計算機體係結構（第2版）/計算機科學與技術學科研究生係列教材（中文版） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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鬍偉武，汪文祥，吳瑞陽，陳雲霽，肖俊華 著

圖書標籤:

• 計算機體係結構
• 計算機科學
• 計算機技術
• 處理器
• 存儲器
• 係統設計
• 數字邏輯
• 並行計算
• 嵌入式係統
• 研究生教材

齣版社： 清華大學齣版社

ISBN：9787302483687

版次：2

商品編碼：12256154

包裝：平裝

叢書名： 計算機科學與技術學科研究生係列教材（中文版）

開本：16開

齣版時間：2017-10-01

用紙：膠版紙

頁數：264

字數：421000

正文語種：中文

編輯推薦

本書是鬍偉武老師2011年在清華大學齣版社齣版的《計算機體係結構》一書的新版。本書是國內從事微處理器設計的一綫科研人員撰寫的教材，充分結閤瞭作者從事龍芯處理器研製的科研結晶和體會。中科院計算所鬍偉武研究員是我國自主通用龍芯CPU的總設計師，在處理器設計方麵具有豐富的理論知識和工程經驗。本書具有兩個鮮明的特點： 內容精練而實用，錶述清楚而易懂。本書適閤作為高等學校計算機專業的高年級本科生、研究生的教材，也可以作為相關工程技術人員的學習參考書。

內容簡介

這是一本強調從實踐中學理念的計算機體係結構的教材。作者結閤自身從事國産龍芯高性能通用處理器研製的實踐，以準確精練、生動活潑的語言，將計算機體係結構的知識深入淺齣地傳授給讀者。
全書共13章，第1～4章從計算機體係結構的研究內容和發展趨勢、二進製和邏輯電路、指令係統結構等方麵介紹計算機體係結構的基礎內容。第5～7章從靜態流水綫、動態流水綫、多發射數據通路等方麵介紹指令流水綫結構。第8～11章從轉移預測、功能部件、高速緩存、存儲管理等方麵介紹處理器的模塊級結構。第12章介紹多處理器結構。第13章主要介紹作者在龍芯處理器設計過程中的經驗教訓。
本書適閤作為高等學校計算機專業的高年級本科生、研究生的教材，也可以作為相關工程技術人員的學習參考書。

目錄

第1章引言1
1.1什麼是CPU1
1.2一以貫之3
1.3本書的內容4
1.4本書的習題與參考文獻說明5
第2章計算機係統結構基礎6
2.1什麼是計算機6
2.2計算機的基本組成7
2.3計算機係統結構的發展9
2.4摩爾定律和工藝的發展11
2.5計算機應用的發展趨勢14
2.6計算機係統結構發展趨勢15
2.7多核結構的發展及其麵臨的問題18
2.8衡量計算機的指標21
2.9性能評價22
2.10成本評價28
2.11功耗評價30
2.12本章小結32
習題32
第3章二進製與邏輯電路34
3.1計算機中數的錶示34
3.2MOS管工作原理37
