fig:hierarchy1
fig:device-to-chip
tab:program-and-data
tab:spec-cpu
fig:power
fig:ic-develop
fig:china-design
tab:flops-and-bandwidth
fig:hierarchy
fig:inst-coding
fig:segment
fig:page
fig:seg-page
fig:csr
tab:regnum
tab:isatype
tab:int-type
tab:addressing
tab:vax-addressing
fig:loongarch-coding
fig:isa-compare
tab:addr-compare
tab:mem-inst
tab:alu-inst
tab:control-inst
fig:lwl
tab:ppc-vs-alpha
tab:c-vs-as
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tab:switch-case
tab:switch-case-chain
tab:loop
fig:crmd
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fig:tlb-entry
fig:tlb-reg
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tab:lddir-ldpte
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tab:la-reg
fig:fun-c
fig:func-la-S
fig:func-mips-S
fig:varg-c
tab:varg-passing
fig:address-space
fig:as-example
fig:stack-frame
fig:simple-c
fig:simple-as
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fig:normal-c
fig:normal-as
fig:dynamic-c
fig:dynamic-as
fig:keyboard-interrupt
tab:syscall
fig:syscall-write
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fig:von-architecture
tab:alu
fig:storage-hierarchy
fig:dram-cell
fig:sdram-structure
fig:disk-structure
fig:structure-4part
fig:structure-3part
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fig:structure-2part
fig:soc
tab:pio-vs-dma
fig:loongson-3A3000
fig:3A3000-display
fig:jz-m200
tab:axi
fig:read-structure
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fig:axi-interface
fig:burst-read
fig:overlapped-read
fig:write-transaction
fig:ahb-apb
fig:axi-interconnect
fig:ddr3
fig:ddr2
fig:ddr2-state
tab:ddr3-udimm
fig:ddr3-read
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fig:sdram-timing
fig:command-before
fig:command-after
fig:ht-two-chips
fig:loongson-4way
fig:pci-interconnect
tab:ht-signals
fig:ht-interconnect
fig:pci-signals
tab:ht-packet-format
fig:ht-transfer
tab:ht-request
tab:ht-response
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fig:pcie-interconnect
tab:pcie-signals
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fig:boot-flow
tab:serial-status
tab:reg-multiplex
fig:l1-dcache
fig:bus-access-type
fig:config-reg
fig:bar-reg
tab:space-requirement
tab:space-allocation
fig:IEEE754float
tab:tabIEEE754float
fig:silicium
fig:MOS-struc
fig:NMOS-work
fig:MOS-switch
fig:logicgate
tab:3-8decoder
tab:8-1selector
fig:clocksignal
fig:RSlatch
fig:Dlatch
fig:Dlatchtime
fig:NOTgate
fig:NANDgate
fig:NORgate
fig:TRANSgate
fig:DFlipFlop
fig:inverter
tab:fulladder-truetable
fig:FULLadder
fig:32bitRCA
fig:4bitCLA
fig:32bitCLA
fig:4bitCLAwithc
fig:16bitCLA
fig:SUBer
fig:comparer
fig:shifter
fig:iter-sourcecode-MUL
fig:complement-MUL
fig:iter-complement-MUL
tab:booth-one-mul-rule
fig:Booth-1-mul
tab:booth-two-mul-rule
fig:Booth-2-mul
fig:Booth-select-logic
fig:Booth-selectsignal
fig:Booth-partial-product
fig:Booth-SHIFT
fig:1bit-full-adder
fig:4full-adder
fig:full-adder-for4number
fig:1bit-wallace-tree-for8
fig:wrong-wallace-tree
fig:16bitmulti-unit
fig:chapter9-simpleCPUdatapath
fig:chapter9-decode
fig:chapter9-datapathWithClk
fig:chapter9-multicycle
fig:chapter9-multicycleflow
fig:chapter9-pipelinestruct
fig:chapter9-pipelineflow
fig:chapter9-componentflow
fig:chapter9-raw
fig:chapter9-stallflow
fig:chapter9-componentflowWithStall
fig:chapter9-forwarding
fig:chapter9-instHazardPipeline
