Advanced computer architecture
副标题:无
分类号:
ISBN:9787302018759
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简介
书对当代最为流行的并行处理概念、理论、系统结构和软件以及工程实现技术和成果作了
全面系统的介绍和论述。理论和技术方面论及并行计算机模型、并行性理论、可扩展性分析
、运用于各类RISC结构的先进技术、共享存储与消息传递机制、高速缓存一致性处理、并行
语言与优化编译技术以及并行程序开发工具与环境等重要内容。工程实践方面着重分析了多
处理
机和多向量机、大规模并行处理机以及多线程、数据流等先进系统实例。本书结构清晰、系
统性强,内容新颖、叙述由浅入深,每章后附有习题便于读者学习练习。
本书作者为美国南加州
目录
目录
1、1计算技术的现状
1、1、1计算机发展史上的里程碑
第一章 并行计算机模型
1、1、2现代计算机的组成
1、1、3计算机系统结构的发展
1、1、4性能的系统属性
1、2多处理机和多计算机
1、2、1共享存储型多处理机
1、2、2分布存储型多计算机
1、2、3MIMD计算机分类
1、3多向量机和SIMD计算机
1、3、1向量超级计算机
1、3、2SIMD超级计算机
1、4PRAM和VLSI模型
1、4、1并行随机存取机
1、4、2VLSI复杂性模型
1、5系统结构的发展过程
1、5、1多处理机的发展过程
1、5、2多向量机和SIMD机的发展过程
1、5、3多线程和数据流的发展过程
1、6参考文献注释和习题
2、1并行性条件
2、1、1数据和资源的关系
第二章 程序和网络特性
2、1、2硬件和软件并行性
2、1、3编译器的作用
2、2程序的划分和调度
2、2、1颗粒规模和时延
2、2、2粒度的组合和调度
2、2、3静态多处理机调度
2、3程序流机制
2、3、1控制流和数据流
2、3、2需求驱动机制
2、3、3流机制的比较
2、4系统互连结构
2、4、1网络特性和寻径功能
2、4、2静态连接网络
第一篇 并行性理论
2、4、3动态连接网络
2、5参考文献注释和习题
3、1性能指标和测量
3、1、1程序的并行性分布图
第三章 可扩展性能原理
3、1、2调和均值性能
3、1、3效率、利用率和质量
3、1、4标准性能测量
3、2并行处理的应用
3、2、1开发重大挑战性课题的大规模并行性
3、2、2并行计算机的应用模型
3、2、3并行算法的可扩展性
3、3加速比性能定律
3、3、1适用于固定负载的Amdahl定律
3、3、2适用于可扩展问题的Gustafson定律
3、3、3受限于存储器的加速比模型
3、4可扩展性的分析与探讨
3、4、1可扩展性的指标和目标
3、4、2可扩展计算机的发展
3、4、3研究课题与解决方法
3、5参考文献注释和习题
4、1先进的处理机技术
4、1、1处理机的设计空间
第四章 处理机与存储器层次结构
4、1、2指令系统结构
4、1、3CISC标量处理机
4、1、4RISC标量处理机
4、2超标量和向量处理机
4、2、1超标量处理机
4、2、2VLIW结构
4、2、3向量和符号处理机
4、3存储器层次结构技术
4、3、1层次存储器技术
4、3、2包含性,一致性和局部性
第二篇 硬件技术
4、3、3存储器容量的规划
4、4虚拟存储器技术
4、4、1虚拟存储器模型
4、4、2TLB、分页和分段
4、4、3存储器替换策略
4、5参考文献注释与习题
5、1底板总线系统
5、1、1底板总线规范
第五章 总线、高速缓存和共享存储器
5、1、2寻址与定时协议
5、1、3仲裁、业务与中断
5、1、4IEEEFuturebus+标准
5、2高速缓存组织
5、2、1高速缓存的寻址方式
5、2、2直接映射与联想高速缓存
5、2、3组联想与区段高速缓存
