Practical Introduction to Computer Architecture

معماری کامپیوتر، که زیربنای علم کامپیوتر است، موضوعی است که در آن \"انجام کارها\" بسیار مهم است: توانایی درک معاوضه ها قبل از انتخاب بین و اجرای گزینه های طراحی خوب در نظر گرفته شده اغلب به همان اندازه مهم است. به عنوان مطالعه آن گزینه ها در سطح نظری تر.

این آسان برای دنبال کردن مقدمه ای عملی بر معماری کامپیوتر</ EM> رویکردهای آموزشی سنتی را با استفاده از ریاضیات، همراه با استفاده از زبان توصیف سخت‌افزار (Verilog) و یک پردازنده بتن (MIPS32) به عنوان وسیله‌ای برای مدل‌سازی و آزمایش منطق دیجیتال و طراحی پردازنده ترکیب می‌کند. . این رویکرد منحصربه‌فرد خوانندگان را تشویق می‌کند تا از طریق آزمایش به نتیجه‌گیری برسند، و آنها را قادر می‌سازد تا موضوعات اساسی و هیجان‌انگیز معماری کامپیوتر را برای خود کشف کنند.

کتاب به سه بخش تقسیم می‌شود. هر یک از سه سطح انتزاع را پوشش می دهد: لایه منطق دیجیتال، مجموعه دستورالعمل و لایه معماری میکرو، و رابط سخت افزار/نرم افزار. بخش اول به ابزارها و تکنیک های اساسی می پردازد که زیربنای بقیه کتاب است، در حالی که قسمت دوم به موضوع گسترده طراحی و پیاده سازی پردازنده می پردازد. بخش آخر با بررسی ابزارهای برنامه نویسی و مفاهیم سیستم عامل که از توسعه و اجرای برنامه ها پشتیبانی می کنند، شکاف بین سخت افزار و نرم افزار را پر می کند.

موضوعات و ویژگی ها:

• شامل یک فصل مقدماتی گسترده است که خواننده را هم با موضوع و هم با محتوای کتاب آشنا می کند

• روش های اساسی برای ارزیابی پردازنده ها را با تمرکز بر عملکرد

• موضوعات پیشرفته در طراحی پردازنده، مانند پردازنده های فوق اسکالر و برداری را بررسی می کند

• شرح مفصلی از یک زنجیره ابزار توسعه ارائه می کند

• ارائه یک آموزش مستقل در مورد استفاده از SPIM، شبیه ساز MIPS32

• تمرکز بر جنبه های کامپایلرهایی که به طور نزدیک به پردازنده مرتبط هستند، تخصیص ثبت، انتخاب دستورالعمل ها و زمان بندی را پوشش می دهد

• کاوش واقعی پیاده سازی مفاهیمی مانند زمان بندی و مدیریت وقفه

• مفهوم برنامه نویسی کارآمد را بررسی می کند

• هر فصل را با مجموعه ای از مسائل به عنوان مثال به پایان می رساند و حاوی یک پیوست است که راه حل ها را مورد بحث قرار می دهد

P>

• مطالب پشتیبانی اضافی، مانند کد منبع نمونه و اسلایدهای سخنرانی الکترونیکی را در http://www.cs.bris.ac.uk/home/page/teaching/pica.html

این کتاب درسی کاربردی و خواننده پسند با در نظر گرفتن دانشجویان مقطع کارشناسی نوشته شده است و برای خودآموزی مناسب است. این کتاب همچنین می تواند توسط دانشجویان کارشناسی ارشد به عنوان یک مرجع حمایتی برای استفاده در ترکیب با کتاب های درسی تخصصی تر استفاده شود.

دکتر. دن پیج یک مدرس در دانشگاه بریستول، وابسته به گروه زبان و معماری و گروه رمزنگاری و امنیت اطلاعات است. او یکی از بنیانگذاران Identum (در حال حاضر بخشی از Trend Micro) بود که در ارائه تخصص و محصولات رمزنگاری به مشتریان صنعتی نقش دارد.

Computer architecture, which underpins computer science, is a topic in which "getting things done" is paramount: The ability to understand trade-offs before selecting between and implementing well-considered design options is often as important as the study of those options at a more theoretical level.

This easy-to-follow A Practical Introduction to Computer Architecture blends traditional teaching approaches with the use of mathematics, together with the use of a hardware description language (Verilog) and a concrete processor (MIPS32) as vehicles for "hands-on" modelling and experimenting with digital logic and processor design. This unique approach encourages readers to derive their own conclusions via experimentation, enabling them to discover for themselves the fundamental and exciting topics of computer architecture.

The book is divided into three parts, covering each of the three levels of abstraction: the digital logic layer, the instruction set and micro-architecture layer, and the hardware/software interface. The first part deals with the basic tools and techniques which underpin the rest of the book, whereas the second part deals with the broad topic of processor design and implementation. The final part bridges the gap between hardware and software by examining the programming tools and operating-system concepts that support the development and execution of programs.

Topics and features:

• Includes a wide-ranging introductory chapter, familiarising the reader with both the subject and the book’s contents

• Outlines basic methods for evaluating processors, with a focus on performance

• Investigates advanced topics in processor design, such as superscalar and vector processors

• Presents a detailed description of a development tool-chain

• Provides a stand-alone tutorial on using SPIM, a MIPS32 simulator

• Focuses on aspects of compilers which are closely tied to the processor, covering register allocation, instruction selection and scheduling

• Explores real implementations of concepts such as scheduling and interrupt handling

• Examines the concept of efficient programming

• Concludes every chapter with a set of example problems, and contains an appendix that discusses solutions

• Supplies additional supportive material, such as example source code and electronic lecture slides, at http://www.cs.bris.ac.uk/home/page/teaching/pica.html

This practical, reader-friendly textbook has been written with undergraduates in mind, and is suitable for self-study. The book can also be used by postgraduate students as a supportive reference for use in combination with more specialised textbooks.

Dr. Dan Page is a lecturer at the University of Bristol, affiliated with both the Languages and Architecture Group and the Cryptography and Information Security Group. He was one of the founders of Identum (now part of Trend Micro), which is involved in delivering cryptographic expertise and products to industrial customers.