具体描述
《计算机系统结构实践教程》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。
《计算机系统结构实践教程》覆盖面广，内容丰富，有利于加深对系统结构知识的理解。《计算机系统结构实践教程》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。《计算机系统结构实践教程》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。《计算机系统结构实践教程》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。《计算机系统结构实践教程》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。
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用户评价
这是一本真正能够触及计算机硬件灵魂的书籍。在我看来，许多关于计算机体系结构的教程往往停留在概念层面，或者过于理论化，而《计算机系统结构实践教程》则以一种非常务实的方式，将理论与实践紧密结合。作者在讲解处理器设计时，并没有仅仅停留在高层级的描述，而是深入到微架构的细节，例如分支预测、指令发射、寄存器重命名等。书中提供了一个用Verilog/VHDL语言编写的简单CPU模型，让我们可以亲手修改和扩展，比如增加一个简单的流水线阶段，或者实现一个简单的分支预测器。这种亲身实践的体验，比任何纸上谈兵的讲解都来得更深刻。我尤其喜欢书中关于指令集架构（ISA）设计的部分，它不仅介绍了RISC-V等现代ISA的特点，还引导我们思考如何根据应用需求设计一个定制化的ISA。通过书中提供的工具链，我甚至可以自己编写一段简单的汇编代码，编译、仿真，然后在自己设计的CPU模型上运行，这种从源代码到硬件执行的完整体验，让我对计算机的底层工作原理有了前所未有的深刻理解。书中对并行计算的介绍也十分到位，特别是对SIMD（Single Instruction, Multiple Data）指令集的使用进行了详细的讲解，并提供了相关的示例代码，帮助我们理解如何利用向量指令来加速数据处理。这对于我参与的机器学习项目来说，无疑是极具价值的。这本书不仅仅是一本教程，更是一个激发我探索和创造的平台，让我能够将理论知识转化为实际成果，并不断挑战技术极限。
评分《计算机系统结构实践教程》这本书，为我这样的初学者提供了一个非常友好的入门路径。作者在内容编排上循序渐进，从最基础的指令集架构（ISA）开始，逐步深入到处理器设计、存储器系统、I/O系统等各个核心部分。书中提供的代码示例和练习项目都非常具有代表性，能够帮助我巩固所学的理论知识。例如，在学习指令流水线时，书中提供了一个简化的流水线模拟器，让我能够直观地看到指令在流水线中的执行过程，以及流水线冒险如何影响性能。我还尝试修改这个模拟器，加入简单的分支预测功能，这让我对CPU的工作原理有了更深入的理解。书中对存储器系统的讲解也十分详尽，详细介绍了不同类型的存储器（SRAM、DRAM），以及缓存的工作原理和各种优化技术。我通过书中提供的缓存模拟工具，能够观察不同内存访问模式对缓存命中率的影响，并学习如何通过调整数据结构来提高缓存效率。我还尝试实现了一个简单的虚拟内存管理系统，这让我对操作系统如何管理内存有了更清晰的认识。这本书就像一个经验丰富的老师，耐心地引导我一步步探索计算机系统的奥秘，让我能够从容地应对学习中的挑战，并为我日后的深入研究打下了坚实的基础。
评分这本书的出现，无疑为我这样渴望深入理解计算机“心脏”的开发者提供了一份宝贵的指南。在学习过程中，我发现作者的叙述风格非常注重实操性，没有陷入纯理论的晦涩讨论，而是将复杂的概念分解成可执行的步骤。比如，在讲解缓存一致性协议时，作者不仅详细阐述了MESI等协议的工作原理，还提供了模拟缓存行为的工具和示例代码，让我能够直观地观察到缓存的读写操作以及不同处理器核心之间如何协同工作以维护数据的一致性。这对于理解多核处理器性能瓶颈至关重要。此外，书中关于内存层次结构的部分，深入剖析了不同类型内存（如SRAM、DRAM、Flash）的特性，以及它们如何通过TLB（Translation Lookaside Buffer）和页表来映射虚拟地址到物理地址。我通过书中提供的实验，模拟了TLB的缓存未命中和命中场景，这让我对虚拟内存管理有了更清晰的认识，也理解了为什么内存访问速度是影响程序整体性能的关键因素之一。书中对性能分析工具的使用也给予了重点介绍，例如perf和Valgrind，这些工具能够帮助开发者识别代码中的性能瓶颈，并进行有针对性的优化。通过分析一个实际的计算密集型程序，我能够利用这些工具找出导致程序运行缓慢的关键指令和内存访问模式，并据此调整算法或数据结构，从而获得显著的性能提升。这本书就像一位经验丰富的导师，一步步引导我掌握了分析和优化计算机系统性能的秘诀，让我从一个只关注代码实现的开发者，成长为一个能够从系统层面思考和解决问题的工程师。