5、2、4高速缓存的性能问题
5、3共享存储器组织
5、3、1交叉存储器组织
5、3、2带宽与容错
5、3、3存储器分配方案
5、4顺序和弱一致性模型
5、4、1原子性及事件次序
5、4、2顺序一致性模型
5、4、3弱一致性模型
5、5参考文献注释与习题
6、1线性流水线处理机
6、1、1异步和同步模型
第六章 流水线与超标量技术
6、1、2时钟及定时控制
6、1、3加速比,效率和吞吐率
6、2非线性流水线处理机
6、2、1预约和等待时间分析
6、2、2无冲突调度
6、2、3流水线调度优化
6、3指令流水线设计
6、3、1指令执行阶段
6、3、2指令流水线机制
6、3、3动态指令调度
6、3、4转移处理技术
6、4运算流水线设计
6、4、1计算机的运算原理
6、4、2静态运算流水线
6、4、3多功能运算流水线
6、5超标量和超流水线设计
6、5、1超标量流水线设计
6、5、2超流水线设计
6、5、3超对称性和设计的折衷方案
6、6参考文献注释与习题
7、1多处理机系统互连
第七章 多处理机与多计算机
7、1、1层次总线系统
7、1、2交叉开关和多端口存储器
7、1、3多级网络和组合网络
7、2高速缓存一致性和同步机制
7、2、1高速缓存一致性问题
7、2、2监听总线协议
7、2、3基于目录的协议
第三篇 并行和可扩展系统结构
7、2、4硬件同步机构
7、3三代多计算机
7、3、1过去的设计方案
7、3、2当前的状况和未来的发展趋势
7、3、3IntelParagon系统
7、4消息传递机制
7、4、1消息寻径方式
7、4、2死锁和虚拟通道
7、4、3流控制策略
7、4、4选播寻径算法
7、5参考文献注释与习题
8、1向量处理原理
8、1、1向量指令类型
第八章 多向量机与SIMD计算机
8、1、2向量存取的存储器方案
8、1、3超级计算机的历史与现状
8、2多向量多处理机
8、2、1性能驱动设计原则
8、2、2CrayY-MP,C-90和MPP
8、2、3富士通VP2000和VPP500
8、2、4大型机和小型超级计算机
8、3复合向量处理
8、3、1复合向量操作
8、3、2向量循环和链接
8、3、3多流水线连网
8、4SIMD计算机结构
8、4、1实现模型
8、4、2CM-2系统结构
8、4、3MasParMP-1系统结构
8、5ConnectionMachineCM-5
8、5、1同步的MIMD机器
8、5、2CM-5网络系统结构
8、5、3控制处理机和处理结点
8、5、4处理机之间的通信
8、6参考文献注释与习题
9、1时延隐藏技术
9、1、1虚拟共享存储器
第九章 可扩展、多线程与数据流系统结构
9、1、2预取技术
9、1、3分布式一致性高速缓存
9、1、4可扩展的一致性接口
9、1、5非严格的存储器一致性
9、2多线程原理
9、2、1多线程问题及其解决方法
9、2、2多现场处理机
9、2、3多维系统结构
9、3细粒度多计算机
9、3、1细粒度并行性
9、3、2麻省理工学院的J-Machine
9、3、3加州理工学院的MosaicC
9、4可扩展和多线程系统结构
9、4、1斯坦福大学的Dash多计算机
9、4、2KendallSquareResearchKSR-1
9、4、3Tera多处理机系统
9、5数据流和混合系统结构
9、5、1数据流计算机的发展
9、5、2日本的ETL/EM-4
9、5、3麻省理工学院/Motorola*T原型机
9、6参考文献注释与习题
10、1并行程序设计模型
10、1、1共享变量模型
第十章 并行模型、语言与编译器
10、1、2消息传递模型
10、1、3数据并行模型
10、1、4面向对象模型
10、1、5函数和逻辑模型
10、2并行语言与编译器
10、2、1并行性的语言特征
10、2、2并行语言结构
10、2、3并行优化编译器
10、3数据数组的相关性分析
