计算机体系结构

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出版者:机械工业出版社
作者:John L.Hennessy
出品人:
页数:1136
译者:
出版时间:2003-12-1
价格:99.00元
装帧:平装(无盘)
isbn号码:9787111109211
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
  • 体系结构
  • 计算机科学
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具体描述

《计算机体系结构:量化研究方法(英文版•第3版)》不要内容: The third edition of Computer Architecture: A Quantitative Approach should have been easy to write. After all, our quantitative approach hasn't changed, and we sought to continue our focus on the basic principles of computer design through two editions. The examples had to be updated, of course, just as we did for the second edition. The dramatic and ongoing advances in the field as well as the creation of new markets for computers and new approaches for those markets, however, led us to rewrite almost the entire book. The pace of innovation in computer architecture continued unabated in the six years since the second edition. As when we wrote the second edition, we found that numerous new concepts needed to be introduced, and other material designated as more basic. Although this is officially the third edition of Computer Architecture: A Quantitative Approach, it is really our fifth book in a series that began with the first edition, continued with Computer Organization and Design:The Hardware/Software Interface (COD:HIS), and then the second edition of both books. Over time ideas that were once found here have moved to COD:HIS or to background tutorials in the appendices. This migration, combined with our goal to present concepts in the context of the most recent computers, meant there was remarkably little from the second edition that could be preserved intact, and practically nothing is left from the first edition.

