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<title>自序 | 计算机体系结构基础</title>
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}
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code span.an { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* Annotation */
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code span.at { color: #7d9029; } /* Attribute */
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code span.bn { color: #40a070; } /* BaseN */
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code span.bu { } /* BuiltIn */
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code span.cf { color: #007020; font-weight: bold; } /* ControlFlow */
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code span.ch { color: #4070a0; } /* Char */
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code span.cn { color: #880000; } /* Constant */
|
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code span.co { color: #60a0b0; font-style: italic; } /* Comment */
|
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code span.cv { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* CommentVar */
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code span.do { color: #ba2121; font-style: italic; } /* Documentation */
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code span.dt { color: #902000; } /* DataType */
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code span.dv { color: #40a070; } /* DecVal */
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code span.er { color: #ff0000; font-weight: bold; } /* Error */
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code span.ex { } /* Extension */
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code span.fl { color: #40a070; } /* Float */
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code span.fu { color: #06287e; } /* Function */
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code span.im { } /* Import */
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code span.in { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* Information */
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code span.kw { color: #007020; font-weight: bold; } /* Keyword */
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code span.op { color: #666666; } /* Operator */
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code span.ot { color: #007020; } /* Other */
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code span.pp { color: #bc7a00; } /* Preprocessor */
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code span.sc { color: #4070a0; } /* SpecialChar */
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code span.ss { color: #bb6688; } /* SpecialString */
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code span.st { color: #4070a0; } /* String */
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code span.va { color: #19177c; } /* Variable */
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code span.vs { color: #4070a0; } /* VerbatimString */
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code span.wa { color: #60a0b0; font-weight: bold; font-style: italic; } /* Warning */
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<ul class="summary">
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<li><a href="./">计算机体系结构基础</a></li>
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<li class="divider"></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="index.html"><a href="index.html"><i class="fa fa-check"></i>丛书序言</a></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="推荐序.html"><a href="推荐序.html"><i class="fa fa-check"></i>推荐序</a></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="自序.html"><a href="自序.html"><i class="fa fa-check"></i>自序</a></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="第三版序.html"><a href="第三版序.html"><i class="fa fa-check"></i>第三版序</a></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="前言.html"><a href="前言.html"><i class="fa fa-check"></i>前言</a></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="关于本书的在线版本.html"><a href="关于本书的在线版本.html"><i class="fa fa-check"></i>关于本书的在线版本</a></li>
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<li class="part"><span><b>I 引言</b></span></li>
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<li class="chapter" data-level="1" data-path="引言.html"><a href="引言.html"><i class="fa fa-check"></i><b>1</b> 引言</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="1.1" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机体系结构的研究内容"><i class="fa fa-check"></i><b>1.1</b> 计算机体系结构的研究内容</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="1.1.1" data-path="引言.html"><a href="引言.html#一以贯之"><i class="fa fa-check"></i><b>1.1.1</b> 一以贯之</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.1.2" data-path="引言.html"><a href="引言.html#什么是计算机"><i class="fa fa-check"></i><b>1.1.2</b> 什么是计算机</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.1.3" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机的基本组成"><i class="fa fa-check"></i><b>1.1.3</b> 计算机的基本组成</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="1.2" data-path="引言.html"><a href="引言.html#衡量计算机的指标"><i class="fa fa-check"></i><b>1.2</b> 衡量计算机的指标</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="1.2.1" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机的性能"><i class="fa fa-check"></i><b>1.2.1</b> 