书的严谨性和全面性，让我在阅读过程中不断获得新的启发，也为我日后的工作和学习提供了坚实的基础。

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这本书简直是打开了我对计算机底层运作原理的全新视野！作为一名刚刚接触这个领域的学生，我常常被各种高大上的计算机术语弄得云里雾里，感觉像是隔着一层纱看东西。然而，这本《计算机体系结构》却像一位循循善诱的老师，耐心地为我层层剥茧。它从最基础的二进制和逻辑门讲起，逐步深入到指令集、CPU的设计、存储器的层次结构，再到并行处理和I/O系统。最让我惊喜的是，作者并没有止步于理论的阐述，而是穿插了大量的实际案例和图示，将抽象的概念变得生动具体。例如，在讲解流水线技术时，书中通过一个形象的比喻，让我瞬间明白了指令在CPU中是如何一步步“流水线”式地执行的，极大地提高了效率。又比如，关于缓存的介绍，从L1到L3，再到TLB，书中都进行了详尽的解释，并分析了不同缓存层级在性能上的作用。读完这部分，我才真正理解了为什么有时候程序运行速度的差异如此之大，原来背后隐藏着如此精妙的存储器管理机制。这本书的逻辑性非常强，章节之间的过渡自然流畅，即使遇到一些复杂的内容，也能通过前面知识的铺垫，逐渐理解。我已经迫不及待地想将书中学习到的知识应用到我的课程设计和项目开发中了。

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书不错，京东就是不知道是不是正版。

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好好好好好好好好好好

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好书。准备再次购买。

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胡伟武老师写到书，课讲得好