3.3MOS基本工藝40
3.4邏輯電路44
3.5CMOS電路的延遲47
3.6Verilog語言49
3.7本章小結52
習題52目錄計算機體係結構（第2版）第4章指令係統結構55
4.1指令係統結構的設計原則55
4.2影響指令係統結構設計的因素56
4.3指令係統的分類58
4.4指令係統的組成部分60
4.5RISC指令係統結構62
4.6RISC的發展曆史64
4.7不同RISC指令係統結構的比較65
4.8本章小結71
習題71
第5章靜態流水綫73
5.1數據通路設計74
5.2控製邏輯設計76
5.3時序78
5.4流水綫技術79
5.5指令相關和流水綫衝突83
5.6流水綫的前遞技術86
5.7流水綫和例外89
5.8多功能部件與多拍操作90
5.9本章小結93
習題93
第6章動態流水綫102
6.1影響流水綫效率的因素102
6.2指令調度技術103
6.3動態調度原理106
6.4Tomasulo算法109
6.5例外與動態流水綫114
6.6本章小結122
習題123
第7章多發射數據通路127
7.1指令級並行技術127
7.2保留站的組織128
7.3保留站和寄存器的關係131
7.4重命名寄存器的組織133
7.5亂序執行的流水綫通路137
7.6多發射結構139
7.7龍芯2號多發射結構簡介140
7.8本章小結142
習題143
第8章轉移預測146
8.1轉移指令146
8.2程序的轉移行為148
8.3軟件方法解決控製相關151
8.4硬件轉移預測技術155
8.5一些典型商用處理器的分支預測機製162
8.6本章小結164
習題164
第9章功能部件167
9.1定點補碼加法器167
9.2龍芯1號的ALU設計172
9.3定點補碼乘法器176
9.4本章小結183
習題183
第10章高速緩存185
10.1存儲層次185
10.2cache結構187
10.3cache性能和優化191
10.4常見處理器的存儲層次199
10.5本章小結201
習題202
第11章存儲管理204
11.1虛擬存儲的基本原理204
11.2MIPS處理器對虛存係統的支持207
11.3Linux操作係統的存儲管理210
11.4TLB的性能分析和優化215
11.5本章小結217
習題217
第12章多處理器係統219
12.1共享存儲與消息傳遞係統219
12.2常見的共享存儲係統223
12.3共享存儲係統的指令相關225
12.4共享存儲係統的訪存事件次序228
12.5存儲一緻性模型229
12.6cache一緻性協議233
12.7本章小結238
習題238
第13章實踐是最好的課堂240
13.1龍芯處理器簡介240
13.2矽是檢驗結構設計的唯一標準244
13.3設計要統籌兼顧251
13.4設計要重點突齣257
13.5皮體係結構設計260
13.6本章小結261
參考文獻262
後記265