计算机的性能</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.2.2" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机的价格"><i class="fa fa-check"></i><b>1.2.2</b> 计算机的价格</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.2.3" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机的功耗"><i class="fa fa-check"></i><b>1.2.3</b> 计算机的功耗</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="1.3" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机体系结构的发展"><i class="fa fa-check"></i><b>1.3</b> 计算机体系结构的发展</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="1.3.1" data-path="引言.html"><a href="引言.html#摩尔定律和工艺的发展"><i class="fa fa-check"></i><b>1.3.1</b> 摩尔定律和工艺的发展</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.3.2" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机应用和体系结构"><i class="fa fa-check"></i><b>1.3.2</b> 计算机应用和体系结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.3.3" data-path="引言.html"><a href="引言.html#计算机体系结构发展"><i class="fa fa-check"></i><b>1.3.3</b> 计算机体系结构发展</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="1.4" data-path="引言.html"><a href="引言.html#体系结构设计的基本原则"><i class="fa fa-check"></i><b>1.4</b> 体系结构设计的基本原则</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="1.4.1" data-path="引言.html"><a href="引言.html#平衡性"><i class="fa fa-check"></i><b>1.4.1</b> 平衡性</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.4.2" data-path="引言.html"><a href="引言.html#局部性"><i class="fa fa-check"></i><b>1.4.2</b> 局部性</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.4.3" data-path="引言.html"><a href="引言.html#并行性"><i class="fa fa-check"></i><b>1.4.3</b> 并行性</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.4.4" data-path="引言.html"><a href="引言.html#虚拟化"><i class="fa fa-check"></i><b>1.4.4</b> 虚拟化</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="1.5" data-path="引言.html"><a href="引言.html#本章小结"><i class="fa fa-check"></i><b>1.5</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="1.6" data-path="引言.html"><a href="引言.html#习题"><i class="fa fa-check"></i><b>1.6</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="part"><span><b>II 指令系统结构</b></span></li>
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<li class="chapter" data-level="2" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html"><i class="fa fa-check"></i><b>2</b> 指令系统</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="2.1" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#指令系统简介"><i class="fa fa-check"></i><b>2.1</b> 指令系统简介</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.2" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#指令系统设计原则"><i class="fa fa-check"></i><b>2.2</b> 指令系统设计原则</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.3" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#指令系统发展历程"><i class="fa fa-check"></i><b>2.3</b> 指令系统发展历程</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="2.3.1" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#指令内容的演变"><i class="fa fa-check"></i><b>2.3.1</b> 指令内容的演变</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.3.2" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#存储管理的演变"><i class="fa fa-check"></i><b>2.3.2</b> 存储管理的演变</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.3.3" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#运行级别的演变"><i class="fa fa-check"></i><b>2.3.3</b> 运行级别的演变</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="2.4" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#指令系统组成"><i class="fa fa-check"></i><b>2.4</b> 指令系统组成</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="2.4.1" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#地址空间"><i class="fa fa-check"></i><b>2.4.1</b> 地址空间</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.4.2" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#操作数"><i class="fa fa-check"></i><b>2.4.2</b> 操作数</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.4.3" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#指令操作和编码"><i class="fa fa-check"></i><b>2.4.3</b> 指令操作和编码</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="2.5" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#risc指令集比较"><i class="fa fa-check"></i><b>2.5</b> RISC指令集比较</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="2.5.1" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#指令格式比较"><i class="fa fa-check"></i><b>2.5.1</b> 指令格式比较</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.5.2" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#寻址方式比较"><i class="fa fa-check"></i><b>2.5.2</b> 寻址方式比较</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.5.3" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#公共指令功能"><i class="fa fa-check"></i><b>2.5.3</b> 公共指令功能</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.5.4" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#不同指令系统的特色"><i class="fa fa-check"></i><b>2.5.4</b> 不同指令系统的特色</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="2.6" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#c语言的机器表示"><i class="fa fa-check"></i><b>2.6</b> C语言的机器表示</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="2.6.1" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#过程调用"><i class="fa fa-check"></i><b>2.6.1</b> 过程调用</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.6.2" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#流程控制语句"><i class="fa fa-check"></i><b>2.6.2</b> 流程控制语句</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.6.3" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#循环语句"><i class="fa fa-check"></i><b>2.6.3</b> 循环语句</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="2.7" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#本章小结-1"><i class="fa fa-check"></i><b>2.7</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="2.8" data-path="sec-ISA.html"><a href="sec-ISA.html#习题-1"><i class="fa fa-check"></i><b>2.8</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="3" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html"><i class="fa fa-check"></i><b>3</b> 特权指令系统</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="3.1" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#特权指令系统简介"><i class="fa fa-check"></i><b>3.1</b> 特权指令系统简介</a></li>
