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虚拟存储器
虚拟存储器[浏览次数：约10416次]
虚拟存储器的工作过程
虚拟存储器是由硬件和操作系统自动实现存储信息调度和管理的。它的工作过程包括6个步骤：
①中央处理器访问主存的逻辑地址分解成组号a和组内地址b，并对组号a进行地址变换，即将逻辑组号a作为索引，查地址变换表，以确定该组信息是否存放在主存内。
②如该组号已在主存内，则转而执行④;如果该组号不在主存内，则检查主存中是否有空闲区，如果没有，便将某个暂时不用的组调出送往辅存，以便将这组信息调入主存。
③从辅存读出所要的组，并送到主存空闲区，然后将那个空闲的物理组号a和逻辑组号a登录在地址变换表中。
④从地址变换表读出与逻辑组号a对应的物理组号a。
⑤从物理组号a和组内字节地址b得到物理地址。
⑥根据物理地址从主存中存取必要的信息。
虚拟存储器的调度方式
调度方式有分页式、段式、段页式3种。
1、页式调度
页式调度是将逻辑和物理地址空间都分成固定大小的页。主存按页顺序编号，而每个独立编址的程序空间有自己的页号顺序，通过调度辅存中程序的各页可以离散装入主存中不同的页面位置，并可据表一一对应检索。页式调度的优点是页内零头小，页表对程序员来说是透明的，地址变换快，调入操作简单；缺点是各页不是程序的独立模块，不便于实现程序和数据的保护。
2、段式调度
段式调度是按程序的逻辑结构划分地址空间，段的长度是随意的，并且允许伸长，它的优点是消除了内存零头，易于实现存储保护，便于程序动态装配；缺点是调入操作复杂。
3、段页式调度
将这两种方法结合起来便构成段页式调度。在段页式调度中把物理空间分成页，程序按模块分段，每个段再分成与物理空间页同样小的页面。段页式调度综合了段式和页式的优点。其缺点是增加了硬件成本，软件也较复杂。大型通用计算机系统多数采用段页式调度。
虚拟存储器和Cache的异同点
虚拟存储器和主存Cache 存储器是两个不同存储层次的存储体系。在概念上两者有不少相同之处：但由主存 - 辅存组成的虚拟存储器和主存Cache 存储器亦有很多不同之处：
●Cache 存储器采用与CPU速度匹配的快速存储元件弥补了主存和CPU之间的速度差距，而虚拟存储器虽然最大限度地减少了慢速辅存对CPU的影响，但它的主要功能是用来弥补主存和辅存之间的容量差距，具有提供大容量和程序编址方便的优点。
●两个存储体系均以信息块作为存储层次之间基本信息的传送单位，Cache存储器每次传送的信息块是定长的，只有几十字节，而虚拟存储器信息块划分方案很多，有页、段等等，长度均在几百~几百K 字节左右。
●CPU访问快速Cache存储器的速度比访问慢速主存快5 ~ 10倍。虚拟存储器中主存的速度要比辅存缩短100 ~ 1000 倍以上。
●主存Cache 存储体系中CPU与Cache和主存都建立了直接访问的通道。一旦不命中时，CPU 就直接访问主存并同时向Cache调度信息块，从而减少了CPU等待的时间。而辅助存储器与CPU之间没有直接通路，一旦在主存不命中时，只能从辅存调块到主存。因为辅存的速度相对CPU的差距太大，调度需要毫秒级时间，因此，CPU一般改换执行另一个程序，等到调度完成后才返回原程序继续工作。
●Cache 存储器存取信息的过程、地址变换和替换策略全部用硬件实现，对程序员均是透明的。而主存- 辅存层次的虚拟存储器基本上是由操作系统的存储管理软件并辅助一些硬件来进行信息块的划分和主存 - 辅存之间的调度，所以对设计存储管理软件的系统程序员来说，它是不透明的，而对广大用户，因为虚拟存储路提供了庞大的逻辑空间可以任意使用，所以对应用程序员是透明的。
虚拟存储器地址变换算法
虚拟存储器地址变换基本上有3种形虚拟存储器工作过程式：全联想变换、直接变换和组联想变换。任何逻辑空间页面能够变换到物理空间任何页面位置的方式称为全联想变换。每个逻辑空间页面只能变换到物理空间一个特定页面的方式称为直接变换。组联想变换是指各组之间是直接变换，而组内各页间则是全联想变换。替换规则用来确定替换主存中哪一部分，以便腾空部分主存，存放来自辅存要调入的那部分内容。常见的替换算法有4种。