精彩書摘

第5章靜態流水綫前4章分彆介紹瞭計算機係統結構的基本概念、二進製和邏輯電路以及指令係統結構。有瞭這些基礎，這一章以一個簡單的CPU為例介紹CPU的流水綫設計，後麵2章再介紹比較復雜的流水綫和多發射結構。
我們從MIPS指令集揀選部分代錶性的指令作為簡單CPU需要實現的指令集，其中指令及其編碼列舉在錶5.1中，指令的具體含義及指令集的其他定義請參看本書的第4章。
錶5.1簡單CPU指令和指令編碼
t第5章靜態流水綫計算機體係結構（第2版）5.1數據通路設計
基於指令係統的定義，先設計這個簡單CPU的數據通路，其主要模塊包括一個指令存儲器、一個數據存儲器、一個通用寄存器堆、一個指令寄存器（IR）和一個程序計數器（PC），如圖5.1所示。
圖5.1主要數據通路
CPU工作時，首先用PC作為地址去指令存儲器中取指令。PC的值是怎麼來的呢？有兩種情況，第一種是執行完一條指令順序執行時，下一條指令的PC（Next PC，NPC）的值是PC+4，因為指令占4個字節；第二種是執行轉移指令時NPC值是延遲槽PC+offset。因為延遲槽指令總是需要執行的，所以當前指令是跳轉的轉移指令時並不能立即修改PC為跳轉目標，隻能是延遲槽指令在CPU裏時纔能修改。這樣，生成NPC的部分有一個2選1邏輯根據轉移指令跳轉是否成功來選擇offset值和4，選擇之後再由一個加法器跟PC的值相加，並送到PC中。然後，根據這個PC的值到指令存儲器取指，指令取齣來以後放到指令寄存器IR中。IR中的指令包含操作碼（op）和功能碼（func），目標寄存器號（rd），兩個源寄存器號（rs、rt），還有立即數/偏移量（imm）,其中立即數/偏移量有16位，與rd和func域有部分重疊。
通用寄存器堆、運算部件和存儲器的通路由IR中的域統一控製。通用寄存器的內部電路結構如圖5.2所示，其讀地址RA1通過控製一個32選1邏輯從32組寄存器中選齣一組將其值輸齣至RD1，同樣的RA2控製另一個32選1邏輯從32組寄存器中選齣另一組將其值輸齣至RD2；當發生寫操作時，寫地址WA1通過譯碼器得到各組的選擇信號再與上全局寫使能WE1形成每一組寄存器的寫使能，用來控製將寫入數據WD1寫入到相應的寄存器組中。IR的rs域連接到通用寄存器堆的讀端口1的地址輸入，從中選齣一個將其值送到ALU的其中一端；IR的rt域連接到通用寄存器堆的讀端口2的地址輸入，從中也選齣一個值來，並和符號擴展後的立即數/偏移量2選1後送到ALU的另外一端。這是因為ADDIU、LW和SW指令不用寄存器讀齣的值作為第二個源操作數進行運算，而是用指令中的立即數/偏移量進行運算。轉移指令也用到立即數/偏移量，但僅在計算NPC時使用，這裏我們使用獨立的加法器進行NPC的計算。ALU完成計算操作之後要把算術運算或邏輯運算的結果寫迴到通用寄存器堆裏去，具體寫迴到哪個寄存器由指令中的rd或rt域來控製，目標連接到通用寄存器堆的寫端口1的地址輸入，進而選中一個寄存器並打開其寫使能。對於LW指令來說，其目標寄存器號來自於指令的rt域而非其他指令的rd域，所以需要通過一個2選1邏輯選擇齣目標寄存器號。訪存指令LW和SW把ALU的運算結果作為訪存地址。LW從數據存儲器中把值取齣，然後寫迴到目標寄存器去，所以寫入通用寄存器堆的數據也需要通過一個2選1邏輯從ALU運算結果和數據存儲器讀齣結果之間選擇。SW將寄存器堆中讀齣的值寫入到數據存儲器中。
圖5.2寄存器堆電路結構
上述描述實現瞭這個CPU中的主要數據通路，並涵蓋瞭指令係統中定義的所有指令，但沒有描述這個通路的控製邏輯部分。下麵我們一步一步地往裏加東西。
5.2控製邏輯設計
實現瞭CPU的數據通路之後，下麵先添加CPU的控製邏輯。控製邏輯根據指令的要求控製數據在數據通路中流動。
從上述數據通路可以看齣，為瞭讓數據根據指令的要求在數據通路中正確地流動，需要對以下通路進行控製： 計算PC的加法器是否需要看轉移跳轉情況決定是加4還是加offset（C1）；是選擇寄存器的值還是選擇立即數作為ALU的第二個源操作數（C2）；ALU做什麼運算(ALUOp)；運算結果是把ALU的運算結果寫迴，還是把從數據存儲器讀齣來的結果寫迴（C3）；目的寄存器號是來自指令的rd域還是rt域（C4）；什麼情況下使能通用寄存器堆的寫使能（C5），因為有一些指令是不寫寄存器的，例如SW指令和轉移指令；什麼情況下使能數據存儲的寫使能（C6）。
根據指令的功能和數據通路的情況，錶5.2給齣瞭CPU中控製邏輯的真值錶，其中X錶示是0或1無所謂。
……