10、3、1迭代空间和相关性分析
10、3、2下标的可分离性及划分
第四篇 并行程序设计软件
10、3、3分类相关性测试
10、4代码优化与调试
10、4、1基本程序块的标量优化
10、4、2局部和全局优化
10、4、3向量化和并行化方法
10、4、4代码生成与调度
10、4、5路径调度编译
10、5循环并行化与流水技术
10、5、1循环变换理论
10、5、2并行化与波前变换
10、5、3分块与局部化
10、5、4软件流水技术
10、6参考文献注释与习题
11、1并行程序开发与环境
第十一章 并行程序开发与环境
11、1、1软件工具和环境
11、1、2Y-MP、Paragon和CM-5环境
11、1、3可视化和性能调试
11、2同步和多处理方式
11、2、1同步原理
11、2、2多处理机执行方式
11、2、3Cray多处理机的多任务处理
11、3共享变量程序结构
11、3、1保护访问的锁定机制
11、3、2信号灯和应用
11、3、3管程和应用
11、4消息传递程序开发
11、4、1分布计算
11、4、2同步消息传递
11、4、3异步消息传递
11、5程序到多计算机的映射
11、5、1定义域分解技术
11、5、2控制分解技术
11、5、3异构处理
11、6参考文献注释与习题
12、1多处理机UNIX设计目标
12、1、1传统UNIX的局限性
第十二章 并行机的UNIX,Mach与OSF/1
12、1、2兼容性和可移植性
12、1、3地址空间和负载平衡
12、1、4并行I/O和网络服务
12、2主从与多线程UNIX
12、2、1主从内核
12、2、2浮动执行内核
12、2、3多线程UNIX内核
12、3多计算机UNIX扩充
12、3、1消息传递OS模型
12、3、2Cosmic环境和Reactive内核
12、3、3IntelNX/2内核和扩充
12、4Mach/OS内核结构
12、4、1Mach/OS内核的功能
12、4、2多线程多任务处理
12、4、3基于消息的通信
12、4、4虚拟存储管理
12、5OSF/1结构与应用
12、5、1OSF/1结构
12、5、2OSF/1程序设计环境
12、5、3利用线程改善性能
12、6参考文献注释与习题
部分习题答案
参考文献
var cpro_id = 'u317582';
1、1计算技术的现状
1、1、1计算机发展史上的里程碑
第一章 并行计算机模型
1、1、2现代计算机的组成
1、1、3计算机系统结构的发展
1、1、4性能的系统属性
1、2多处理机和多计算机
1、2、1共享存储型多处理机
1、2、2分布存储型多计算机
1、2、3MIMD计算机分类
1、3多向量机和SIMD计算机
1、3、1向量超级计算机
1、3、2SIMD超级计算机
1、4PRAM和VLSI模型
1、4、1并行随机存取机
1、4、2VLSI复杂性模型
1、5系统结构的发展过程
1、5、1多处理机的发展过程
1、5、2多向量机和SIMD机的发展过程
1、5、3多线程和数据流的发展过程
1、6参考文献注释和习题
2、1并行性条件
2、1、1数据和资源的关系
第二章 程序和网络特性
2、1、2硬件和软件并行性
2、1、3编译器的作用
2、2程序的划分和调度
2、2、1颗粒规模和时延
2、2、2粒度的组合和调度
2、2、3静态多处理机调度
2、3程序流机制
2、3、1控制流和数据流
2、3、2需求驱动机制
2、3、3流机制的比较
2、4系统互连结构
2、4、1网络特性和寻径功能
2、4、2静态连接网络
第一篇 并行性理论
2、4、3动态连接网络
2、5参考文献注释和习题
3、1性能指标和测量
3、1、1程序的并行性分布图
第三章 可扩展性能原理
3、1、2调和均值性能
3、1、3效率、利用率和质量
3、1、4标准性能测量
3、2并行处理的应用
3、2、1开发重大挑战性课题的大规模并行性