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<li class="chapter" data-level="3.2" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#sec-exception"><i class="fa fa-check"></i><b>3.2</b> 异常与中断</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="3.2.1" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#异常分类"><i class="fa fa-check"></i><b>3.2.1</b> 异常分类</a></li>
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<li class="chapter" data-level="3.2.2" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#异常处理"><i class="fa fa-check"></i><b>3.2.2</b> 异常处理</a></li>
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<li class="chapter" data-level="3.2.3" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#中断"><i class="fa fa-check"></i><b>3.2.3</b> 中断</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="3.3" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#sec-memory-management"><i class="fa fa-check"></i><b>3.3</b> 存储管理</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="3.3.1" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#存储管理的原理"><i class="fa fa-check"></i><b>3.3.1</b> 存储管理的原理</a></li>
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<li class="chapter" data-level="3.3.2" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#tlb的结构和使用"><i class="fa fa-check"></i><b>3.3.2</b> TLB的结构和使用</a></li>
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<li class="chapter" data-level="3.3.3" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#sec-tlb-ex"><i class="fa fa-check"></i><b>3.3.3</b> TLB地址翻译相关异常的处理</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="3.4" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#本章小结-2"><i class="fa fa-check"></i><b>3.4</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="3.5" data-path="sec-privileged-ISA.html"><a href="sec-privileged-ISA.html#习题-2"><i class="fa fa-check"></i><b>3.5</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="4" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html"><i class="fa fa-check"></i><b>4</b> 软硬件协同</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="4.1" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#应用程序二进制接口"><i class="fa fa-check"></i><b>4.1</b> 应用程序二进制接口</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="4.1.1" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#寄存器约定"><i class="fa fa-check"></i><b>4.1.1</b> 寄存器约定</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.1.2" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#函数调用约定"><i class="fa fa-check"></i><b>4.1.2</b> 函数调用约定</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.1.3" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#进程虚拟地址空间"><i class="fa fa-check"></i><b>4.1.3</b> 进程虚拟地址空间</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.1.4" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#栈帧布局"><i class="fa fa-check"></i><b>4.1.4</b> 栈帧布局</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="4.2" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#六种常见的上下文切换场景"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2</b> 六种常见的上下文切换场景</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="4.2.1" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#函数调用"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2.1</b> 函数调用</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.2.2" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#异常和中断"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2.2</b> 异常和中断</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.2.3" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#系统调用"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2.3</b> 系统调用</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.2.4" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#进程"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2.4</b> 进程</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.2.5" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#线程"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2.5</b> 线程</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.2.6" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#虚拟机"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2.6</b> 虚拟机</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.2.7" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#六种上下文切换场景的对比"><i class="fa fa-check"></i><b>4.2.7</b> 六种上下文切换场景的对比</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="4.3" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#同步机制"><i class="fa fa-check"></i><b>4.3</b> 同步机制</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="4.3.1" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#基于互斥的同步机制"><i class="fa fa-check"></i><b>4.3.1</b> 基于互斥的同步机制</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.3.2" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#非阻塞的同步机制"><i class="fa fa-check"></i><b>4.3.2</b> 非阻塞的同步机制</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="4.4" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#本章小结-3"><i class="fa fa-check"></i><b>4.4</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="4.5" data-path="软硬件协同.html"><a href="软硬件协同.html#习题-3"><i class="fa fa-check"></i><b>4.5</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="part"><span><b>III 计算机硬件结构</b></span></li>