数字时代的信息脉络:一部探讨信息科学基础与前沿应用的著作 书名:信息流动的奥秘:从比特到智能的理论与实践 作者: [此处留空,模拟真实作者信息] 出版社: [此处留空,模拟真实出版社信息] --- 内容提要 本书《信息流动的奥秘:从比特到智能的理论与实践》并非聚焦于硬件的物理结构或指令集的具体实现,而是将视角提升至一个更为宏观和抽象的层面——信息本身。它深入剖析了信息在各种复杂系统中的产生、编码、传输、处理、存储和利用的普遍规律与理论框架。全书旨在为读者构建一个跨学科的信息科学知识体系,阐明信息如何成为驱动现代社会、生物学乃至宇宙演化的核心驱动力。 本书内容涵盖信息论的经典理论,探讨了香农理论在数据压缩、信道容量评估中的实际应用,并引入了现代编码理论,特别是纠错码在抵抗噪声干扰中的关键作用。随后,我们转向信息处理的哲学与数学基础,详细阐述了图灵机模型在计算能力极限上的奠基意义,以及算法复杂性理论如何量化问题的难度。 进入后半部分,本书将重点放在信息的“应用形态”与“智能涌现”上。我们不再关注CPU的流水线设计或内存的层级结构,而是深入研究复杂网络中的信息扩散模型,例如社会网络中的意见传播、生态系统中的基因信息传递等。此外,量子信息作为信息科学的下一前沿,被单独辟出章节进行详尽介绍,包括量子比特(Qubit)的特性、量子纠缠的物理意义以及量子计算(而非具体硬件)在处理特定类型问题上的理论优势。 最终,本书旨在揭示,无论是在硅基芯片还是在生物神经元中,信息处理的底层逻辑是相通的。它提供了一种理解数字世界运行机制的“元视角”,引导读者超越具体技术的限制,把握信息科学跨越计算、通信、控制乃至生命科学的统一性。 --- 详细章节介绍 第一部分:信息的本源与度量 第一章:信息的哲学与物理基础 本章追溯了信息概念的起源,从早期的符号学到现代的量化描述。重点讨论了信息与熵(不确定性)之间的深刻联系。我们不讨论寄存器或总线,而是探讨“哪个事件发生的概率越低,它所携带的信息量越大”这一核心命题,并引入了玻尔兹曼熵与香农熵的对比分析,强调信息是物理实在的某种内在属性。 第二章:香农的信息论核心 本章专注于信息论的数学框架。详述了自信息、熵、互信息和条件熵的精确定义及运算规则。着重分析了信道编码定理和信源编码定理的意义,即信息理论如何为数据压缩设定了不可逾越的极限。读者将理解“无损压缩”与“有损压缩”的理论边界,以及它们在信息经济学中的价值。 第三章:噪声、信道与纠错理论 信息在真实世界中传播必然面临干扰。本章探讨了各种物理噪声模型(如高斯白噪声、伯努利错误)。核心内容是对信道容量的计算及其意义。随后,系统性地介绍线性分组码、循环码(如CRC)以及迭代译码方案(如Turbo码和LDPC码)的数学原理,重点在于它们如何通过引入冗余来抵抗不可避免的错误,确保信息的可靠性。 第二部分:信息处理的计算极限 第四章:计算的抽象模型与可判定性 本章避开微处理器设计,转而探讨计算的理论基石。详细解析了图灵机的数学构造,并将其作为所有现代计算设备的抽象模型。核心讨论是停机问题的不可解性证明,这为所有计算任务划定了“理论上能做”和“理论上不能做”的明确界限。 第五章:算法复杂性与问题的分类 本章探讨效率问题,即“能做”的任务中,哪些是“高效能做”的。详细介绍时间复杂度和空间复杂度的概念,特别是对P类问题、NP类问题及其重要性进行了深入剖析。本书将重点论述NP-完全性的概念,它决定了许多现实世界优化问题的本质难度。 第六章:信息与随机性 本章探讨了“真随机性”的界定。讨论了伪随机数生成器的构造原理及其在模拟、密码学中的应用局限。引入了柯尔莫哥洛夫复杂度(描述复杂度)的概念,用以衡量一个对象(如一个数据序列)的内在简洁性,这为理解数据压缩的终极极限提供了新的视角。 第三部分:信息流的涌现与未来 第七章:网络中的信息传播动力学 本章将信息视为一种在复杂网络中流动的实体。我们将分析小世界网络和无标度网络等拓扑结构如何影响信息的扩散速度和覆盖范围。引入SIR(易感-感染-康复)等流行病学模型,用于描述信息(如谣言、技术采纳)在社群中的传播路径和饱和点。 第八章:信息编码与生物系统 本章从跨学科角度审视信息。我们将信息论工具应用于生物学,分析DNA/RNA的编码效率、蛋白质折叠的鲁棒性(信息冗余的必要性),以及神经元网络中的脉冲编码方式。重点讨论生物系统如何以极低的能耗,实现高度可靠的信息存储和处理。 第九章:量子信息科学导论 本章介绍超越经典比特(0或1)的范式转变。详细解释量子比特(Qubit)的叠加态概念、量子纠缠的非定域性(Non-locality)及其在安全通信中的潜力。本章着重于量子算法(如Shor算法、Grover算法)的理论逻辑,而非具体量子门的物理实现细节。 第十章:信息的安全、隐私与未来伦理 本书以对信息安全和伦理的思考收尾。深入分析现代密码学的数学基础,如公钥加密的原理(基于数论难题)。探讨在海量数据时代,信息匿名化、隐私保护(如差分隐私的理论框架)所面临的技术挑战,并对人工智能时代信息价值的重新定义进行展望。 --- 本书特色 本书的独特之处在于其高度的理论抽象性和跨学科的广度。它摒弃了对特定处理器架构、操作系统内核或编程语言细节的描述,转而专注于信息科学的普适性规律。读者将获得一套强大的分析工具,能够用于理解任何信息处理系统——无论是传统计算机、生物体、还是未来的量子网络——其内在的性能极限、鲁棒性机制和演化趋势。本书适合对信息本质有深刻好奇心,并希望从更基础的理论层面理解当代科技浪潮的专业人士、高年级学生及研究人员。

作者简介

目录信息

Chapter 1 Fundamentals of Computer Design
Chapter 2 Instruction Set Principles and Examples
Chapter 3 Insruction-Level Parallelism and Its Dynamic Exploitation
Chapter 4 Exploiting Instruction-Level Parallelism with Software Approaches
Chapter 5 Memory Hierarchy Design
Chapter 6 Multiprocessors and Thread-Level Parallelism
Chapter 7 Storage Systems
Chapter 8 Interconnection Networks and Clusters
Appendix A Pipelining:Basic and Intermediate Concepts
Appendix B Solutions to Selected Exercises
Appendix C A Survey of RISC Architectures for Desktop,Server,and Embedded Computers
Appendix D An Alternative to RISC:The Intel 80*86
Appendix E Another Alternative to RISC:The VAX Architecture
Appendix F The IBM 360/370Architecture for Mainframe Computers
Appendix G Vector Processors
Appendix I Implementing Coherence Protocols
· · · · · · (收起)

读后感

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书籍说明 计算机体系结构领域最经典著作 两位作者都是该领域的大牛 特别是附录部分,对计算机硬件的基础知识有一个全面介绍 适合基础不好的同学认真阅读(比如我。。。) 阅读建议 计算机体系结构最经典书籍,适合和第四章结合起来阅读 另外: 还是英文原版比较靠谱。。。  

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为了图速度,就买了中文,太坑了,翻译完全没逻辑,请翻译的老师不要找你的学生翻译这种经典书籍了。还得网上下载原版英文看,更浪费时间,建议直接买英文版,如果英语不太好,那也别买中文版,汉字你是认识,但放在一起,那句子。。。fk 把我整的很凌乱。计算机类的经典书籍建...  

