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由龙芯团队胡伟武老师等人编写的一本书——《计算机体系结构基础》(第三版),本书纸质版本由机械工业出版社发行,前两版可以通过各种常规渠道购买,第三版纸质版本也即将发行。

本书由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。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。

书籍地址:https://github.com/foxsen/archbase

本书讲了什么?

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。

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。

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、IO之间是如何协同完成软件规定的各种操作的。

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。

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。

本书第六部分介绍计算机的性能分析方法。

阅读本书,你应该具备什么?

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,学生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LoongArch体系结构为主。与传统课程中讲授的X86体系结构相比,LoongArch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。

最后附上相关地址:

Github地址:https://github.com/foxsen/archbase HTML在线阅读:https://foxsen.github.io/archbase

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