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<li class="chapter" data-level="5" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html"><i class="fa fa-check"></i><b>5</b> 计算机组成原理和结构</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="5.1" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#冯诺依曼结构"><i class="fa fa-check"></i><b>5.1</b> 冯·诺依曼结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.2" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#计算机的组成部件"><i class="fa fa-check"></i><b>5.2</b> 计算机的组成部件</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="5.2.1" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#运算器"><i class="fa fa-check"></i><b>5.2.1</b> 运算器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.2.2" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#控制器"><i class="fa fa-check"></i><b>5.2.2</b> 控制器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.2.3" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#存储器"><i class="fa fa-check"></i><b>5.2.3</b> 存储器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.2.4" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#输入输出设备"><i class="fa fa-check"></i><b>5.2.4</b> 输入/输出设备</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="5.3" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#计算机系统硬件结构发展"><i class="fa fa-check"></i><b>5.3</b> 计算机系统硬件结构发展</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="5.3.1" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#cpu-gpu-北桥-南桥四片结构"><i class="fa fa-check"></i><b>5.3.1</b> CPU-GPU-北桥-南桥四片结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.3.2" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#cpu-北桥-南桥三片结构"><i class="fa fa-check"></i><b>5.3.2</b> CPU-北桥-南桥三片结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.3.3" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#cpu-弱北桥-南桥三片结构"><i class="fa fa-check"></i><b>5.3.3</b> CPU-弱北桥-南桥三片结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.3.4" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#cpu-南桥两片结构"><i class="fa fa-check"></i><b>5.3.4</b> CPU-南桥两片结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.3.5" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#soc单片结构"><i class="fa fa-check"></i><b>5.3.5</b> SoC单片结构</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="5.4" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#处理器和io设备间的通信"><i class="fa fa-check"></i><b>5.4</b> 处理器和IO设备间的通信</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="5.4.1" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#io寄存器寻址"><i class="fa fa-check"></i><b>5.4.1</b> IO寄存器寻址</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.4.2" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#处理器和io设备之间的同步"><i class="fa fa-check"></i><b>5.4.2</b> 处理器和IO设备之间的同步</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.4.3" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#存储器和io设备之间的数据传送"><i class="fa fa-check"></i><b>5.4.3</b> 存储器和IO设备之间的数据传送</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.4.4" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#龙芯3a30007a1000桥片系统中的cpugpudc通信"><i class="fa fa-check"></i><b>5.4.4</b> 龙芯3A3000+7A1000桥片系统中的CPU、GPU、DC通信</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="5.5" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#本章小结-4"><i class="fa fa-check"></i><b>5.5</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="5.6" data-path="计算机组成原理和结构.html"><a href="计算机组成原理和结构.html#习题-4"><i class="fa fa-check"></i><b>5.6</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="6" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html"><i class="fa fa-check"></i><b>6</b> 计算机总线接口技术</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="6.1" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#总线概述"><i class="fa fa-check"></i><b>6.1</b> 总线概述</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.2" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#总线分类"><i class="fa fa-check"></i><b>6.2</b> 总线分类</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.3" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#片上总线"><i class="fa fa-check"></i><b>6.3</b> 片上总线</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.4" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#内存总线"><i class="fa fa-check"></i><b>6.4</b> 内存总线</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.5" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#系统总线"><i class="fa fa-check"></i><b>6.5</b> 系统总线</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="6.5.1" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#hypertransport总线"><i class="fa fa-check"></i><b>6.5.1</b> HyperTransport总线</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.5.2" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#ht包格式"><i