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书籍说明 计算机体系结构领域最经典著作 两位作者都是该领域的大牛 特别是附录部分,对计算机硬件的基础知识有一个全面介绍 适合基础不好的同学认真阅读(比如我。。。) 阅读建议 计算机体系结构最经典书籍,适合和第四章结合起来阅读 另外: 还是英文原版比较靠谱。。。  

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北大东门附近交易吧。 第五版,英文版,机械工业出版的,9成新,原价138,80出。 电话:133411267三七 啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦 啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦啦啦啊啦

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“《计算机体系结构:量化研究方法》(第5版)继续发扬传统,为学习计算机体系结构的学生提供了有关当前计算平台的最新信息,使他们能够洞悉体系结构,为设计未来系统提供帮助。这一新版本的亮点在于大幅修订了数据级并行章节,用传统的计算机体系结构术语进行了清晰的解读,褪...  

用户评价

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《计算机体系结构》这本书,以一种非常系统的方式,为我构建了一个关于计算机工作原理的完整框架。作者在讲解指令集架构时,详细阐述了不同指令的格式、寻址方式以及它们是如何被 CPU 解码和执行的。我尤其欣赏作者对各种流水线技术(如超流水线、超标量)的深入剖析,它让我了解到处理器性能提升的内在驱动力。书中对存储器层次结构以及缓存设计的讲解,让我明白了为什么访问速度如此重要的原因,以及如何通过优化程序来提高缓存命中率。我对虚拟存储器和内存管理单元(MMU)的讲解印象深刻,它揭示了操作系统如何巧妙地管理有限的物理内存,为应用程序提供更广阔的运行空间。作者在讲解过程中,并没有回避复杂的细节,而是通过清晰的图示和恰当的比喻,将它们变得易于理解。我能够感受到作者在内容上投入的巨大精力,确保了信息的准确性和完整性。这本书不仅教授了知识,更重要的是培养了我对计算机硬件的逻辑思维能力。

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这本书的深度和广度都让我印象深刻。《计算机体系结构》这本书,从最基础的数字电路原理开始,一步步构建起整个计算机系统的复杂图景。我对向量处理器和 SIMD(单指令多数据)指令集架构的讲解尤为着迷,它揭示了如何通过一次指令处理多个数据来大幅提升计算效率,这在科学计算和多媒体处理等领域至关重要。书中对缓存一致性协议的讨论,以及多处理器系统中的同步机制,让我能够更好地理解并行计算中的挑战和解决方案。我之前在编写多线程程序时遇到过一些难以解释的错误,读完这部分内容后,我似乎找到了问题的症结所在。作者还对性能评估和瓶颈分析进行了深入探讨,这让我意识到,了解计算机体系结构是进行有效性能优化的前提。这本书的语言非常专业,但作者的讲解却丝丝入扣,层层递进,使得我能够逐步消化和理解这些复杂的概念。我感觉到自己就像一位探险家,在这本教材的指引下,一步步揭开计算机硬件的神秘面纱。

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这本书不仅仅是一本技术书籍,更像是一本计算机科学的历史画卷。在阅读《计算机体系结构》的过程中,我惊叹于计算机硬件设计是如何随着时代的发展而不断演进的。作者通过梳理不同时期的计算机体系结构,例如冯·诺依曼体系结构,以及后续的各种改进和创新,让我对计算机的发展历程有了更全面的认识。我对书中关于超标量处理器和乱序执行技术的讲解印象特别深刻。作者用非常形象的比喻,例如“让 CPU 像一个聪明的厨师,能够同时处理多个烹饪任务,并且提前安排好步骤”,来解释这些复杂的技术。这让我能够更好地理解现代高性能处理器的设计理念。此外,关于并行处理和多核技术的讨论,也让我对当前计算机性能提升的趋势有了更清晰的认识。我开始理解为什么现在计算机的性能提升不再仅仅依靠提高时钟频率,而是更多地依赖于并行计算和多核技术。这本书不仅教授了知识,更让我对计算机科学的未来发展趋势有了更深刻的洞察。它鼓励我独立思考,并尝试去理解更前沿的技术概念。