fig:chapter9-ctrlHazard
fig:chapter9-ctrlHazardFlow
fig:chapter9-ctrlHazardFlow1
fig:chapter9-ctrlHazardStruct
fig:chapter9-dualIssue
fig:chapter9-dynamic
fig:chapter9-brachRelation
fig:chapter9-BTB
fig:chapter9-PHT
fig:chapter9-cache
fig:chapter9-cacheMap
fig:chapter9-cacheMapStruct
fig:chapter9-LS3A3000
fig:programming
fig:get-pi
fig:get-martix-multi
fig:SISD-SIMD
fig:thread
fig:Compiler-guidance-language
fig:shared-task
fig:cache-structure
tab:cache-parameter
fig:shared-llc
tab:shared-memory-program
fig:esi-transit
fig:dir-invld
fig:nuca-interconnect
fig:interconnect-type
fig:noc-example
fig:topo
fig:router-struct
fig:flow-control-method
fig:different-results
fig:ll-sc-atomic
fig:test-and-set
fig:centralized-barrier
fig:la464-uarch
fig:ls3a5000-arch
fig:ls3a5000-layout
fig:sandybridge-arch
fig:cell-arch
fig:sm-single
fig:sm-whole
fig:cuda-core
fig:fermi-mem-hierarchy
fig:tile64-arch
tab:AMDTest
tab:performance-formula
fig:Test-procedure
tab:LMbench
tab:STREAM
tab:UnixBench
tab:SPEC2000
tab:SPEC2006
tab:SPEC2017
tab:PARSEC
tab:perf-eval-class
tab:perf-event-nehalem
tab:perf-event-3A5000
tab:perf-tools
fig:perf
tab:cpu-params
tab:2006speed
tab:2006rate4
tab:2006speed-nopara
tab:2006insts
tab:2006ipc
tab:2006brpred
tab:2006brbandwidth
tab:2006brpercent
fig:stride-delay
fig:random-delay
tab:memory-latency
fig:memory-parallel
tab:alu-delay
tab:stream-bandwidth
引言
计算机体系结构的研究内容
一以贯之
什么是计算机
计算机的基本组成
衡量计算机的指标
计算机的性能
计算机的价格
计算机的功耗
计算机体系结构的发展
摩尔定律和工艺的发展
计算机应用和体系结构
计算机体系结构发展
体系结构设计的基本原则
平衡性
局部性
并行性
虚拟化
本章小结
习题
sec-ISA
指令系统简介
指令系统设计原则
指令系统发展历程
指令内容的演变
存储管理的演变
运行级别的演变
指令系统组成
地址空间
操作数
数据类型
访存地址
寻址方式
指令操作和编码
risc指令集比较
指令格式比较
公共指令功能
不同指令系统的特色
c语言的机器表示
过程调用
流程控制语句
循环语句
本章小结-1
习题-1
sec-privileged-ISA
特权指令系统简介
sec-exception
异常分类
异常处理
异常处理流程
异常嵌套
中断
中断传递机制
向量化中断
中断的优先级
中断使能控制位的原子修改
sec-memory-management
存储管理的原理
tlb的结构和使用
地址空间和地址翻译模式
tlb结构
tlb虚实地址翻译过程
tlb相关控制状态寄存器
tlb访问和控制指令
sec-tlb-ex
多级页表结构
tlb重填异常处理
其它tlb地址翻译相关异常处理
本章小结-2
习题-2
软硬件协同
应用程序二进制接口
寄存器约定
函数调用约定
进程虚拟地址空间
栈帧布局
六种常见的上下文切换场景
函数调用
异常和中断
系统调用
进程
线程
虚拟机
六种上下文切换场景的对比
同步机制
基于互斥的同步机制
非阻塞的同步机制
本章小结-3
习题-3
计算机组成原理和结构
冯诺依曼结构
计算机的组成部件
运算器
控制器
存储器
输入输出设备
计算机系统硬件结构发展
cpu-gpu-北桥-南桥四片结构
cpu-北桥-南桥三片结构
cpu-弱北桥-南桥三片结构
cpu-南桥两片结构
处理器和io设备间的通信
io寄存器寻址
处理器和io设备之间的同步
存储器和io设备之间的数据传送
龙芯3a30007a1000桥片系统中的cpugpudc通信
本章小结-4
习题-4
计算机总线接口技术
总线概述
总线分类
片上总线
内存总线
系统总线
hypertransport总线
ht包格式
设备总线
pcie总线
pcie包格式
本章小结-5
习题-5
计算机启动过程分析
处理器核初始化
sec-cpu-reset
调试接口初始化
tlb初始化
cache初始化
总线接口初始化
内存初始化
io总线初始化
设备的探测及驱动加载
多核启动过程
初始化时的多核协同
操作系统启动时的多核唤醒
核间同步与通信
本章小结-6
习题-6
运算器设计
二进制与逻辑电路
sec-number-presentation
sec-MOS-principle
cmos逻辑电路
简单运算器设计
定点补码加法器
减法运算实现
比较运算实现
移位器
定点补码乘法器
补码乘法器
booth乘法器
华莱士树
本章小结-7
习题-7
指令流水线
单周期处理器
sec-pipeline-cpu
sec-hazard
数据相关引发的冲突及解决办法
流水线前递技术
sec-control-hazard
结构相关引发冲突及解决办法
sec-precise-exception
提高流水线效率的技术
多发射数据通路
sec-dynamic
sec-branch-predict
高速缓存
本章小结-8
习题-8
并行编程基础
程序的并行行为
指令级并行性
数据级并行性
任务级并行性
并行编程模型
单任务数据并行模型
多任务共享存储编程模型
多任务消息传递编程模型
共享存储与消息传递编程模型的编程复杂度
典型并行编程环境
数据并行simd编程
posix编程标准
openmp标准
消息传递编程接口
习题-9
多核处理结构
多核处理器的发展演化
多核处理器的访存结构
通用多核处理器的片上cache结构
存储一致性模型
cache一致性协议
多核处理器的互连结构
典型多核处理器
龙芯3a5000处理器
intel-sandybridge架构
ibm-cell处理器
nvidia-gpu
tile64处理器
本章小结-9
习题-10
计算机系统性能评价与性能分析
计算机系统性能评价指标
计算机系统常用性能评价指标
并行系统的性能评价指标
测试程序集
微基准测试程序
spec-cpu基准测试程序
并行系统基准测试程序
其他常见的基准测试程序集
性能分析方法
分析建模的方法
模拟建模的方法和模拟器
性能测量的方法
性能测试和分析实例
spec-cpu基准测试程序的分值对比
微结构相关统计数据
基础性能参数
本章小结-10
习题-11