class="fa fa-check"></i><b>6.5.2</b> HT包格式</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.5.3" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#设备总线"><i class="fa fa-check"></i><b>6.5.3</b> 设备总线</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.5.4" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#pcie总线"><i class="fa fa-check"></i><b>6.5.4</b> PCIE总线</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.5.5" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#pcie包格式"><i class="fa fa-check"></i><b>6.5.5</b> PCIE包格式</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="6.6" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#本章小结-5"><i class="fa fa-check"></i><b>6.6</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="6.7" data-path="计算机总线接口技术.html"><a href="计算机总线接口技术.html#习题-5"><i class="fa fa-check"></i><b>6.7</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="7" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html"><i class="fa fa-check"></i><b>7</b> 计算机启动过程分析</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="7.1" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#处理器核初始化"><i class="fa fa-check"></i><b>7.1</b> 处理器核初始化</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="7.1.1" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#sec-cpu-reset"><i class="fa fa-check"></i><b>7.1.1</b> 处理器复位</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.1.2" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#调试接口初始化"><i class="fa fa-check"></i><b>7.1.2</b> 调试接口初始化</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.1.3" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#tlb初始化"><i class="fa fa-check"></i><b>7.1.3</b> TLB初始化</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.1.4" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#cache初始化"><i class="fa fa-check"></i><b>7.1.4</b> Cache初始化</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="7.2" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#总线接口初始化"><i class="fa fa-check"></i><b>7.2</b> 总线接口初始化</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="7.2.1" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#内存初始化"><i class="fa fa-check"></i><b>7.2.1</b> 内存初始化</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.2.2" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#io总线初始化"><i class="fa fa-check"></i><b>7.2.2</b> IO总线初始化</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="7.3" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#设备的探测及驱动加载"><i class="fa fa-check"></i><b>7.3</b> 设备的探测及驱动加载</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.4" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#多核启动过程"><i class="fa fa-check"></i><b>7.4</b> 多核启动过程</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="7.4.1" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#初始化时的多核协同"><i class="fa fa-check"></i><b>7.4.1</b> 初始化时的多核协同</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.4.2" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#操作系统启动时的多核唤醒"><i class="fa fa-check"></i><b>7.4.2</b> 操作系统启动时的多核唤醒</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.4.3" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#核间同步与通信"><i class="fa fa-check"></i><b>7.4.3</b> 核间同步与通信</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="7.5" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#本章小结-6"><i class="fa fa-check"></i><b>7.5</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="7.6" data-path="计算机启动过程分析.html"><a href="计算机启动过程分析.html#习题-6"><i class="fa fa-check"></i><b>7.6</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="part"><span><b>IV Part IV CPU的微结构</b></span></li>
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<li class="chapter" data-level="8" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html"><i class="fa fa-check"></i><b>8</b> 运算器设计</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="8.1" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#二进制与逻辑电路"><i class="fa fa-check"></i><b>8.1</b> 二进制与逻辑电路</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="8.1.1" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#sec-number-presentation"><i class="fa fa-check"></i><b>8.1.1</b> 计算机中数的表示</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.1.2" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#sec-MOS-principle"><i class="fa fa-check"></i><b>8.1.2</b> MOS晶体管工作原理</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.1.3" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#cmos逻辑电路"><i class="fa fa-check"></i><b>8.1.3</b> CMOS逻辑电路</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="8.2" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#简单运算器设计"><i class="fa fa-check"></i><b>8.2</b> 简单运算器设计</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="8.2.1" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#定点补码加法器"><i class="fa fa-check"></i><b>8.2.1</b> 定点补码加法器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.2.2" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#减法运算实现"><i class="fa fa-check"></i><b>8.2.2</b> 减法运算实现</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.2.3" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#比较运算实现"><i class="fa fa-check"></i><b>8.2.3</b> 比较运算实现</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.2.4" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#移位器"><i