计算机系统结构实践教程
“十二五”普通高等教育本科国家级规划教材

作者:张晨曦

丛书名:21世纪大学本科计算机专业系列教材

定价:19元

印次:1-1

ISBN:9787302223719

出版日期:2010.04.01

印刷日期:2010.04.06

图书责编:魏江江

图书分类:教材

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本书设计和编写了11个实验: 指令系统和体系结构、流水线及流水线中的冲突、指令调度和延迟分支、Cache性能分析、Tomasulo算法、再定序缓冲(ROB)工作原理、多Cache一致性——监听协议、多Cache一致性——目录协议。本书覆盖面广,内容丰富,有利于加深对系统结构知识的理解。本书的实验既有基于MIPS指令集的,也有基于SPARC指令集的。教师可根据具体教学需要选择。本书包含了实验所需相关知识的介绍,可以跟大多数系统结构教材配合使用。本书所附光盘提供了我们专门为系统结构实验开发的一套运行于Windows平台的模拟器。这些模拟器界面友好,使用方便、直观,交互性很强。随书光盘还提供了计算机系统结构课程相关的动画和视频课件。本书可作为本科生或研究生的系统结构课程以及计算机组成与结构课程的实验教材,也可作为自学者的辅助教材。

计算机系统结构是计算机专业及相关专业的一门重要的专业课程。但是,长期以来,该课程的实验一直是一个令人头疼的问题。系统结构课程内容比较抽象、单调,不少内容要通过实验才能更好地理解。而且,通过实验研究对系统结构进行量化分析,是国际上流行的一种方法。   基于硬件平台来做实验不仅成本高,而且目前没有合适的系统结构实验平台。国外研究和实践经验表明,基于模拟器开设虚拟实验是一种有效的途径,有时其效果甚至比实物实验更好。因此,本教材基于我们自行开发的具有自主版权的模拟器,设计和编写了11个实验。其中前6个实验是分两组平行的,分别基于MIPS指令集(本书的第一部分)和SPARC指令集(本书的第二部分)。教师可以根据具体的教学需要从中选择一组。后5个实验构成第三部分,是必选的。   每个实验都由实验目的、实验平台、实验内容和步骤、模拟器使用手册以及相关知识5部分构成。“相关知识”部分系统地论述了与该实验相关的知识,使读者能为实验做好充分的准备。   采用本书,可以开设以下8个实验:   (1) 指令系统和体系结构   (2) 流水线及流水线中的冲突   (3) 指令调度和延迟分支   (4) Cache性能分析   (5) Tomasulo算法   (6) 再定序缓冲(ROB)工作原理   (7) 多Cache一致性——监听协议   (8) 多Cache一致性——目录协议 本书光盘中提供了所有上述实验所需要的模拟器和样例程序,只要把模拟器复制到硬盘中即可使用。   本书主要由同济大学的张晨曦、刘依,哈尔滨工业大学的刘宏伟,同济大学的孙太一,国防科技大学的沈立以及同济...

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第一部分基于MIPS体系结构

实验1MIPS指令系统和MIPS体系结构

1.1实验目的

1.2实验平台

1.3实验内容和步骤

1.4MIPSsim使用手册

1.4.1启动模拟器

1.4.2MIPSsim的窗口

1.4.3MIPSsim的菜单

1.5相关知识: MIPS指令系统

1.5.1MIPS的寄存器

1.5.2MIPS的数据表示

1.5.3MIPS的数据寻址方式

1.5.4MIPS的指令格式

1.5.5MIPS的部分指令介绍

实验2流水线及流水线中的冲突

2.1实验目的

2.2实验平台

2.3实验内容和步骤

2.4MIPSsim使用手册

2.5相关知识: 流水线、相关与冲突

2.5.1一条经典的5段流水线

2.5.2相关与流水线冲突

2.5.3流水线的实现

实验3指令调度和延迟分支

3.1实验目的

3.2实验平台

3.3实验内容和步骤

3.4MIPSsim使用手册

3.5相关知识: 指令调度和延迟分支

3.5.1指令调度

3.5.2延迟分支

目录

计算机系统结构实践教程

第二部分基于SPARC体系结构

实验4SPARC指令系统和SPARC体系结构

4.1实验目的

4.2实验平台

4.3实验内容和步骤

4.4SPARCsim使用手册

4.4.1启动程序 ...