计算机组成与设计 - 硬件/软件接口 - 第一章

本文是《计算机组成与设计》的第一章读书笔记,介绍了计算机的分类和特点,如个人计算机、服务器和嵌入式计算机。重点讨论了计算机体系结构的八大思想,包括面向摩尔定律设计、抽象、并行处理、存储器层次结构等,并简述了性能和功耗的定义及度量方法。

今天开始看这本书,后续都是读书笔记。看的是ARM版。

 

第一章的标题是:计算机的抽象与技术

1.1 引言

这部分主要概括了计算机的诞生给人类的发展带来的贡献,并且在农业革命、工业革命之后,促进了人类的第三次革命--信息革命,这次革命影响深远,诞生了很多之前只存在于科学幻想中的产物,如车载计算机,手机,人类基因项目,万维网以及搜索引擎等。

1.1.1 计算机应用的分类和特点

所谓计算机应用的分类,就是按照不同的使用场景,把计算机分为几类。比如个人计算机,服务器,嵌入式计算机等。

个人计算机

  • 为单个用户提供良好性能
  • 价格低廉
  • 运行第三方软件

服务器

  • 通过网络访问
  • 执行大负载任务
  • 运行定制的软件
  • 更强的计算、存储和I/O能力
  • 更可靠
  • 价格高

嵌入式计算机

  • 应用广泛
  • 运行单一应用
  • 软硬件一同交付
  • 低成本
  • 低功耗
  • 高可靠性(简化设计来实现)

1.1.2 后PC时代

出现了和传统PC时代不同的设备,比如PMD(Personal Mobile Device)、云计算(SaSS) 等。

1.1.3 能学到啥

要开发出高性能的应用程序,就需要对计算机的组成原理有所了解。书里会介绍这些内容:

第一章:基本概念和定义,如何理解软硬件、如何评价性能和功耗,介绍集成电路技术,解释多核迁移的原因等;<

这本最畅销的计算机组成书籍经过全面更新,关注现今发生在计算机体系结构领域的革命性变革:从单处理器发展到多核微处理器。此外,出版这本书的ARM版是为了强调嵌入式系统对于全亚洲计算行业的重要性,并采用ARM处理器来讨论实际计算机的指令集和算术运算,因为ARM是用于嵌入式设备的最流行的指令集架构,而全世界每年约销售40亿个嵌入式设备。前几版一样,本书采用了一个MIPS处理器来展示计算机硬件技术、流水线、存储器层次结构以及I/O等基本功能。此外,本书还包括一些关于x86架构的介绍。   本书主要特点   ·采用ARMv6(ARM11系列)为主要架构来展示指令系统和计算机算术运算的基本功能。   ·覆盖从串行计算到并行计算的革命性变革,新增了关于并行化的一章,并且每章中还有一些强调并行硬件软件主题的小节。   ·新增一个由NVIDIA的首席科学家和架构主管撰写的附录,介绍了现代GPU的出现和重要性,首次详细描述了这个针对可视计算进行了优化的高度并行化、多线程、多核的处理器。   ·描述一种度量多核性能的独特方法——“Roofline model”,自带benchmark测试和分析AMD Opteron X4、Intel Xeon 5000、Sun UltraSPARC T2和 IBM Cell的性能。   ·涵盖了一些关于闪存和虚拟机的新内容。   ·提供了大量富有启发性的练习题,内容达200多页。   ·将AMD Opteron X4和Intel Nehalem作为贯穿本书的实例。   ·用SPEC CPU2006组件更新了所有处理器性能实例。
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