①随机算法：用软件或硬件随机数产生器确定替换的页面。
②先进先出：先调入主存的页面先替换。
③近期最少使用算法：替换最长时间不用的页面。
④最优算法：替换最长时间以后才使用的页面。这是理想化的算法，只能作为衡量其他各种算法优劣的标准。
虚拟存储器的效率是系统性能评价的重要内容，它与主存容量、页面大小、命中率，程序局部性和替换算法等因素有关。
虚拟存储器的种类
一、页式虚拟存储器
在页式虚拟存储系统中，将程序按统一的大小划分成多个页，同时也将虚拟存储器划分为同样大小的页，其中虚拟空间的页称为虚页（逻辑页），而主存空间的页称为实页（物理页），并对这些页按地址从低到高的顺序编号。
在编程时，程序的虚地址由高位字段的虚页号和低位字段的页内地址两部分组成，虚页号标识页。虚地址到实地址之间的变换是由页表来实现的。页表是一张存放在主存中的虚页号和实页号的对照表，记录着程序的虚页调入主存时被安排在主存中的位置。若计算机采用多道程序工作方式，则可为每个用户作业建立一个页表，硬件中设置一个页表基址寄存器，存放当前所运行程序的页表的起始地址。
页表中的每一行记录了与某个虚页对应的若干信息，包括虚页号、装入位和实页号等。页表基址寄存器和虚页号拼接成页表索引地址。根据这个索引地址可读到一个页表信息字，然后检测页表信息字中装入位的状态。若装入位为1，表示该页面已在主存中，将对应的实页号与虚地址中的页内地址相拼接就得到了完整的实地址；若装入位为0，表示该页面不在主存中，于是要启动I/O系统，把该页从辅存中调入主存后再供CPU使用，若主存已满，还需要使用替换算法替换页。如图所示给出了页式虚拟存储器的虚-实地址的变换过程。
页式虚拟存储器虽然能实现虚拟存储，但它还存在一些不足。
（1）由于采用定长的页，虽然建立页表方便，页的调入也容易实现。但由于程序不可能正好是页面的整倍数，那么最后一页的零头将无法利用而造成空间浪费。
（2）由于页不是逻辑上独立的实体，这给程序的处理、保护和共享等带来了麻烦。
二、段式虚拟存储器
在段式虚拟存储器系统中，将程序按其逻辑结构划分为段，各个段的长度因程序而异。段式虚拟存储器借助于段表来实现虚地址与实地址的转换。段表中每一行记录了某个段对应的若干信息，包括段号、装入位、段起点和段长等。装入位为1，表示该段已调入主存；装入位为0，则表示该段不在主存中。段表其实本身也是一个段，可以存放在辅存中，但一般存放在主存中。
在段式虚拟存储器系统中，虚地址由段号和段内地址两部分组成，如图3-18所示给出了段式虚拟存储器的虚-实地址的变换过程。
由于段式虚拟存储器的段具有逻辑独立性，因此它易于程序的处理、保护和共享等操作，但是，因为段的长度参差不齐，给主存空间分配带来了麻烦，同时很可能也会带来一定的空间浪费。
三、段页式虚拟存储器
段页式虚拟存储器是对段式、页式虚拟存储器的综合，它先将程序按其逻辑结构分段，再将每段划分为若干大小相等的页，同时将主存空间划分为同样大小的块。
因为段页式存储管理对逻辑地址进行了两次划分，第一次将逻辑地址划分为若干段，第二次将每个段划分为若干页。因此，要对内存正常寻址，不仅要知道将要访问的地址属于哪个段，也要知道该地址属于该段的哪个页。逻辑页与物理块一一对应，所以需要页表来记录各页对应的块号，且因为每个段都分成了很多页，所以每个段都需要一个页表。同时，作业分成了很多段，为了统一管理，系统需要知道每个段的分页情况，所以又要设置一个段表来记录每个段所对应的页表。
作业将要执行其中的某个语句时，根据其地址计算出段号、页号和页内地址。首先根据段号查找段表，得到该段的页表的起始地址，然后查找页表，得到该页对应的块号，最后根据块的大小和页内地址计算出该语句的内存地址。
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第4章-存储系统(必修课).ppt96页
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第4章 存储系统 教学目的与要求：
了解：单体多字并行存储器和交叉编址并行存储器工作原理；
理解：程序局部性和存储器系统的层次结构及其性能指标