class="fa fa-check"></i><b>8.2.4</b> 移位器</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="8.3" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#定点补码乘法器"><i class="fa fa-check"></i><b>8.3</b> 定点补码乘法器</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="8.3.1" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#补码乘法器"><i class="fa fa-check"></i><b>8.3.1</b> 补码乘法器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.3.2" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#booth乘法器"><i class="fa fa-check"></i><b>8.3.2</b> Booth乘法器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.3.3" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#华莱士树"><i class="fa fa-check"></i><b>8.3.3</b> 华莱士树</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="8.4" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#本章小结-7"><i class="fa fa-check"></i><b>8.4</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="8.5" data-path="运算器设计.html"><a href="运算器设计.html#习题-7"><i class="fa fa-check"></i><b>8.5</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="9" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html"><i class="fa fa-check"></i><b>9</b> 指令流水线</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="9.1" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#单周期处理器"><i class="fa fa-check"></i><b>9.1</b> 单周期处理器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.2" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#sec-pipeline-cpu"><i class="fa fa-check"></i><b>9.2</b> 流水线处理器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.3" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#sec-hazard"><i class="fa fa-check"></i><b>9.3</b> 指令相关和流水线冲突</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="9.3.1" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#数据相关引发的冲突及解决办法"><i class="fa fa-check"></i><b>9.3.1</b> 数据相关引发的冲突及解决办法</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.3.2" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#sec-control-hazard"><i class="fa fa-check"></i><b>9.3.2</b> 控制相关引发冲突及解决方法</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.3.3" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#结构相关引发冲突及解决办法"><i class="fa fa-check"></i><b>9.3.3</b> 结构相关引发冲突及解决办法</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="9.4" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#sec-precise-exception"><i class="fa fa-check"></i><b>9.4</b> 流水线与异常处理</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.5" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#提高流水线效率的技术"><i class="fa fa-check"></i><b>9.5</b> 提高流水线效率的技术</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="9.5.1" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#多发射数据通路"><i class="fa fa-check"></i><b>9.5.1</b> 多发射数据通路</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.5.2" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#sec-dynamic"><i class="fa fa-check"></i><b>9.5.2</b> 动态调度</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.5.3" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#sec-branch-predict"><i class="fa fa-check"></i><b>9.5.3</b> 转移预测</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.5.4" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#高速缓存"><i class="fa fa-check"></i><b>9.5.4</b> 高速缓存</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="9.6" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#本章小结-8"><i class="fa fa-check"></i><b>9.6</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="9.7" data-path="指令流水线.html"><a href="指令流水线.html#习题-8"><i class="fa fa-check"></i><b>9.7</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="part"><span><b>V 并行处理结构</b></span></li>
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<li class="chapter" data-level="10" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html"><i class="fa fa-check"></i><b>10</b> 并行编程基础</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="10.1" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#程序的并行行为"><i class="fa fa-check"></i><b>10.1</b> 程序的并行行为</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="10.1.1" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#指令级并行性"><i class="fa fa-check"></i><b>10.1.1</b> 指令级并行性</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.1.2" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#数据级并行性"><i class="fa fa-check"></i><b>10.1.2</b> 数据级并行性</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.1.3" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#任务级并行性"><i class="fa fa-check"></i><b>10.1.3</b> 任务级并行性</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="10.2" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#并行编程模型"><i class="fa fa-check"></i><b>10.2</b> 并行编程模型</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="10.2.1" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#单任务数据并行模型"><i class="fa fa-check"></i><b>10.2.1</b> 单任务数据并行模型</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.2.2" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#多任务共享存储编程模型"><i class="fa fa-check"></i><b>10.2.2</b> 多任务共享存储编程模型</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.2.3" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#多任务消息传递编程模型"><i class="fa fa-check"></i><b>10.2.3</b> 多任务消息传递编程模型</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.2.4" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#共享存储与消息传递编程模型的编程复杂度"><i class="fa fa-check"></i><b>10.2.4</b> 共享存储与消息传递编程模型的编程复杂度</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="10.3" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#典型并行编程环境"><i class="fa fa-check"></i><b>10.3</b> 典型并行编程环境</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="10.3.1" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#数据并行simd编程"><i class="fa fa-check"></i><b>10.3.1</b> 数据并行SIMD编程</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.3.2" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#posix编程标准"><i class="fa fa-check"></i><b>10.3.2</b> POSIX编程标准</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.3.3" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#openmp标准"><i class="fa fa-check"></i><b>10.3.3</b> OpenMP标准</a></li>