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在我翻开《计算机体系结构》这本书的瞬间,我便被它严谨而系统的知识体系所吸引。作者在内容编排上做得非常出色,从基础的数字逻辑电路入手,逐步深入到更复杂的处理器设计和指令集架构。我印象最深刻的是关于流水线技术的章节,作者通过详实的图解和案例分析,生动地阐述了流水线如何通过并行处理来提高指令执行效率。理解了流水线,我才恍然大悟,原来CPU并不是一条直线地执行指令,而是像流水线一样,将一条指令分解成多个阶段,然后同时处理不同指令的各个阶段,大大缩短了整体执行时间。此外,书中对存储器管理和 I/O 系统的讲解也极具深度。作者详细介绍了缓存一致性协议,这对于理解多核处理器如何协同工作至关重要。我对一致性协议的理解,让我在看到一些关于多线程编程的性能问题时,能够从硬件层面找到根源。I/O 系统部分,作者清晰地解释了中断、DMA 等技术,以及它们如何影响计算机的整体性能。我之前总觉得 I/O 操作很慢,读完这部分,我才明白这是因为 CPU 需要花费大量时间与外部设备进行交互,而这些技术正是为了缓解这种瓶颈而诞生的。这本书的知识密度很高,但作者的讲解方式却非常清晰,逻辑性极强。每一章节都建立在前一章节的基础上,确保读者能够逐步建立起对计算机体系结构的完整认知。

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《计算机体系结构》这本书,用一种非常清晰且有条理的方式,将计算机复杂的硬件世界展现在我面前。作者对于指令集架构(ISA)的讲解,让我对不同类型的指令(如加载、存储、算术运算)有了深刻的理解,以及它们是如何被 CPU 解释和执行的。我尤其赞赏作者对 RISC 和 CISC 指令集架构的对比分析,这让我能够理解不同设计哲学带来的优劣势,以及它们在现代计算机设计中的演变。书中关于存储器层次结构的论述,不仅仅是介绍了不同层次的存储器,更深入地探讨了数据在这些层次之间的传递和管理策略,比如缓存的替换算法,这对我理解程序的性能优化非常有帮助。读到关于虚拟存储的部分,我才真正理解了现代操作系统是如何突破物理内存限制,为每个程序提供一个独立的地址空间的。作者通过生动的例子,将虚拟地址、物理地址、页表等概念解释得淋漓尽致,让我能够直观地感受到虚拟内存带来的便利和效率。这本书的语言风格非常专业,但又不失可读性。作者善于运用图表和实例来辅助说明,使得复杂的概念变得容易理解。我可以感觉到作者在内容上花费了大量的精力,确保了信息的准确性和完整性。

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这本书的详实程度让我惊叹,它为我打开了一扇通往计算机底层运作世界的大门。《计算机体系结构》这本书,在指令集架构(ISA)部分,详细介绍了不同指令的类型、操作以及它们如何被 CPU 的指令译码器处理。我印象特别深刻的是关于向量处理器和 SIMD(单指令多数据)指令集的讲解,它让我看到了如何通过同时处理多个数据来大幅提升计算效率,这在高性能计算领域是至关重要的。书中对存储器层次结构的阐述,不仅仅是介绍了寄存器、缓存、主存等,更深入地探讨了数据在这些层次之间的传递和管理策略,例如缓存的替换算法,这对我理解程序的性能优化非常有帮助。我对一致性协议的理解,让我在看到一些关于多线程编程的性能问题时,能够从硬件层面找到根源。这本书的知识非常扎实,作者的讲解也非常清晰,逻辑性很强,每一章都建立在前一章节的基础上,确保读者能够逐步建立起对计算机体系结构的完整认知。

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《计算机体系结构》这本书,以一种非常清晰且引人入胜的方式,带领我探索计算机的内部机制。作者在讲解处理器设计时,深入剖析了流水线技术,包括其工作原理、潜在的性能瓶颈以及各种改进方法,如超标量和乱序执行。我尤其对乱序执行的讲解印象深刻,它让我了解到 CPU 是如何通过智能调度指令来隐藏延迟,从而最大化执行效率的。书中对存储器层次结构的详细阐述,让我明白了缓存的重要性以及各种缓存策略(如写回、写通、LRU)如何影响程序的性能。我对虚拟存储器和页表机制的理解,让我能够更好地把握操作系统如何管理内存,以及如何实现进程隔离和内存保护。作者在讲解过程中,运用了大量的图表和实例,使得抽象的概念变得具体可感。我可以感受到作者在内容组织上的深思熟虑,每一章节的知识点都衔接自然,逻辑严密。