掌握：存储体系的构成及其设计原则―访存局部性原理。Cache基本结构和工作原理，研究地址映象与变换、替换策略和更新策略的工作原理和设计方法，分析影响Cache性能指标的因素及优化方法。先进Cache结构和一致性处理方法。虚拟存储器的结构与实现技术。
第4章 存储系统 教学目的与要求：
重点：地址映象与变换、替换策略和更新策略的工作原理和设计方法；页式存储器工作原理及替换算法；Cache存储器的3种地址映象规则以及相应的地址变换方法
难点：虚拟存储器和Cache存储器的地址映象规则以及相应的地址变换方法 4.1存储系统的层次结构与性能指标
长期存在的问题：在合理的总价格限制下，单纯性主存设备的速度跟不上CPU的发展，容量不能满足软件尺寸扩大。 本章学习两种提高主存系统性能/价格比的结构化方法：并行存储器与存储层次技术。后者为主。 存储系统设计目标：以较小成本使存储系统的工作速度与处理机的速度相匹配；同时要求存储系统有尽可能大的容量；价格尽可能低。 存储系统的定义 两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件、或软件与硬件相组合的方法连接起来成为一个存储系统。 特点：这个存储系统对应用程序员是透明的，并且，从应用程序员角度看，它是一个存储器，这个存储器的速度接近速度最快的那个存储器，存储容量与容量最大的那个相等，单位容量的价格接近最便宜的那个存储器。 4.1存储系统的层次结构与性能指标 一、存储系统的层次结构 基本概念与定义： 时间局
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书名 ISBN 作者 丛书名 出版社 出版社编号 发行单位
计算机系统结构(第五版) - 新世纪计算机类本科规划教材 - 中国高校教材图书网
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计算机系统结构(第五版)
ISBN：978-7-
装订：平装
印次：5-38
开本：16开
折扣价：￥35.15
折扣：0.95
节省了1.85元
发行编号：
每包册数：
出版日期：
内容简介：
本书是在原书第四版的基础上修订而成的。这次修订的重点是第1、4、5、6章。
本书系统地讲述了计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构、 基本分析方法以及近年来在该领域的进展。
全书共8章。主要内容有：计算机系统结构基础及并行性的开发；数据表示、寻址方式与指令系统的设计、优化、发展和改进；存储、中断、总线与输入/输出系统；虚拟存储器、Cache存储器、三级存储层次和存储系统的保护；重叠方式和流水方式的标量处理机及指令级高度并行的超级处理机；向量的流水处理和向量流水处理机、阵列处理机的原理、并行算法和互连网络；多处理机的硬件结构、多Cache的一致性、程序的并行性和性能、操作系统和多处理机的发展；数据流计算机和归约机。
本书内容丰富，取材适当，每章有大量例题和习题。每章末均有本章小结，给出本章“知识点和能力层次要求”以及“重点和难点”。书末附有各章习题参考答案。
本书可作为计算机专业本科生和相关专业研究生的教材，也可作为相关领域科技人员的参考书。
作者简介：
章节目录：
计算机系统结构基础及并行性的开发
计算机系统的层次结构
计算机系统结构、计算机组成和计算机实现
计算机系统结构的定义和内涵
计算机组成和计算机实现的定义及内涵
计算机系统结构、组成和实现的相互影响
计算机系统的软、硬件取舍和性能评测及定量设计原理
软、硬件取舍的基本原则
计算机系统的性能评测及定量设计原理
计算机系统设计的主要任务和方法
软件、应用、器件的发展对系统结构的影响
软件的发展对系统结构的影响
应用的发展对系统结构的影响
器件的发展对系统结构的影响
系统结构中的并行性开发及计算机系统的分类
并行性的概念和开发
计算机系统的分类
知识点和能力层次要求
重点和难点
数据表示、寻址方式与指令系统
数据表示与数据结构
高级数据表示
引入数据表示的原则
浮点数尾数基值大小和下溢处理方法的选择
寻址方式的三种面向
