內容簡介
計算機系統結構實踐教程《計算機系統結構實踐教程》覆蓋面廣，內容豐富，有利於加深對系統結構知識的理解。《計算機系統結構實踐教程》的實驗既有基於MIPS指令集的，也有基於SPARC指令集的。教師可根據具體教學需要選擇。《計算機系統結構實踐教程》包含了實驗所需相關知識的介紹，可以跟大多數系統結構教材配合使用。《計算機系統結構實踐教程》所附光碟提供了我們專門為系統結構實驗開發的一套運行於Windows平台的模擬器。這些模擬器界面友好，使用方便、直觀，互動性很強。隨書光碟還提供了計算機系統結構課程相關的動畫和視頻課件。《計算機系統結構實踐教程》可作為本科生或研究生的系統結構課程以及計算機組成與結構課程的實驗教材，也可作為自學者的輔助教材。
作者簡介
張晨曦，男，1960年9月生，漢族，福建龍巖人。現任同濟大學軟體學院教授，博士生導師。國家級“中青年有突出貢獻專家”，國家傑出青年基金獲得者。先後主持了4項國家自然科學基金項目。1988年獲博士學位，後一直在國防科技大學計算機學院工作，2005年9月調入同濟大學。作為課程負責人，張晨曦建設的計算機系統結構課程於2007年被評為上海市精品課程，2008年被評為國家級精品課程。他還先後獲得了“教育部一微軟精品課程”和“教育部一SUN精品課程”的榮譽。他主講計算機系統結構課程和從事系統結構的研究二十餘年，進行了一系列的教學改革和課程建設，取得了突出的成績。1992年開發出國內第一套系統結構CAI課件（含30個動畫），在清華大學、北京大學等全國十多所高校得到了套用。2003年完成教育部的新世紀網路課程建設工程項目“計算機體系結構網路課程”。2009年開發出了國內第一套系統結構實驗模擬器。
他負責編寫出版的《計算機系統結構》（高等教育出版社）是“十五”和“十一五”國家級規劃教材，該教材2002年獲全國普通高等學校優秀教材二等獎。全國至少有60所大學採用了該教材。至2009年，他共編寫出版了5本“十一五”國家級規劃教材。撰寫專著兩部（第二作者），其中專著《新一代計算機》由荷蘭North-Htolland出版社出版，另一部1992年獲“國家教委優秀專著特等獎”，1993年獲“全國優秀科技圖書一等獎”。發表學術研究論文90多篇，其中在《中國科學》、《計算機學報》等一級刊物上發表8篇，國外發表20多篇。有18篇被國際著名八大檢索工具收錄。
張晨曦獲部委級科技進步一等獎兩項（排名第二），二等獎一項（排名第二）；獲部委級教學成果二等獎、三等獎各一項。
2007年獲寶鋼優秀教師獎和上海市育才獎，2008年被評為上海市高校教學名師，2009年被評為上海市模範教師。1991年被國家教委授予“做出突出貢獻的中國博士”光榮稱號，被評為湖南省科技青年“十佳”之一；1993年被評為“全軍優秀教師”，1993年和1995年兩次獲“霍英東青年教師獎”；1995年獲第4屆“中國青年科技獎”。從15歲起當中學教師，對教學方法和現代教育技術有深入的研究的他，提出了面向遠程教育和CAI的動畫解析教學法。
圖書目錄
第一部分 基於MIPS體系結構
實驗1 MIPS指令系統和MIPS體系結構
1.1 實驗目的
1.2 實驗平台
1.3 實驗內容和步驟
1.4 MIPSsim使用手冊
1.4.1 啟動模擬器
1.4.2 MIPSsim的視窗
1.4.3 MIPSsim的選單
1.5 相關知識：MIPS指令系統
1.5.1 MIPS的暫存器
1.5.2 MIPS的數據表示
1.5.3 MIPS的數據定址方式
1.5.4 MIPS的指令格式
1.5.5 MIPS的部分指令介紹