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<li class="chapter" data-level="10.3.4" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#消息传递编程接口"><i class="fa fa-check"></i><b>10.3.4</b> 消息传递编程接口</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="10.4" data-path="并行编程基础.html"><a href="并行编程基础.html#习题-9"><i class="fa fa-check"></i><b>10.4</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="11" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html"><i class="fa fa-check"></i><b>11</b> 多核处理结构</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="11.1" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#多核处理器的发展演化"><i class="fa fa-check"></i><b>11.1</b> 多核处理器的发展演化</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.2" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#多核处理器的访存结构"><i class="fa fa-check"></i><b>11.2</b> 多核处理器的访存结构</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="11.2.1" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#通用多核处理器的片上cache结构"><i class="fa fa-check"></i><b>11.2.1</b> 通用多核处理器的片上Cache结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.2.2" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#存储一致性模型"><i class="fa fa-check"></i><b>11.2.2</b> 存储一致性模型</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.2.3" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#cache一致性协议"><i class="fa fa-check"></i><b>11.2.3</b> Cache一致性协议</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="11.3" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#多核处理器的互连结构"><i class="fa fa-check"></i><b>11.3</b> 多核处理器的互连结构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.4" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#多核处理器的同步机制"><i class="fa fa-check"></i><b>11.4</b> 多核处理器的同步机制</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.5" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#典型多核处理器"><i class="fa fa-check"></i><b>11.5</b> 典型多核处理器</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="11.5.1" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#龙芯3a5000处理器"><i class="fa fa-check"></i><b>11.5.1</b> 龙芯3A5000处理器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.5.2" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#intel-sandybridge架构"><i class="fa fa-check"></i><b>11.5.2</b> Intel SandyBridge架构</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.5.3" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#ibm-cell处理器"><i class="fa fa-check"></i><b>11.5.3</b> IBM Cell处理器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.5.4" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#nvidia-gpu"><i class="fa fa-check"></i><b>11.5.4</b> NVIDIA GPU</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.5.5" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#tile64处理器"><i class="fa fa-check"></i><b>11.5.5</b> Tile64处理器</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="11.6" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#本章小结-9"><i class="fa fa-check"></i><b>11.6</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="11.7" data-path="多核处理结构.html"><a href="多核处理结构.html#习题-10"><i class="fa fa-check"></i><b>11.7</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="part"><span><b>VI 系统性能评价与分析</b></span></li>
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<li class="chapter" data-level="12" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html"><i class="fa fa-check"></i><b>12</b> 计算机系统性能评价与性能分析</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="12.1" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#计算机系统性能评价指标"><i class="fa fa-check"></i><b>12.1</b> 计算机系统性能评价指标</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="12.1.1" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#计算机系统常用性能评价指标"><i class="fa fa-check"></i><b>12.1.1</b> 计算机系统常用性能评价指标</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.1.2" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#并行系统的性能评价指标"><i class="fa fa-check"></i><b>12.1.2</b> 并行系统的性能评价指标</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="12.2" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#测试程序集"><i class="fa fa-check"></i><b>12.2</b> 测试程序集</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="12.2.1" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#微基准测试程序"><i class="fa fa-check"></i><b>12.2.1</b> 微基准测试程序</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.2.2" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#spec-cpu基准测试程序"><i class="fa fa-check"></i><b>12.2.2</b> SPEC CPU基准测试程序</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.2.3" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#并行系统基准测试程序"><i