前言/序言

2002年初，我剛開始龍芯處理器的研製沒多久，中科院計算技術研究所負責研究生教育的徐誌偉老師就找我說有沒有可能在計算技術研究所開設一門計算機係統結構方麵的“大課程”。他進一步解釋說，在國外很好的學校經常有這樣的課程，讓學生每天都忙得“死去活來”，熬夜到淩晨兩三點纔能完成作業，但從中還“真正能學到東西”。我便欣然應允。
我從2002年鞦季開始給計算技術研究所博士生開設“處理器設計”課程，講課後纔知道給學生上課比做研究難。一方麵是因為授課比做研究在內容上要求更加全麵係統，尤其是講體係結構課程，除瞭體係結構本身外，還需要對操作係統、編譯器原理、晶體管原理和基本工藝流程等相關領域的知識融會貫通；另一方麵做研究時很多內容隻要宏觀瞭解就可以瞭，但授課就必須對其搞清楚，不清楚就不敢講或者講起來不生動。例如，在龍芯處理器設計時我安排瞭專門的人負責浮點模塊，因為自己對於IEEE的浮點數據格式標準隻是大緻瞭解，但要給學生講自己就得搞清楚；又如，在講TLB時，就得搞清楚操作係統的存儲管理，否則越講學生就越糊塗。基於上述原因，這門課程幾乎花掉瞭我前3年的所有業餘時間，每一講都至少需要花一周的時間做準備，而且每一年都要對講義做大幅度調整，成為一個沉重的負擔。經過3年的積纍，課程的章節框架纔基本定型。
在此基礎上，2005年開始在中國科學院研究生院同時針對碩士和博士講授“高性能計算機係統結構”課程。碩士和博士課程的主要區彆在於作業和考試內容不同。由於要針對碩士講授，因此在基礎性方麵又做瞭補充和加強，並根據授課的實際需要每年再對各章的內容進行瞭調整和完善。到2008年，準備根據講課的內容齣版一部教材，因此對2008年的講授進行瞭錄音整理。為瞭增加教材的可讀性和趣味性，在整理教材時保持瞭第一人稱的形式，同時盡量做到句子及內容的簡潔和嚴謹。
本教材具有如下幾個特點。
一是基礎性，在快速變化的體係結構學科中總結齣其中不變的原理性東西。計算機體係結構發展得很快，不斷有新的內容齣現，但幾十年來積澱下來的東西並不多。關鍵是要發現快速變化中不變的原理性的東西，如果掌握瞭這些原理，就能以不變應萬變。因此，在教材編寫時“不趕時髦”且“不跟風”，把計算機體係結構在幾十年的發展過程中形成的裏程碑的工作講透，重點介紹具體結構背後的原理和思路。
二是係統性，做到對體係結構、基礎軟件、電路和器件的融會貫通。根據我自己從事處理器設計的經驗，一個體係結構的設計者就像一個帶兵打仗的將領，結構設計就是“排兵布陣”。更重要的是要“上知天文，下知地理”。所謂“上知天文”，指的是在結構設計過程中要充分地瞭解與處理器聯係緊密的操作係統、編譯器以及應用程序的原理和行為；所謂“下知地理”，指的是在做結構設計時要充分考慮到所設計的模塊和功能部件的電路和版圖結構。要做到一以貫之。例如在打字時，要很清楚地知道從按鍵盤到屏幕上齣現一個字的過程中應用程序、操作係統、硬件、芯片、晶體管等的完整的交互行為。
三是實踐性，做“在矽上工作（work on silicon）”的設計。在龍芯處理器的研發中深刻感覺到，計算機體係結構是實踐性很強的學科。因此，在本教材的內容中充分結閤瞭龍芯處理器研發過程中獲得的體驗，強調要做work on silicon的設計，而不要停留在work on paper的設計上。本教材的最後一章“實踐是最好的課堂”，通過龍芯研製過程中發生的10個故事來進一步強調學習計算機體係結構設計實踐的重要性。此外，在教材的習題部分安排瞭不少需要學生動手實踐的內容。這些習題是對內容的延伸，需要學生在領會教材內容的精神之後進行發揮。
由於體係結構這門學科發展迅速，涉及麵廣，因此本教材中難免有不當和疏漏之處，敬請批評指正。同時我也意識到，以活潑生動的形式編寫教材是一種大膽的嘗試，需要麵臨很多挑戰。因此，非常歡迎使用本教材的教師和學生對本教材提齣寶貴意見。
鬍偉武
2017年暑期前言計算機體係結構（第2版）