寻址方式在指令中的指明
程序在主存中的定位技术
物理主存中信息的存储分布
指令系统的设计和优化
指令系统设计的基本原则
指令操作码的优化
指令字格式的优化
指令系统的发展和改进
两种途径和方向(CISC和RISC)
按CISC方向发展和改进指令系统
按RISC方向发展和改进指令系统
知识点和能力层次要求
重点和难点
存储、中断、总线与输入/输出系统
存储系统的基本要求和并行主存系统
存储系统的基本要求
并行主存系统
中断的分类和分级
中断的响应次序与处理次序
中断系统的软、硬件功能分配
总线的分类
总线的控制方式
总线的通信技术
数据宽度与总线线数
输入/输出系统
输入/输出系统概述
通道处理机的工作原理和流量设计
外围处理机
知识点和能力层次要求
重点和难点
存储体系及其分支
存储体系的构成依据
存储体系的性能参数
虚拟存储器
虚拟存储器的管理方式
页式虚拟存储器的构成
页式虚拟存储器实现中的问题
高速缓冲存储器
工作原理和基本结构
地址的映像与变换
Cache存储器的LRU替换算法的硬件实现
Cache存储器的透明性及性能分析
三级存储体系
物理地址Cache
虚地址Cache
全Cache技术
存储系统的保护
知识点和能力层次要求
重点和难点
标量处理机
重叠原理与一次重叠
标量流水线的主要性能
标量流水机的相关处理和控制机构
指令级高度并行的超级处理机
超标量处理机
超长指令字处理机
超流水线处理机
超标量超流水线处理机
知识点和能力层次要求
重点和难点
向量处理机
向量的流水处理和向量流水处理机
向量的处理和向量的流水处理
向量流水处理机的结构举例
通过并行、链接提高性能
提高向量流水处理速度的其他办法
阵列处理机的原理
阵列处理机的构形和特点
ILLIAC Ⅳ的处理单元阵列结构
ILLIAC Ⅳ的并行算法举例
SIMD计算机的互连网络
互连网络的设计目标与互连函数
互连网络应抉择的几个问题
基本的单级互连网络
基本的多级互连网络
全排列网络
共享主存构形的阵列处理机中并行存储器的无冲突访问
脉动阵列流水处理机
脉动阵列结构的原理
通用脉动阵列结构
知识点和能力层次要求
重点和难点
多处理机的概念、问题和硬件结构
多处理机的基本概念和要解决的技术问题
多处理机的硬件结构
紧耦合多处理机多Cache的一致性问题
多Cache的一致性问题的产生
多Cache的一致性问题的解决办法
多处理机的并行性和性能
程序并行性分析
并行语言与并行编译
多处理机的性能
多处理机的操作系统
主从型操作系统
各自独立型操作系统
浮动型操作系统
多处理机的发展
分布式共享存储器多处理机
对称多处理机
多向量多处理机
并行向量处理机
大规模并行处理机
知识点和能力层次要求
重点和难点
数据流计算机和归约机
数据流计算机
数据驱动的概念
数据流程序图和语言
数据流计算机的结构
数据流计算机存在的问题
数据流计算机的进展
知识点和能力层次要求
重点和难点
习题参考答案
精彩片段：
书 评：
本书是从计算机组织和结构的角度来介绍计算机系统的。
整个计算机系统是一个软、硬件组合的综合体。随着计算机硬件在功能、性能、集成度、可靠性等诸多方面的改进，计算机软件变得日趋复杂，应用要求不断拓宽深化，需要研究如何更好、更合理地分配计算机软、
硬件功能，并研究如何更好地实现分配给硬件的功能，使系统有高的性能价格比。
这对计算机系统结构设计、硬件设计、系统软件开发和高层次应用系统开发者来说, 都是应该了解和掌握的。
通过本书的学习，读者可更进一步理解计算机系统的整体概念，正确掌握计算机系统结构的基本概念、基本原理，了解比较成熟的基本结构，
学会正确进行结构设计的思想和方法，提高分析和解决问题的能力，了解这十几年里在并行处理和系统结构领域的重要进展。
