計(jì)算機(jī)系統(tǒng)理解簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘
本教材內(nèi)容組織源自作者的教學(xué)實(shí)踐，為讀者展現(xiàn)一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體概念，使得高級(jí)語(yǔ)言的語(yǔ)法不再是生硬的規(guī)則，計(jì)算機(jī)硬件也不再是深不可測(cè)的黑箱，為讀者建立一個(gè)軟、硬件有機(jī)關(guān)聯(lián)的知識(shí)框架。本教材避免軟、硬件割裂，使用的案例具有軟、硬件概念兼顧效果。
全書(shū)共分5章，第1章介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟、硬件構(gòu)成，系統(tǒng)層次和性能評(píng)測(cè)等；第2章介紹硬件數(shù)據(jù)表示對(duì)高級(jí)語(yǔ)言程序數(shù)據(jù)類(lèi)型的支持及相關(guān)概念；第3章針對(duì)高級(jí)語(yǔ)言程序轉(zhuǎn)化為機(jī)器可執(zhí)行代碼過(guò)程，介紹程序預(yù)處理、編譯、解釋、庫(kù)和鏈接等技術(shù)，以及集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的配置；第4章圍繞程序執(zhí)行，介紹程序存儲(chǔ)映像、指令流水化執(zhí)行、多核處理器對(duì)線(xiàn)程級(jí)并行的支持，以及基于OpenMP的并行程序設(shè)計(jì)思想；第5章關(guān)于存儲(chǔ)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和程序性能的影響，介紹計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)資源的層次性，程序空間、內(nèi)存空間和交換空間概念，內(nèi)存碎片、內(nèi)存泄露和垃圾回收管理，以及高級(jí)語(yǔ)言程序數(shù)據(jù)組織和訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)化思想。每章后配有習(xí)題，并為任課教師提供課件資源和代碼資源。
本書(shū)適合作為高等院校計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、電子信息工程、物聯(lián)網(wǎng)等專(zhuān)業(yè)方向的本科生教材，也可作為計(jì)算機(jī)工程技術(shù)人員的參考書(shū)。
艾麗華，北京交通大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教師，副教授，美國(guó)佐治亞大學(xué)計(jì)算機(jī)系訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者，目前主講本科生計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)課程、高性能計(jì)算導(dǎo)論課程；主講碩士生高級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程；全校任選課程：計(jì)算機(jī)組織與結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)理解。
第1章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成
1 1計(jì)算機(jī)組件與特征參數(shù)
1.2軟件
1.2.1BIOS
1.2.2操作系統(tǒng)
1.2.3應(yīng)用軟件棧
1.2.4設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序
1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次
1.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能評(píng)測(cè)
1.4.1性能度量參數(shù)與均值
1.4.2評(píng)測(cè)程序
1.5量化設(shè)計(jì)原則
1.5.1加速經(jīng)常性事件的原則
1.5.2Amdahl定律
1.5.3CPU性能公式
1.5.4訪(fǎng)問(wèn)局部性
1.6計(jì)算機(jī)分類(lèi)
習(xí)題1
第2章數(shù)據(jù)類(lèi)型與數(shù)據(jù)表示
2.1數(shù)制和編碼
2.1.1數(shù)制和數(shù)的機(jī)器表示
2.1.2字符編碼
2.2整型數(shù)表示
2.2.1Intel體系結(jié)構(gòu)整型數(shù)據(jù)表示
2.2.2補(bǔ)碼
2.3實(shí)型數(shù)表示
2.3.1Intel體系結(jié)構(gòu)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)表示
2.3.2移碼
2.4指針型變量表示
2.4.1存儲(chǔ)器編址
2.4.2寄存器
2.5結(jié)構(gòu)型變量表示
2.5.1存儲(chǔ)對(duì)齊
2.5.2字節(jié)排序
2.6合成式SIMD數(shù)據(jù)類(lèi)型
2.6.164位SIMD合成式數(shù)據(jù)類(lèi)型
2.6.2128位SIMD合成式數(shù)據(jù)類(lèi)型
習(xí)題2
第3章程序翻譯和鏈接
3.1程序預(yù)處理
3.1.1預(yù)處理制導(dǎo)類(lèi)型
3.1.2頭文件的作用
3.1.3條件包含的應(yīng)用
3.2程序翻譯
3.2.1編譯
3.2.2解釋
3.2.3雙重翻譯
3.3鏈接
3.3.1庫(kù)的基本概念
3.3.2靜態(tài)鏈接
3.3.3動(dòng)態(tài)鏈接
3.4集成開(kāi)發(fā)環(huán)境的配置
3.4.1關(guān)于頭文件指向的配置
3.4.2關(guān)于庫(kù)指向的配置
3.4.3關(guān)于平臺(tái)選擇的配置
習(xí)題3
第4章程序的并行執(zhí)行
4.1程序存儲(chǔ)映像
4.1.1代碼段
4.1.2數(shù)據(jù)段
4.1.3棧
4.1.4堆
4.2指令并行執(zhí)行
4.2.1指令流水線(xiàn)
4.2.2流水線(xiàn)性能
4.2.3流水化并行的瓶頸
4.3線(xiàn)程級(jí)并行執(zhí)行
4.3.1多核處理器
4.3.2多核處理器對(duì)多線(xiàn)程同時(shí)執(zhí)行的支持
4.3.3Intel HT技術(shù)
4.4并行程序設(shè)計(jì)
4.4.1加速for循環(huán)的并行構(gòu)造
4.4.2基于共享存儲(chǔ)的并行編程模型
4.4.3fork-join并行執(zhí)行模型
習(xí)題4
第5章存儲(chǔ)層次與訪(fǎng)問(wèn)優(yōu)化
5.1存儲(chǔ)資源的層次結(jié)構(gòu)
5.1.1存儲(chǔ)層次的平均訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間
5.1.2存儲(chǔ)體系的構(gòu)建基礎(chǔ)
5.1.3多級(jí)cache
5.2內(nèi)存空間
5.2.1內(nèi)存與程序空間
5.2.2虛擬地址到內(nèi)存地址的映射
5.3交換空間
5.3.1Linux對(duì)交換空間的管理
5.3.2Windows對(duì)交換空間的管理
5.4內(nèi)存維護(hù)管理
5.4.1內(nèi)存碎片
5.4.2內(nèi)存泄露
5.4.3垃圾回收
5.5高級(jí)語(yǔ)言程序數(shù)據(jù)組織與訪(fǎng)問(wèn)的優(yōu)化
5.5.1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的聲明
5.5.2針對(duì)訪(fǎng)問(wèn)性能的循環(huán)變換
習(xí)題5
參考文獻(xiàn)
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