《數字邏輯設計與計算機係統構建》 內容簡介 本書深入探討瞭數字邏輯設計的核心原理及其在構建現代計算機係統中的應用。從最基本的邏輯門電路齣發，逐步引導讀者理解組閤邏輯和時序邏輯的設計方法，並最終將這些基本構建塊組閤起來，形成功能強大的微處理器、存儲器以及其他關鍵的計算機硬件組件。本書旨在為計算機科學、電子工程及相關領域的學生和專業人士提供堅實的理論基礎和實踐指導，幫助他們深刻理解計算機硬件的工作機製，並具備設計和實現數字邏輯電路的能力。 第一部分：數字邏輯基礎 本部分將從數字電路的最基本元素——邏輯門開始，為讀者打下堅實的基礎。 二進製數係統與邏輯運算： 詳細介紹二進製數製及其與十進製、十六進製之間的轉換。在此基礎上，深入講解基本的邏輯運算，包括與（AND）、或（OR）、非（NOT）、異或（XOR）、與非（NAND）、或非（NOR）等門電路的功能、邏輯錶達式、真值錶以及在數字係統中的基本應用。我們將通過實例演示這些邏輯門如何組閤實現更復雜的邏輯功能。 布爾代數與邏輯化簡： 引入布爾代數的基本公理和定理，這是分析和設計數字邏輯電路的數學工具。我們將學習如何使用布爾代數來簡化復雜的邏輯錶達式，從而減少電路的復雜度和成本。內容將涵蓋德摩根定律、分配律、結閤律等關鍵定理，並通過卡諾圖（Karnaugh Map）等圖形化方法，提供直觀有效的邏輯化簡技術，幫助讀者掌握最小項和最大項的概念，以及如何識彆和消除冗餘項。 組閤邏輯電路設計： 重點介紹組閤邏輯電路的設計流程，即根據給定的邏輯功能需求，推導齣邏輯錶達式，並通過布爾代數化簡和邏輯圖繪製，最終實現電路。將深入講解常見的組閤邏輯電路模塊，如編碼器（Encoder）、譯碼器（Decoder）、多路選擇器（Multiplexer, MUX）和數據選擇器、全加器（Full Adder）、半加器（Half Adder）、比較器（Comparator）、算術邏輯單元（Arithmetic Logic Unit, ALU）等。書中將提供大量的實際設計案例，例如如何設計一個能夠執行基本算術運算的ALU，如何用多路選擇器實現復雜的邏輯函數等。 時序邏輯電路設計： 介紹時序邏輯電路的基本概念，包括狀態、時鍾信號以及觸發器（Flip-Flop）在其中的作用。詳細講解各種類型的觸發器，如SR觸發器、JK觸發器、D觸發器、T觸發器，闡述它們的結構、工作原理、激勵錶和狀態圖。在此基礎上，我們將學習如何使用觸發器構建狀態機（State Machine），包括有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的概念，以及同步和異步狀態機的設計方法。內容將涵蓋狀態轉移圖、狀態轉換錶的設計，以及如何將狀態機轉化為具體的電路實現。 寄存器與計數器： 講解寄存器（Register）作為存儲單元的功能，以及如何由觸發器構成移位寄存器（Shift Register）和並行寄存器。深入分析計數器（Counter）的設計，包括異步計數器和同步計數器，以及它們在實現數字係統中的定時和序列控製功能。我們將探討如何設計模N計數器，並舉例說明其在數字係統中的應用，如頻率分頻器、定時器等。 第二部分：計算機係統構建模塊 在掌握瞭數字邏輯設計的基礎之後，本部分將進一步將這些基本模塊組閤起來，構建齣計算機係統的關鍵組成部分。 存儲器係統設計： 介紹不同類型的存儲器，包括隨機訪問存儲器（RAM）和隻讀存儲器（ROM）。詳細講解SRAM（靜態隨機訪問存儲器）和DRAM（動態隨機訪問存儲器）的工作原理、讀寫操作以及其在計算機係統中的結構。將探討ROM的類型，如PROM、EPROM、EEPROM以及Flash Memory，並分析它們各自的特點和應用場景。我們將深入研究存儲器芯片的內部結構，以及如何通過地址譯碼和數據總綫將多個存儲器芯片連接起來，形成更大的存儲器陣列，構建完整的存儲器子係統。 微處理器核心： 深入剖析微處理器的基本結構和工作原理，包括其核心組件：程序計數器（Program Counter, PC）、指令寄存器（Instruction Register, IR）、算術邏輯單元（ALU）、寄存器堆（Register File）以及控製單元（Control Unit）。詳細講解指令的取指、譯碼和執行周期，包括指令流水綫（Pipeline）的概念及其對性能的提升作用。將介紹指令集架構（Instruction Set Architecture, ISA）的基本概念，如RISC（精簡指令集計算）和CISC（復雜指令集計算）的特點。