3、2、2并行计算机的应用模型
3、2、3并行算法的可扩展性
3、3加速比性能定律
3、3、1适用于固定负载的Amdahl定律
3、3、2适用于可扩展问题的Gustafson定律
3、3、3受限于存储器的加速比模型
3、4可扩展性的分析与探讨
3、4、1可扩展性的指标和目标
3、4、2可扩展计算机的发展
3、4、3研究课题与解决方法
3、5参考文献注释和习题
4、1先进的处理机技术
4、1、1处理机的设计空间
第四章 处理机与存储器层次结构
4、1、2指令系统结构
4、1、3CISC标量处理机
4、1、4RISC标量处理机
4、2超标量和向量处理机
4、2、1超标量处理机
4、2、2VLIW结构
4、2、3向量和符号处理机
4、3存储器层次结构技术
4、3、1层次存储器技术
4、3、2包含性,一致性和局部性
第二篇 硬件技术
4、3、3存储器容量的规划
4、4虚拟存储器技术
4、4、1虚拟存储器模型
4、4、2TLB、分页和分段
4、4、3存储器替换策略
4、5参考文献注释与习题
5、1底板总线系统
5、1、1底板总线规范
第五章 总线、高速缓存和共享存储器
5、1、2寻址与定时协议
5、1、3仲裁、业务与中断
5、1、4IEEEFuturebus+标准
5、2高速缓存组织
5、2、1高速缓存的寻址方式
5、2、2直接映射与联想高速缓存
5、2、3组联想与区段高速缓存
5、2、4高速缓存的性能问题
5、3共享存储器组织
5、3、1交叉存储器组织
5、3、2带宽与容错
5、3、3存储器分配方案
5、4顺序和弱一致性模型
5、4、1原子性及事件次序
5、4、2顺序一致性模型
5、4、3弱一致性模型
5、5参考文献注释与习题
6、1线性流水线处理机
6、1、1异步和同步模型
第六章 流水线与超标量技术
6、1、2时钟及定时控制
6、1、3加速比,效率和吞吐率
6、2非线性流水线处理机
6、2、1预约和等待时间分析
6、2、2无冲突调度
6、2、3流水线调度优化
6、3指令流水线设计
6、3、1指令执行阶段
6、3、2指令流水线机制
6、3、3动态指令调度
6、3、4转移处理技术
6、4运算流水线设计
6、4、1计算机的运算原理
6、4、2静态运算流水线
6、4、3多功能运算流水线
6、5超标量和超流水线设计
6、5、1超标量流水线设计
6、5、2超流水线设计
6、5、3超对称性和设计的折衷方案
6、6参考文献注释与习题
7、1多处理机系统互连
第七章 多处理机与多计算机
7、1、1层次总线系统
7、1、2交叉开关和多端口存储器
7、1、3多级网络和组合网络
7、2高速缓存一致性和同步机制
7、2、1高速缓存一致性问题
7、2、2监听总线协议
7、2、3基于目录的协议
第三篇 并行和可扩展系统结构
7、2、4硬件同步机构
7、3三代多计算机
7、3、1过去的设计方案
7、3、2当前的状况和未来的发展趋势
7、3、3IntelParagon系统
7、4消息传递机制
7、4、1消息寻径方式
7、4、2死锁和虚拟通道
7、4、3流控制策略
7、4、4选播寻径算法
7、5参考文献注释与习题
8、1向量处理原理
8、1、1向量指令类型
第八章 多向量机与SIMD计算机
8、1、2向量存取的存储器方案
8、1、3超级计算机的历史与现状
8、2多向量多处理机
8、2、1性能驱动设计原则
8、2、2CrayY-MP,C-90和MPP
8、2、3富士通VP2000和VPP500
8、2、4大型机和小型超级计算机
8、3复合向量处理
8、3、1复合向量操作
8、3、2向量循环和链接
8、3、3多流水线连网
8、4SIMD计算机结构
8、4、1实现模型
8、4、2CM-2系统结构
8、4、3MasParMP-1系统结构
8、5ConnectionMachineCM-5
8、5、1同步的MIMD机器
8、5、2CM-5网络系统结构