class="fa fa-check"></i><b>12.2.3</b> 并行系统基准测试程序</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.2.4" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#其他常见的基准测试程序集"><i class="fa fa-check"></i><b>12.2.4</b> 其他常见的基准测试程序集</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="12.3" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#性能分析方法"><i class="fa fa-check"></i><b>12.3</b> 性能分析方法</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="12.3.1" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#分析建模的方法"><i class="fa fa-check"></i><b>12.3.1</b> 分析建模的方法</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.3.2" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#模拟建模的方法和模拟器"><i class="fa fa-check"></i><b>12.3.2</b> 模拟建模的方法和模拟器</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.3.3" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#性能测量的方法"><i class="fa fa-check"></i><b>12.3.3</b> 性能测量的方法</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="12.4" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#性能测试和分析实例"><i class="fa fa-check"></i><b>12.4</b> 性能测试和分析实例</a><ul>
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<li class="chapter" data-level="12.4.1" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#spec-cpu基准测试程序的分值对比"><i class="fa fa-check"></i><b>12.4.1</b> SPEC CPU基准测试程序的分值对比</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.4.2" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#微结构相关统计数据"><i class="fa fa-check"></i><b>12.4.2</b> 微结构相关统计数据</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.4.3" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#基础性能参数"><i class="fa fa-check"></i><b>12.4.3</b> 基础性能参数</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="12.5" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#本章小结-10"><i class="fa fa-check"></i><b>12.5</b> 本章小结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="12.6" data-path="计算机系统性能评价与性能分析.html"><a href="计算机系统性能评价与性能分析.html#习题-11"><i class="fa fa-check"></i><b>12.6</b> 习题</a></li>
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</ul></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="总结.html"><a href="总结.html"><i class="fa fa-check"></i>总结</a></li>
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<li class="chapter" data-level="" data-path="references.html"><a href="references.html"><i class="fa fa-check"></i>参考文献</a></li>
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<li class="divider"></li>
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<li><a href="http://www.loongson.cn" target="blank">本书电子版由龙芯中科赞助提供</a></li>
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<h1>
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<i class="fa fa-circle-o-notch fa-spin"></i><a href="./">计算机体系结构基础</a>
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</h1>
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<div id="自序" class="section level1 unnumbered">
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<h1>自序</h1>
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<p>计算机专业有几门“当家”的核心课程是关于“如何造计算机”的，硬件方面以计算机组成原理和计算机体系结构为主，软件方面以操作系统和编译原理为主。其他如离散数学、编程语言、数据结构、数字逻辑等计算机专业的学科基础课也很重要，除了计算机专业，其他使用计算机的专业如自动化专业、电子专业也在学。</p>
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<p>我从2001年就开始从事龙芯处理器的研发，并从2005年起在中国科学院大学教授计算机体系结构课程，其间接触了很多从各高校计算机专业毕业的学生，发现他们在大学时主要练就了诸如编程等“怎么用计算机”的本领，对操作系统和体系结构这种“如何造计算机”的课程，或者没有系统学习，或者只学到一些概念。比如对于“从打开电源到计算机启动再到登录界面”或者“从按一下空格键到翻一页PPT”这样的过程，如果问及计算机系统内部包括CPU、南北桥、GPU在内的硬件以及包括操作系统和应用程序在内的软件是如何协同工作的，计算机专业毕业的学生几乎没有人说得明白。</p>
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<p>我1986年到中国科学技术大学计算机系学习的时候，教授我计算机体系结构课程的老师都是亲自造过计算机的，他们能够讲明白计算机软硬件工作的原理性过程。改革开放以来，我国主要使用国外的CPU和操作系统“攒”计算机，学术界也几乎不从事CPU和操作系统这种核心技术的研究工作，全国两千多个计算机专业主要使用国外教材或者翻译的国外教材教授学生“如何造计算机”。由于计算机体系结构和操作系统都是工程性很强的学科，而任课老师却没有机会参与设计CPU和操作系统，因此教学生的时候难免照本宣科，使学生只学到一些概念，难以对计算机的软硬件工作过程融会贯通。</p>
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<p>发展以CPU和操作系统为代表的自主基础软硬件，是国家的战略需求，而人才培养是满足该战略需求的必要条件。因此，自2005年开始，我便结合龙芯CPU的实践在中国科学院研究生院开设计算机体系结构课程，并于2011年依托清华大学出版社出版了《计算机体系结构》教材。2014年，中国科学院大学设立并开始招收本科生，要求我也给本科生讲授计算机体系结构课程。刚开始觉得难度很大，因为计算机体系结构非常复杂，给研究生讲清楚都不容易，给本科生讲清楚就更难。</p>
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<p>经过反复思考，我觉得可以利用这个机会，建设包括本科生、硕士生、博士生在内的计算机体系结构课程体系，由浅入深地培养“造计算机”的人才。为此，我们计划编写一套分别面向本科生、硕士生、博士生的“计算机体系结构”课程教材。</p>
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<p>面向本科生的教材为《计算机体系结构基础》。主要内容包括：作为软硬件界面的指令系统结构，包含CPU、GPU、南北桥协同的计算机硬件结构，CPU的微结构，并行处理结构，计算机性能分析等。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，但重点是软硬件界面及计算机硬件结构，微结构则是硕士课程的主要内容。</p>
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<p>面向硕士生的教材为《计算机体系结构》。主要介绍CPU的微结构，包括指令系统结构、二进制和逻辑电路、静态流水线、动态流水线、多发射流水线、运算部件、转移猜测、高速缓存、TLB、多核对流水线的影响等内容。</p>
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<p>面向博士生的教材为《高级计算机体系结构》。中科院计算所的“高级计算机体系结构”课程是博士生精品课程的一部分，主要强调实践性，使学生通过设计真实的（而不是简化的）CPU，运行真实的（而不是简化的）操作系统，对结构设计、物理设计、操作系统软件做到融会贯通。</p>
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<p>在此基础上，还将推出计算机体系结构实验平台和实验教材。</p>
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<p>这套教材的编写突出以下特点：一是系统性，体系是“系统的系统”，很难脱离软硬件环境纯粹就体系结构本身讲解计算机体系结构，需要对体系结构、基础软件、电路和器件融会贯通；二是基础性，计算机体系结构千变万化，但几十年发展沉淀下来的原理性的东西不多，希望从体系结构快速发展的很多现象中找出一些内在的、本质的东西；三是实践性，计算机体系结构是实践性很强的学科，要设计在“硅”上运行而不是在“纸”上运行的体系结构。</p>
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<p>胡伟武</p>
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