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《计算机体系结构》这本书的逻辑非常严谨,它带领我逐步深入计算机的内部世界。作者在介绍指令流水线时,不仅解释了流水线的概念,还详细讨论了流水线冲突及其解决方案,例如数据冒险、控制冒险等。这些细节的处理,让我对流水线的实际工作方式有了更深刻的理解。读到关于存储器层次结构的优化时,我学到了如何通过调整数据访问模式来提高缓存命中率,这对于我进行程序性能调优非常有指导意义。书中对 I/O 系统的讲解,也让我明白了各种 I/O 接口和总线的工作原理,以及它们是如何影响数据传输速度的。我一直对显卡的工作原理感到好奇,而这本书中对图形处理单元(GPU)体系结构的一些初步介绍,让我看到了未来进一步深入学习的方向。作者在讲解过程中,并没有回避复杂的技术细节,而是通过清晰的解释和恰当的图示,将它们变得易于理解。我能够感受到作者在内容组织上的用心,每一章的知识点都紧密相连,形成一个完整的知识体系。

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这本书的封面设计就吸引了我,那种深邃的蓝色搭配简洁的银色字体,预示着它将带领我探索计算机世界的奥秘。我一直对计算机底层运作原理感到好奇,但又担心过于晦涩难懂。然而,《计算机体系结构》这本书从一开始就以一种非常友好的方式展现了它。作者并没有上来就抛出一堆专业术语,而是通过生动的比喻和类比,将抽象的概念具象化。例如,在介绍CPU时,作者将它比作一个高效的工厂流水线,每个环节都有特定的任务,协同工作以完成指令。这种循序渐进的讲解方式,让我能够轻松地理解CPU如何执行指令、如何处理数据。书中的图示也非常丰富,各种流程图、框图清晰地展示了计算机硬件的组成和数据流向。我尤其喜欢作者对内存层次结构的讲解,从寄存器到缓存再到主存,以及它们之间的数据传输和管理方式,都描述得非常到位。读完这部分,我终于理解了为什么有时候程序的运行速度会受到内存访问的影响。而且,书中还穿插了一些历史故事和发展脉络,让我了解了计算机体系结构的演进过程,也更加体会到前辈们在技术发展上付出的努力。我一直在寻找一本能够让我真正理解计算机“心脏”的书,这本书无疑满足了我的期待。它不仅教会了我知识,更激发了我对计算机科学更深层次的探索欲望,我迫不及待地想继续深入阅读下去。

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这本书的知识体系非常完整,它为我构建了一个关于计算机硬件如何协同工作的宏观图景。《计算机体系结构》这本书,从基础的数字逻辑和门电路开始,逐步深入到处理器、存储器、I/O 系统等核心组件。我对指令集架构(ISA)的讲解非常着迷,它让我了解了不同类型的指令如何被 CPU 识别、解码和执行。我尤其喜欢作者对流水线技术及其分支预测、乱序执行等高级技术的详细分析,这让我对现代高性能处理器的设计有了更深入的理解。书中对存储器层次结构和缓存一致性协议的讲解,也让我对多核处理器协同工作以及数据共享的底层机制有了清晰的认识。我对 I/O 系统的讲解印象深刻,它让我明白了中断、DMA 等技术是如何协调 CPU 与外部设备进行高效通信的。作者在讲解过程中,语言精炼,逻辑清晰,并且运用了大量的图示和案例来辅助说明,使得复杂的技术概念变得易于理解。这本书不仅传授了知识,更重要的是培养了我对计算机硬件的分析和解决问题的能力。

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当年的大学教材,写的很不错,就是太厚。通过这本书对cpu的工作原理有了系统化的认识。课程作业还做了一个MIPS CPU 模拟器。

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当年的大学教材,写的很不错,就是太厚。通过这本书对cpu的工作原理有了系统化的认识。课程作业还做了一个MIPS CPU 模拟器。

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Hennessy and Patterson.

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Hennessy and Patterson.

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