全书共8章。第1章是计算机系统结构基础及并行性的开发， 讲述计算机系统多级层次结构，计算机系统结构、组成、实现的定义和相互关系，计算机系统的软、硬件取舍原则、性能评测及定量设计原理，软件、应用、器件的发展对系统结构的影响，系统结构中的并行性开发和计算机系统的分类；第2章讲述数据表示、寻址方式与指令系统的设计、优化、发展和改进；第3章讲述存储系统的基本要求和并行主存系统，中断的分类、分级和中断系统的软、硬件功能分配，总线的分类、控制技术、通信技术、数据宽度和总线线数，输入/输出系统的通道处理机工作原理、流量设计及外围处理机；第4章讲述存储体系概念，虚拟存储器、Cache存储器的构成、地址映像、地址变换、替换算法、实现中的问题和性能分析，三级存储体系的三种形式及存储系统的保护；第5章讲述重叠方式和流水方式的标量处理机的原理、相关控制及指令级高度并行的超级处理机；第6章讲述向量的流水处理，向量流水处理机和阵列处理机的原理、并行算法、互连网络和共享主存构形的阵列处理机中并行存储器的无冲突访问，脉动阵列流水处理机的原理和通用脉动阵列结构；第7章讲述多处理机的概念、问题和硬件结构，紧耦合多处理机多Cache的一致性问题和解决办法，程序的并行性和性能, 多处理机的操作系统及发展；第8章讲述数据流计算机和归约机。
计算机知识更新得很快，但计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构、
基本分析方法在相当长时期里变化不大。所以这次在第四版的基础上适当进行了修改, 除了对多处文字、语句进行修改外，还增删和调整了一些段落; 改用例子和结论结合的方法来突出重点、 难点和要点；增写了计算机系统设计的主要任务和方法、数据流计算机的进展，重写了三级存储体系; 删去了实现Cache块替换的堆栈法(因为已经不用了);
因为向量流水处理机和阵列机都属于向量处理机，所以将上版第5章中的向量流水部分归并到第6章，从而将第5章更名为标量处理机，第6章更名为向量处理机。
在每章末增写了小结，给出“知识点和能力层次要求”以及“重点和难点”。在知识点中所提及的“识记”、“领会”、“简单应用”和“综合应用”是属于四个递进等级关系的能力层次表述。
“识记”：能够识别和记忆有关知识点的名词术语、定义、知识、公式、原则、
重要结论、方法、步骤、特征、特点等。“领会”：能够领悟和理解知识点的内涵和外延，熟悉其内容要点以及它们之间的区别和联系。“简单应用”：能够运用少量知识点，分析和解决一般应用问题，进行计算、绘图、设计、编程、分析、论证等。“综合应用”：能够运用多个知识点，分析和解决较复杂的应用问题，进行计算、绘图、设计、编程、分析、论证等。
本书对应的课程“计算机系统结构”应在“数字逻辑”、“计算机组成原理”、
“微型机原理和接口技术”、“汇编语言”、“高级语言程序设计”等课程之后开设，学生最好有“数据结构”方面的知识。本课程也可以在“操作系统”、“编译原理”等课程之后开设或与它们同时开设。
本课程的参考教学时数为64~72学时，可以视情况适当增删。
本书内容丰富，取材适当，重点突出，难点分散，文字通俗易懂，各章均有大量的例题和习题。书末还提供了习题的参考答案。
本书可作为计算机专业本科生和相关专业研究生的教材，也可作为计算机科学工作者的参考书。
本书由西安电子科技大学李学干教授编写。西安电子科技大学出版社的编辑为本书的编辑出版做了大量工作，在此对他（她）们表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。
第 四 版 前 言
本书是计算机专业本科生和相关专业研究生的规划教材，其前身于1981年由国防工业出版社出版，作为全国统编教材在国内是最早较完整、系统地讲述计算机系统结构的教材。1984年经重新编写后，改由西北电讯工程学院出版社(西安电子科技大学出版社的前身)出版。
1991年再由作者重新修改作为第二版发行。《计算机系统结构(第二版)》先后获全国第三届工科电子类专业优秀教材一等奖和国家级优秀教学成果二等奖。2000年出版的第三版是国家级重点本科系列教材之一。本次修编时，又对各章内容做了修改和增删，但作为教材的继承性，不宜在体系、内容和风格上做太大的变动。