我們將模擬一個簡單的CPU，展示如何執行一係列指令，以及數據如何在CPU內部和存儲器之間流動。 數據通路與控製： 詳細介紹數據通路（Datapath）的設計，它定義瞭數據在CPU各個組件之間如何傳輸和處理。我們將分析不同指令格式對數據通路設計的影響。同時，深入講解控製單元（Control Unit）的設計，它是CPU的“大腦”，負責生成控製信號，協調數據通路中各組件的操作。我們將探討硬布綫控製（Hardwired Control）和微程序控製（Microprogrammed Control）兩種實現方式，並分析它們的優缺點。通過對一個具體指令集的分析，演示如何設計相應的數據通路和控製邏輯。 輸入/輸齣（I/O）係統： 介紹計算機如何與外部設備進行交互，包括各種輸入設備（鍵盤、鼠標）和輸齣設備（顯示器、打印機）。詳細講解I/O端口、I/O接口以及I/O控製器的工作原理。我們將探討中斷（Interrupt）機製，它如何使CPU能夠有效地處理外部事件。同時，介紹直接內存訪問（Direct Memory Access, DMA）技術，它如何允許外設直接與內存進行數據傳輸，減輕CPU的負擔。 總綫係統： 詳細闡述總綫（Bus）作為計算機係統內部各組件之間通信的通道的重要性。介紹總綫的基本類型，如數據總綫、地址總綫和控製總綫，以及它們的功能和工作方式。我們將探討總綫的結構，如並行總綫和串行總綫，以及常見的總綫標準（如PCIe）。深入分析總綫仲裁（Bus Arbitration）機製，它如何解決多個設備同時請求訪問總綫時的衝突問題，確保數據傳輸的有序進行。 第三部分：設計方法與工具 本部分將介紹在實際數字邏輯設計中常用的方法和工具，幫助讀者從理論走嚮實踐。 硬件描述語言（HDL）： 引入硬件描述語言（Hardware Description Language, HDL）的概念，如Verilog HDL或VHDL。詳細講解HDL的基本語法、數據類型、模塊定義、實例化、行為級描述和寄存器傳輸級（RTL）描述。通過具體的例子，展示如何使用HDL來描述組閤邏輯電路和時序邏輯電路，以及如何實現狀態機。 邏輯綜閤與仿真： 介紹邏輯綜閤（Logic Synthesis）的過程，它將HDL代碼轉化為門級網錶（Netlist）。講解綜閤工具如何根據目標工藝庫和時序約束，優化電路設計。深入闡述邏輯仿真（Logic Simulation）的重要性，它是在實際硬件製造之前驗證設計功能和性能的有效手段。我們將介紹不同類型的仿真，如功能仿真和時序仿真。 FPGA與ASIC設計流程： 介紹現場可編程門陣列（FPGA）和專用集成電路（ASIC）的基本概念。詳細講解基於FPGA的開發流程，包括設計輸入、綜閤、布局布綫（Place and Route）、時序分析和比特流生成。簡要介紹ASIC的設計流程，以及其與FPGA設計的主要區彆。 本書通過由淺入深的講解、豐富的圖示和詳細的案例分析，旨在幫助讀者全麵理解數字邏輯設計和計算機係統構建的各個層麵。讀者在學習過程中，不僅能夠掌握理論知識，更能培養分析問題、設計解決方案的工程能力，為未來在計算機硬件設計、嵌入式係統開發、集成電路設計等領域的發展打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始翻開這本書，我有點擔心會過於枯燥，畢竟“計算機體係結構”聽起來就不是什麼輕鬆的科目。但很快，我的這種顧慮就被徹底打消瞭。作者的寫作風格非常吸引人，沒有那種照本宣科的死闆，而是充滿瞭對技術的熱情和洞察力。他不僅僅是在介紹“是什麼”，更是在探討“為什麼”和“怎麼做”。書中對於指令集架構（ISA）的討論，讓我深入理解瞭不同指令集（如x86和ARM）的設計哲學和它們在不同應用場景下的優勢。特彆是關於RISC和CISC指令集的對比分析，讓我對CPU的設計權衡有瞭更深刻的認識。書中對性能評估的章節也讓我受益匪淺，各種性能指標的定義和計算方法，以及如何通過實驗來衡量和優化係統性能，這些都是實操中非常寶貴的經驗。我尤其喜歡書中對存儲器性能瓶頸的分析，以及如何通過緩存策略、預取等技術來緩解這些瓶頸。很多時候，我們覺得程序慢，但往往找不到根源，這本書就提供瞭一套係統的分析框架，幫助我們定位問題所在。而且，書中還涉及到一些關於功耗和散熱的討論，這在當前移動計算和嵌入式係統日益重要的背景下，顯得尤為前瞻和實用。總之，這是一本能夠讓你從“會用”到“理解”的進階讀物。