评分这本书的叙事方式让我感到非常亲切和易懂。作者在讲解复杂的技术概念时，总是能够用生动形象的比喻和清晰的图示来辅助说明，让我能够快速抓住核心要点。例如，在介绍指令流水线时，作者将CPU比作一个工厂的流水线，将不同的处理阶段比作生产线上的不同工位，这种类比非常直观地解释了流水线的工作原理以及其中可能出现的“瓶颈”问题。书中对各种性能优化技术的讲解也十分实用，例如缓存优化、指令级并行、分支预测等。我通过书中提供的性能分析工具，能够识别代码中的性能热点，并尝试应用书中介绍的优化技巧来提升程序的执行效率。我特别尝试了一个将数据重组以提高缓存命中率的实验，直接的性能提升让我对优化技术的重要性有了切身体会。书中对于多处理器系统的讲解也十分深入，详细介绍了共享内存模型、缓存一致性协议（如MESI）以及消息传递接口（MPI）等并行编程模型。我通过书中提供的并行计算示例，了解了如何编写能够利用多个CPU核心来加速计算任务的程序，并理解了在分布式环境中进行并行计算的挑战。这本书不仅是学习计算机系统结构的理论知识，更是培养了我分析和解决实际性能问题的能力，让我在实际工作中能够写出更优化的程序。
评分作为一名计算机科学专业的学生，我一直对计算机底层运作原理充满好奇。接触到《计算机系统结构实践教程》这本书，我仿佛打开了一扇通往微观世界的大门。这本书并非简单地罗列概念，而是通过大量的实例和实践项目，将抽象的计算机体系结构知识变得触手可及。从指令集架构（ISA）的设计，到流水线、缓存、内存管理等核心组件的实现，作者都循序渐进地进行讲解，并配以清晰的图示和代码示例。尤其令我印象深刻的是，书中对于不同微处理器架构的比较分析，让我得以窥见RISC-V、ARM、x86等主流架构的优劣之处，以及它们在不同应用场景下的选择依据。通过动手实践书中的实验项目，我能够亲身体验CPU的设计过程，理解指令如何被解码、执行，以及数据如何在不同层级的存储器之间流动。这不仅加深了我对理论知识的理解，更培养了我解决实际问题的能力。例如，书中关于指令流水线优化的章节，通过模拟不同流水线阶段的冲突和解决方案，让我深刻体会到了性能提升的奥秘。我还尝试了自己设计一个简单的RISC-V处理器，虽然过程充满挑战，但最终成功的喜悦让我对计算机硬件有了更深的敬畏。这本书不仅是学习计算机系统结构的优秀教材，更是我深入理解计算机科学的宝贵财富，它为我未来的学习和职业生涯奠定了坚实的基础，我相信它将继续指引我探索更广阔的计算机世界，发掘更多的技术潜力，解决更多复杂的技术难题。
评分《计算机系统结构实践教程》这本书，可以说是为我打开了通往计算机硬件“黑箱”的一扇窗户。作者以一种非常易于理解的方式，将复杂的计算机系统结构概念娓娓道来。书中对于指令流水线技术的讲解尤为精彩，它不仅详细描述了五级流水线（取指令、译码、执行、访存、写回）的工作流程，还深入分析了流水线中的各种冒险（结构冒险、数据冒险、控制冒险），并提供了解决这些冒险的策略，如停顿、转发和分支预测。我通过书中提供的流水线模拟器，可以直观地看到指令在流水线中的流动情况，以及各种冒险是如何发生的，并尝试通过调整代码或修改处理器设计来消除这些冒险，这让我对CPU的执行效率有了全新的认识。书中对缓存的讲解也十分深入，详细介绍了不同类型的缓存（一级、二级、三级缓存），以及各种缓存替换策略（LRU、FIFO等）和写策略（写回、写通）。通过书中提供的缓存模拟工具，我能够模拟不同程序访问内存的模式，观察缓存的命中率和未命中率，并理解为什么局部性原理对程序性能至关重要。我还尝试了根据程序的访问模式来调整数据在内存中的布局，以提高缓存的命中率，这种优化技巧的实际效果让我受益匪浅。这本书不仅仅是教授知识，更是在培养我们解决问题的能力，让我们能够从底层去理解软件的运行，从而写出更优化、更高效的代码。