實驗2 流水線及流水線中的衝突
2.1 實驗目的
2.2 實驗平台
2.3 實驗內容和步驟
2.4 MIPSsim使用手冊
2.5 相關知識：流水線、相關與衝突
2.5.1 一條經典的5段流水線
2.5.2 相關與流水線衝突
2.5.3 流水線的實現
實驗3 指令調度和延遲分支
3.1 實驗目的
3.2 實驗平台
3.3 實驗內容和步驟
3.4 MIPSsim使用手冊
3.5 相關知識：指令調度和延遲分支
3.5.1 指令調度
3.5.2 延遲分支
第二部分 基於SPARC體系結構
實驗4 SPARC指令系統和SPARC體系結構
4.1 實驗目的
4.2 實驗平台
4.3 實驗內容和步驟
4.4 SPARCsim使用手冊
4.4.1 啟動程式
4.4.2 SPARCsim的視窗
4.4.3 SPARCsim的選單
4.5 相關知識：UltraSPARC指令系統
4.5.1 UltraSPARC的暫存器
4.5.2 UltraSPARC的數據表示
4.5.3 UltraSPARC的數據定址方式
4.5.4 UltraSPARC的指令格式
4.5.5 UltraSPARC的部分指令介紹
實驗5 流水線及流水線中的衝突
5.1 實驗目的
5.2 實驗平台
5.3 實驗內容和步驟
5.4 SPARCsim使用手冊
5.5 相關知識：流水線、相關與衝突
5.5.1 一條經典的5段流水線
5.5.2 相關與流水線衝突
5.5.3 流水線的實現
實驗6 指令調度和延遲分支
6.1 實驗目的
6.2 實驗平台
6.3 實驗內容和步驟
6.4 SPARCsim使用手冊
6.5 相關知識：指令調度和延遲分支
第三部分 Cache和指令並行實驗
實驗7 Cache性能分析
7.1 實驗目的
7.2 實驗平台
7.3 實驗內容和步驟
7.3.1 Cache容量對不命中率的影響
7.3.2 相聯度對不命中率的影響
7.3.3 Cache塊大小對不命中率的影響
7.3.4 替換算法對不命中率的影響
7.4 MyCache模擬器的使用方法
7.5 相關知識：Cache的基本原理
7.5.1 Cache的映像規則
7.5.2 查找方法
7.5.3 替換算法
7.5.4 寫策略
7.5.5 改進Cache性能
7.5.6 3種類型的不命中
7.5.7 降低不命中率的方法
7.5.8 分離Cache和混合Cache
實驗8tomasulo算法
8.1 實驗目的
8.2 實驗平台
8.3 實驗內容和步驟
8.4 Tomasulo算法模擬器的使用方法
8.5 相關知識：Tomasulo算法
8.5.1 基本思想
8.5.2 具體算法
實驗9 再定序緩衝（ROB）212作原理
9.1 實驗目的
9.2 實驗平台
9.3 實驗內容和步驟
9.4 ROB模擬器的使用方法
9.5 相關知識：再定序緩衝ROB
實驗10 多Cache一致性——監聽協定
10.1 實驗目的
10.2 實驗平台
10.3 實驗內容和步驟
10.4 監聽協定模擬器的使用方法
10.5 相關知識：監聽協定
10.5.1 基本思想
10.5.2 監聽協定的實現
實驗11 多Cache一致性——目錄協定
11.1 實驗目的
11.2 實驗平台
11.3 實驗內容和步驟
11.4 目錄協定模擬器的使用方法
11.5 相關知識：目錄協定
11.5.1 目錄協定的基本思想
11.5.2 目錄協定實例
附錄A MIPSsim的指令列表（MIPS64指令集的一個子集）
附錄B MIPSsim的指令系統（MIPS64指令集的一個子集）
附錄C 模擬器MIPSsim的彙編語言
參考文獻