評分☆☆☆☆☆

我一直對那些能夠解釋“萬物”背後原理的東西著迷，而計算機體係結構無疑是構成我們現代數字世界基石的知識體係。這本《計算機體係結構》正好滿足瞭我的這種好奇心。它並沒有僅僅停留在描述靜態的組件，而是深入探討瞭它們是如何動態協同工作的，以及如何通過精妙的設計來優化性能。書中對並行處理的介紹，從多核處理器到SIMD指令集，再到GPU架構，讓我看到瞭計算能力爆炸式增長的秘密。我尤其對書中關於顯卡（GPU）的並行計算模型和綫程調度機製的講解感到震撼，原來我們看到的那些絢麗的遊戲畫麵和高速的視頻處理，都離不開如此復雜的底層架構支持。此外，書中對I/O係統的講解也讓我認識到，CPU並不是孤立工作的，它需要與各種外部設備進行高效的數據交換，而總綫、中斷、DMA等機製正是實現這種交換的關鍵。這本書也觸及瞭計算機體係結構的發展趨勢，例如異構計算、雲計算等，這讓我對未來的技術發展方嚮有瞭更深的思考。總而言之，這是一本既有深度又有廣度的經典教材，值得反復閱讀和品味。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對計算機硬件設計略有瞭解的人，我一直想找一本能夠係統梳理和深化我這方麵知識的書籍，而這本《計算機體係結構》正是我的不二之選。它不僅僅是列舉各種硬件組件，而是從更宏觀的視角，講解瞭整個計算機係統的設計理念和工程實現。書中對指令集架構（ISA）的演進和設計原則的分析，讓我理解瞭為什麼會有x86和ARM這樣截然不同的指令集，以及它們各自的優缺點。對於CPU流水綫和超標量技術的講解，更是讓我對現代高性能CPU的設計思路有瞭透徹的認識，理解瞭如何通過指令級並行來榨取CPU的每一分潛力。關於內存體係結構的討論，從緩存一緻性協議到內存控製器，都展現瞭內存係統設計的復雜性和重要性。書中還對現代存儲技術，如SSD和NVMe，進行瞭介紹，這讓我對存儲性能的提升有瞭更直觀的感受。此外，書中對I/O係統的設計和總綫技術的講解，也讓我理解瞭數據如何在CPU、內存和外設之間高效地流動。這本書的嚴謹性和全麵性，讓我在閱讀過程中不斷獲得新的啓發，也為我日後的工作和學習提供瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭我對計算機底層運作原理的全新視野！作為一名剛剛接觸這個領域的學生，我常常被各種高大上的計算機術語弄得雲裏霧裏，感覺像是隔著一層紗看東西。然而，這本《計算機體係結構》卻像一位循循善誘的老師，耐心地為我層層剝繭。它從最基礎的二進製和邏輯門講起，逐步深入到指令集、CPU的設計、存儲器的層次結構，再到並行處理和I/O係統。最讓我驚喜的是，作者並沒有止步於理論的闡述，而是穿插瞭大量的實際案例和圖示，將抽象的概念變得生動具體。例如，在講解流水綫技術時，書中通過一個形象的比喻，讓我瞬間明白瞭指令在CPU中是如何一步步“流水綫”式地執行的，極大地提高瞭效率。又比如，關於緩存的介紹，從L1到L3，再到TLB，書中都進行瞭詳盡的解釋，並分析瞭不同緩存層級在性能上的作用。讀完這部分，我纔真正理解瞭為什麼有時候程序運行速度的差異如此之大，原來背後隱藏著如此精妙的存儲器管理機製。這本書的邏輯性非常強，章節之間的過渡自然流暢，即使遇到一些復雜的內容，也能通過前麵知識的鋪墊，逐漸理解。我已經迫不及待地想將書中學習到的知識應用到我的課程設計和項目開發中瞭。

評分☆☆☆☆☆

對於我這個跨專業學習者來說，這本書無疑是一個巨大的挑戰，但也是一次寶貴的學習機會。我之前對計算機的理解僅限於軟件層麵，對硬件如何協同工作幾乎一無所知。這本書就像一座橋梁，連接瞭我軟件知識的“此岸”與硬件運作的“彼岸”。雖然有些內容仍然需要反復琢磨，但作者的講解非常清晰，而且每章的末尾都會有習題，這對我鞏固知識非常有幫助。我印象最深刻的是關於CPU指令流水綫的部分，雖然一開始有些繞，但通過作者反復的講解和圖示，我終於明白瞭指令在不同階段的狀態，以及如何通過亂序執行和分支預測來進一步提升CPU的執行效率。另外，內存層次結構的部分也讓我大開眼界，原來電腦的“記憶”不是單一的，而是由高速緩存、主內存、硬盤等不同層級組成的，而且它們之間有著復雜的聯動關係。書中對虛擬內存的解釋也讓我對操作係統如何管理內存有瞭更清晰的認識。讀完這本書，我不再害怕聽到“寄存器”、“內存總綫”、“DMA”這些詞匯，反而感到一種豁然開朗的喜悅。這本教材確實適閤作為深入學習計算機體係結構的起點。

評分☆☆☆☆☆

工作用的書，買來看看。

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好好好好好好好好好好

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鬍偉武老師寫到書，課講得好

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好書。準備再次購買。

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