评分这本书让我对计算机系统有了全新的认识，仿佛把我从一个“只知其然，不知其所以然”的用户，变成了一个能够洞悉其内部运作的“内行”。作者在讲解指令集架构（ISA）时，不仅仅是列出指令，而是深入分析了RISC-V等现代ISA的设计理念，以及它们在功耗、性能和灵活性方面的权衡。我通过书中提供的工具链，可以自己编写简单的汇编程序，然后将其编译、链接、加载，并在一个模拟的CPU环境中运行。这种端到端的体验，让我深刻理解了软件是如何转化为硬件执行的。书中对存储器层次结构和缓存一致性协议的讲解也极其出色。我通过书中提供的缓存模拟器，能够观察到不同程序访问内存的模式如何影响缓存的命中率，并学习如何通过优化代码来改善缓存性能。我还尝试了实现一个简单的缓存控制器，这让我对硬件设计的复杂性和精妙之处有了更深的体会。书中还介绍了I/O系统、中断处理以及并行处理等重要概念，并通过大量的实例来展示它们在实际应用中的重要性。例如，我通过书中提供的多线程编程练习，了解了如何利用多个CPU核心来加速计算任务，以及如何处理并发编程中的挑战。这本书不仅是一本技术教程，更是一本启发思维的读物，它让我能够更深入地理解计算机科学的本质，并为我未来的学习和研究提供了宝贵的指导。
评分这本书的实践性是我最欣赏的一点。它并非仅仅是理论的堆砌，而是通过一系列精心设计的实验，引导读者一步步深入理解计算机系统的各个组成部分。例如，在介绍存储器管理时，书中提供了模拟内存分配和垃圾回收的程序，让我能够直观地看到内存是如何被分配、使用和释放的，以及碎片化是如何产生的。我还尝试了实现一个简单的内存分配器，这让我深刻体会到高效内存管理的重要性。书中关于I/O（输入/输出）系统的讲解也非常细致，从中断处理到DMA（Direct Memory Access），再到各种I/O设备的接口，都进行了详细的阐述。通过书中提供的I/O模拟器，我能够模拟磁盘读写、网络通信等场景，并观察CPU和I/O设备之间是如何协同工作的。这对于理解操作系统的底层机制至关重要。此外，书中还对并发和同步机制进行了深入的探讨，包括锁、信号量、条件变量等，并提供了使用这些机制来解决并发问题的示例。我通过书中提供的多线程编程练习，亲身体验了并发编程的挑战，以及如何使用同步原语来避免竞态条件和死锁。这本书让我不仅仅是学习理论知识，更重要的是掌握了解决实际问题的能力，能够让我更好地理解和优化软件在不同硬件平台上的性能表现，从而写出更高效、更健壮的程序，为我未来的软件开发之路提供了强有力的支撑。
评分这本书最大的亮点在于其极强的实践导向性。它并不是一本停留在理论层面、让人望而却步的书籍，而是鼓励读者动手去构建和验证。例如，在讲解CPU设计时，书中提供了一个基于Verilog语言的简单CPU设计框架，并引导读者逐步实现各个模块，如指令译码器、ALU、寄存器文件等。我尝试着为一个简单的RISC-V指令集实现一个支持流水线和中断的CPU，这个过程虽然充满挑战，但每当我成功地让CPU执行一段自己编写的汇编代码时，那种成就感是无与伦比的。书中对于内存管理单元（MMU）的讲解也十分详尽，它解释了虚拟地址如何通过页表转换为物理地址，以及TLB（Translation Lookaside Buffer）在加速地址转换中的作用。通过书中提供的MMU模拟工具，我能够观察到缺页中断的发生过程，并理解操作系统是如何处理这些中断来动态地加载和管理内存的。我还尝试了实现一个简单的页面置换算法（如LRU），并通过模拟的内存访问序列来评估其性能。这种实践性的学习方式，不仅让我掌握了计算机系统结构的理论知识，更培养了我独立解决复杂问题的能力，让我对计算机硬件的运作机制有了更深刻的理解，也为我日后的工程实践打下了坚实的基础，让我能够更加自信地应对未来在计算机系统设计和优化方面的挑战。
评分作为一名正在深入学习计算机科学的学生，我发现《计算机系统结构实践教程》这本书提供了一个非常难得的学习视角。它并没有仅仅停留在对各个组件的描述，而是着重于它们之间的相互作用和协同工作。例如，在讲解I/O系统时，书中详细阐述了中断机制、DMA（Direct Memory Access）以及各种I/O接口（如PCIe）的工作原理。我通过书中提供的I/O模拟器，能够模拟磁盘的读写操作，并观察CPU是如何通过中断或DMA来处理这些I/O请求的，以及它们在效率上的差异。这让我对计算机如何与外部设备进行高效通信有了更深入的理解。书中关于并发和同步的章节也令人印象深刻，它详细介绍了多线程编程中的常见问题，如竞态条件、死锁，以及各种同步机制，如互斥锁、信号量和条件变量。我通过书中提供的多线程编程练习，亲身体验了编写并发程序的挑战，并尝试使用不同的同步原语来解决这些问题，这让我对如何构建健壮的并发系统有了更清晰的认识。这本书就像一位经验丰富的向导，带领我穿越计算机系统的复杂迷宫，让我能够从更宏观的角度理解各个组件的相互联系，并掌握解决实际问题的技巧，这种能力对于我未来从事高性能计算、嵌入式系统设计等领域的工作至关重要。
评分挺简单的，这算是优点还是缺点呢？ 2013-1-2
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