本教材仍着眼于有关计算机系统结构和组成的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法的叙述。全书共分8章。第1章是计算机系统结构概论，讲述了计算机系统的多级层次结构，计算机系统结构、组成、实现的定义和相互关系，计算机系统的软硬取舍原则、性能评测及定量设计原理，软件、应用、器件对系统结构的影响，并行性发展和计算机系统的分类。第2章讲述数据表示，寻址方式，指令系统的设计、优化、发展和改进。第3章讲述存储、中断、总线和I/O系统(通道处理机和外围处理机)。第4章讲述存储体系，虚拟存储器，Cache存储器和主存保护。第5章讲述重叠，流水，向量流水处理机和指令级高度并行的超级处理机(超标量处理机、超长指令字处理机、超流水线处理机、超标量超流水线处理机)。第6章讲述阵列处理机的原理、并行算法、互连网络、并行存储器的无冲突访问和脉动阵列处理机。第7章讲述多处理机的硬件结构，多Cache的一致性，程序的并行性，性能，操作系统类型和多处理机的发展(分布式共享主存储器多处理机、对称多处理机、多向量多处理机、并行向量机、大规模并行处理机MPP、机群系统)。第8章讲述数据流机和归约机。
本书相应课程“计算机系统结构”应在“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“汇编语言”、“高级程序设计语言”等课程之后开设，学生最好有“数据结构”方面的知识。本课程也可以在“操作系统”、“编译原理”等课程之后，或与它们同时开设。“计算机系统结构”的课程参考教学课时数为60学时左右，可以视情况适当增删。
本书内容丰富，取材适当，每章均有大量例题和习题，书末附有主要习题的参考答案。
本书亦可作为计算机结构设计工作者的参考用书。
本书由西安电子科技大学教授兼西安欧亚学院信息工程学院副院长的李学干编著。西安电子科技大学出版社的领导和编辑为本书出版做了大量工作，在此表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在疏误，恳请广大读者批评指正。
第 三 版 前 言
本教材系按原电子工业部的《年全国电子信息类专业教材编审出版
规划》，由全国高等院校计算机专业教学指导委员会编审并推荐出版。
本教材由西安交通大学郑守淇教授主审，钱德沛教授为责任编委。
本教材的前身作为计算机系统结构的全国统编教材是 1981 年由国防工业出版社出版的。
它是国内最早较完整、系统地讲述计算机系统结构的教材。1984年经重新编写后，改由西北电讯工程学院出版社(西安电子科技大学出版社前身)出版。1991 年再由作者重新修改作为第二版发行。《计算机系统结构(第二版)》先后曾获全国第三届工科电子类专业优秀教材一等奖和国家级优秀教学成果二等奖。这次在修编时，对各章内容又做了较大修改、增删，但作为教材的继承性，不宜在体系、内容和风格上做太大变动。
本教材仍着眼于有关计算机系统结构和组成的基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法的叙述。全书共分 8 章。第 1 章讲述计算机系统的层次结构， 计算机系统结构、组成、实现的定义和相互关系，软硬取舍原则与系统设计思路，软件移植手段，应用、器件对系统结构的影响，并行性发展与计算机系统分类。第 2 章讲述数据表示、寻址方式、指令系统的设计与改进、RISC技术。第 3 章讲述总线设计、中断系统、通道处理机和外围处理机。第 4 章讲述存储体系、
虚拟存储器、Cache存储器和主存保护。第 5 章讲述重叠，流水，向量处理机，超标量、超长指令字、超流水线处理机。第 6 章讲述并行处理机和相联处理机。第 7 章讲述多处理机的硬件结构、程序并行性、性能分析及操作系统。第 8 章讲述脉动阵列机、 数据流机、归约机、智能机、大规模并行处理机(MPP)和机群系统。本教材力求反映出近十几年来在系统结构上的重要进展和今后可能的发展。
本课程应在“数字逻辑”、“计算机(组成)原理”、“程序设计语言”等课程之后开设。
学生最好有“数据结构”方面的知识。本课程可在“操作系统”、“编译原理”课程之后，或与它们同时开设。本教材也可作为其它相关专业的研究生或本科生的选修教材。本课程的参考教学时间为 60～80 学时，可根据情况作适当剪裁。
本书在编写过程中多次得到有关领导部门及不少兄弟院校、研究所的专家、教授和同行的热情鼓励和帮助。西安电子科技大学教材科及出版社为本书的出版也做了大量工作，在此表示衷心的感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在错误和缺点，恳切希望广大读者批评指正。