8、5、3控制处理机和处理结点
8、5、4处理机之间的通信
8、6参考文献注释与习题
9、1时延隐藏技术
9、1、1虚拟共享存储器
第九章 可扩展、多线程与数据流系统结构
9、1、2预取技术
9、1、3分布式一致性高速缓存
9、1、4可扩展的一致性接口
9、1、5非严格的存储器一致性
9、2多线程原理
9、2、1多线程问题及其解决方法
9、2、2多现场处理机
9、2、3多维系统结构
9、3细粒度多计算机
9、3、1细粒度并行性
9、3、2麻省理工学院的J-Machine
9、3、3加州理工学院的MosaicC
9、4可扩展和多线程系统结构
9、4、1斯坦福大学的Dash多计算机
9、4、2KendallSquareResearchKSR-1
9、4、3Tera多处理机系统
9、5数据流和混合系统结构
9、5、1数据流计算机的发展
9、5、2日本的ETL/EM-4
9、5、3麻省理工学院/Motorola*T原型机
9、6参考文献注释与习题
10、1并行程序设计模型
10、1、1共享变量模型
第十章 并行模型、语言与编译器
10、1、2消息传递模型
10、1、3数据并行模型
10、1、4面向对象模型
10、1、5函数和逻辑模型
10、2并行语言与编译器
10、2、1并行性的语言特征
10、2、2并行语言结构
10、2、3并行优化编译器
10、3数据数组的相关性分析
10、3、1迭代空间和相关性分析
10、3、2下标的可分离性及划分
第四篇 并行程序设计软件
10、3、3分类相关性测试
10、4代码优化与调试
10、4、1基本程序块的标量优化
10、4、2局部和全局优化
10、4、3向量化和并行化方法
10、4、4代码生成与调度
10、4、5路径调度编译
10、5循环并行化与流水技术
10、5、1循环变换理论
10、5、2并行化与波前变换
10、5、3分块与局部化
10、5、4软件流水技术
10、6参考文献注释与习题
11、1并行程序开发与环境
第十一章 并行程序开发与环境
11、1、1软件工具和环境
11、1、2Y-MP、Paragon和CM-5环境
11、1、3可视化和性能调试
11、2同步和多处理方式
11、2、1同步原理
11、2、2多处理机执行方式
11、2、3Cray多处理机的多任务处理
11、3共享变量程序结构
11、3、1保护访问的锁定机制
11、3、2信号灯和应用
11、3、3管程和应用
11、4消息传递程序开发
11、4、1分布计算
11、4、2同步消息传递
11、4、3异步消息传递
11、5程序到多计算机的映射
11、5、1定义域分解技术
11、5、2控制分解技术
11、5、3异构处理
11、6参考文献注释与习题
12、1多处理机UNIX设计目标
12、1、1传统UNIX的局限性
第十二章 并行机的UNIX,Mach与OSF/1
12、1、2兼容性和可移植性
12、1、3地址空间和负载平衡
12、1、4并行I/O和网络服务
12、2主从与多线程UNIX
12、2、1主从内核
12、2、2浮动执行内核
12、2、3多线程UNIX内核
12、3多计算机UNIX扩充
12、3、1消息传递OS模型
12、3、2Cosmic环境和Reactive内核
12、3、3IntelNX/2内核和扩充
12、4Mach/OS内核结构
12、4、1Mach/OS内核的功能
12、4、2多线程多任务处理
12、4、3基于消息的通信
12、4、4虚拟存储管理
12、5OSF/1结构与应用
12、5、1OSF/1结构
12、5、2OSF/1程序设计环境
12、5、3利用线程改善性能
12、6参考文献注释与习题
部分习题答案
参考文献
var cpro_id = 'u317582';
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