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1、高级计算机系统结构上海大学计算机学院徐炜民1AdvancedComputerArchitecture《高级计算机系统结构》这里的‘高级’其含义是指与本科教育中已经介绍的‘常规’的系统结构类型的区别，着重在模型、算法和并行处理上。计算机系统结构是计算机专业本科教育中的骨干课程，是ACM和IEEE/CS联合教程专题组所确定的主干课程。上海大学计算机学院计算机系统结构课程被国家教育部列入“十五”规划的重点建设课程。学习的困难：1。概念性强，形式描述弱2。面广，强调工程实现3。背景机大而多，且著名，但不易全面介绍和了解2AdvancedCom
2、puterArchitecture参考教材：(1)英文原版：KaiHwang,AdvancedComputerArchitecture–Parallelism,Scalability,Programmability(1993)中译本：高等计算机系统结构：并行性、可扩展性、可编程性（王鼎兴等译，1995）(2)英文原版：KaiHwang&ZhiweiXu,ScalableParallelComputingTechnology,Architecture,Programming(1998)中译本：可扩展并行计算：技术、结构与编程（陆鑫达等译
3、，2000）(3)英文原版：DavidE.Culler,JaswinderPalSingh,AnoopGupta,ParallelComputerArchitecture–AHardware/SoftwareApproach[SecondEdition](1996)(4)英文原版：DavidA.Patterson,JohnL.Hennessy,ComputerArchitecture–AQuantitativeApproach[SecondEdition](1996)3AdvancedComputerArchitecture第一篇并行
4、性理论1。并行计算机模型2。程序和网络特性3。可扩展性能原理第二篇硬件技术4。处理机与存储器层次结构5。总线，高速缓存和共享存储器6。流水线与超标量技术4AdvancedComputerArchitecture第三篇并行和可扩展系统结构7。多处理机和多计算机8。多向量机与SIMD计算机9。可扩展，多线程与数据流系统结构第四篇并行程序设计软件10。并行模型，语言和编译器11。并行程序开发与环境12。并行机的UNIX,Mach和OSF/15AdvancedComputerArchitecture第一篇并行性理论目前，衡量超级计算(supe
5、rcomputing)仍用习惯的方法（小时、作业、程序数、程序可移植性）采用共享存储器的向量多处理器系统仍是主流（CrayResearch,Fujitsu,IBM,Hitachi,NEC）。例如，1993年的C90用16台处理器，Gigaflops=1610，9,500次/美元。九十年代，RISC标量处理机可达5000次/美元。基于消息传递的多计算机系统可达到Teraflops。从广义上讲，可扩展性反映了系统结构、算法、软件和环境之间的相互关系。它涉及到系统结构的通用性、可扩展性、可编程性、可实现性。6AdvancedComputer
6、Architecture第一章并行计算机模型并行性在不同的处理级别中可表现为多种形式：先行方式、流水线方式、向量化、并发性、同时性、数据并行性、划分、交叉、重叠、多重性、重复、时间共享、空间共享、多任务处理、多道程序、多线程方式、分布式计算。7AdvancedComputerArchitecture一．计算技术的现状1．历史演变：公元前500年，中国的算盘。1642年，法国BlaisePascal的机械加法器减法器。1827年，英国CharlesBabbage用于多项式计算的差分机。1941年，德国KonradZused用于通用的二进
7、制机械计算机。1944年，HowardAiken提出由IBM制造用于通用计算的HavardMarkI十进制机电计算机。以后，就表现为所谓的“五代”计算机演变（表1－1）。8AdvancedComputerArchitectureIntel（Oct.2001）认为：计算模式的演变过程EnterpriseCentralizedMainframesServerCentricWebDistributedSolutions包括1.PeertoPeer2.Wirelessandmobile3.OneIP4.XML9AdvancedComputer
8、Architecture2．现代计算机组成：（图1－1）现代计算机是一种包括机器硬件、指令系统、系统软件、应用程序和用户接口的集成系统。各种求解方法可能需要不同的计算资源，这与求解问题的性质有关。10AdvancedCo