第 二 版 前 言
《计算机系统结构》是高等院校工科电子类计算机专业统编教材之一，由计算机与自动控制教材编审委员会计算机编审小组评选审定，并推荐出版。经过多年的使用，由于计算机的飞速发展，我们觉得有必要做一次较大幅度的修改。许多院校的同志们也提出了这样的希望。
在这次重新编写后，变动较大的有如下几点：我们考虑到许多学校已设置有专门的“计算机可靠性技术”和“计算机系统性能与评价”课程，而且已出版了专门的教材，所以这部分内容就不再列入本教材中；新增加了有关RISC技术、外围处理机、相联处理机、基于面向对象程序设计的计算机、数据流机、归约机、智能机等内容；适当扩充向量处理机、并行处理机和多处理机的部分内容；对原有章节内容根据情况重新做了取舍、补充和内容更新，并对全书各章的内容编排上做了较大调整。
本教材仍按“研究软、硬件功能分配以及如何最佳、最合理地实现分配给硬件的功能”这个方向来编写，仍然着眼于叙述基本概念、基本原理、基本结构和基本分析方法。虽然列举了不少实际机器的例子，但并不是围绕这些机型或过多地从具体实现上的细节来讲述。本教材力求反映出近十几年来在系统结构上的重要进展和今后可能的发展。
本课程应在“计算机(组成)原理”、“程序设计语言”和“数字逻辑”等课程之后开设。学生最好有“数据结构”方面的知识。本课程可以在“操作系统”、“编译原理”课程之后，或与它们同时开设。本课程也可作为其它相关专业的研究生或本科生的选修课程。本课程的参考教学时数为100～120学时。
本书在编写过程中多次得到有关领导部门及不少兄弟院校、研究所的专家、教授和同志们的热情鼓励和帮助，有的曾提出过宝贵的意见。西安电子科技大学出版社的同志们为本书的出版也做了大量工作，我们在此表示衷心的感谢。
应当说明的是，考虑到教材的继承性，不可能对原有教材在体系、内容和风格上做太大的变动，恳切希望读者对本书的缺点和错误予以指正。
第 一 版 前 言
本教材是高等院校工科电子类计算机专业统编教材之一，由计算机与自动控制教材编审委员会计算机编审小组评选审定，并推荐出版。
本教材是按计算机编审小组审定的编写大纲进行编写和审阅的，由西北电讯工程学院苏东庄主编，清华大学薛宏熙主审。
本教材是按“研究软、硬件功能分配以及如何最佳、最合理地实现分配给硬件的功能”这个方向来编写的，着重于基本概念、基本原理、基本结构和分析方法。虽然在讲述时联系了实际机器，但并不是围绕某种机型或过多地从具体实现上的细节来讲述。本教材力求反映近十几年来在系统结构上的重要进展以及今后可能的发展。
本课程应在“计算机(组成)原理”、“程序设计语言”和“数字逻辑”等课程之后开设。
学生最好有“数据结构”方面的知识。本课程可以在“操作系统”、“编译原理”课程之后，或与它们同时开设。本书的第6、7、8章是按学生不选修“容错与诊断”、“纠错码”、“并行处理计算机结构”和“计算机系统性能评价”等课来写的。本课程的参考教学时数为80～100学时。
本教材是在国防工业出版社1981年出版的《计算机系统结构》的基础上修编而成的。参加当时编写的有：西北电讯工程学院的苏东庄、张志华、李学干、马玉珍；清华大学的金兰；华东师范大学的张东韩和唐培艺，由苏东庄主编。担任主审的是清华大学的房家国和薛宏熙。参加此次修编的除苏东庄外，还有李学干、金兰(第7章)、梁新来(第6章)、马玉珍(第8章)，李学干承担了全书的文稿整理工作。
这里特别要感谢本版主审人薛宏熙同志，他进行了认真细致的审稿，并提出了宝贵的修改意见。凡在本书编写和审阅过程中提出过意见和建议的同志，在此一并向他们表示衷心的感谢。
本书在编写中得到了西北电讯工程学院教材科、图书馆的大力支持。有关领导部门、电子工业部教育局以及研究所和兄弟院校的很多领导、专家、教授和同志们对本书的编写曾给予了热情的鼓励，并提出过许多宝贵的意见。我们在此表示诚挚的感谢。
恳切希望读者继续对本书的缺点和错误予以指正。
其 它：
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