张春元，1996年在国防科学技术大学计算机系获工学博士学位，现任国防科学技术大学计算机学院教授，计算机科学与技术学科博士生导师，IEEE/ACM会员，现担任中国学位与研究生教育学会信息管理委员会副主任委员、《学位与研究生教育》杂誌编辑，享有国务院颁发的政府特殊津贴。长期从事计算机体系结构、计算机套用等专业研究和教学工作。主持国家自然科学基金、国家自然科学基金重点项目、国家863高技术研究项目、国家973安全重大基础研究项目、国家重点型号项目及企业合作等20多项，近五年发表科研论文50余篇，出版学术专着1部，已获授权专利10项。指导博士获全国百篇优秀博士论文提名1人。主讲过10多门本科生和研究生课程，是国家精品课程“计算机体系结构”主讲人之一，参与撰写教材3本，其中《计算机体系结构》获得“2002年全国普通高等学校优秀教材二等奖”，发表教学研究文章10余篇，主编出版有《学位与研究生教育信息管理实践与探索》。获得国家科技进步二等奖1次，军队或省部级科技进步一等奖2次、二等奖2次、三等奖2次，军队教学优秀一等奖一次，湖南省教学成果三等奖1次。

罗莉，1997年在国防科学技术大学计算机系获工学博士学位。现任国防科学技术大学计算机学院副教授、硕士生导师，国家精品课程“计算机体系结构”和“计算机原理”主讲人之一。国防科学技术大学计算机学院高性能计算机创新团队的核心成员，该团队获“军队首届科技创新群体奖”。中国计算机学会会员，主要研究方向包括高性能微处理器体系结构、SOC设计技术等，作为项目负责人和主要完成人参加国家自然科学基金、国家863高技术项目、国家973安全重大基础研究项目、国家重点型号项目等20余项。近五年发表论文40余篇，参与撰写教材两本，获军队科技进步一等奖1次、二等奖2次、三等奖2次，获国家授权专利2项。

肖晓强，2000年获得博士学位，副教授，硕士研究生导师，现任国防科学技术大学计算机学院网路工程系计算机教学实验中心主任，军队专业技术三类岗位津贴获得者，军队育才奖银奖获得者，“计算机学报”、“计算机研究与发展”等多个期刊的审稿人。

国家精品课程“计算机体系结构”和“计算机原理”主讲人之一，先后为本科生主讲了“大学计算机基础”、“计算机原理与设计”、“微型计算机原理”、“计算机体系结构”、“嵌入式系统课程设计”以及“仿真与模拟技术”等多门课程，为研究生主讲了“系统模型与模拟”课程。已编写出版了《计算机原理与设计》和《计算机体系结构》等本科教材和3部教学辅导书。主要从事网路可靠性分析以及计算机仿真等方面的科研工作，在网路性能参数测量、可靠性分析以及计算机建模与仿真等方面有较深入的研究。主持与参与多项科研项目，取得了多项研究成果，获军队科技进步二等奖1次。近年来，在国际会议、国内期刊发表论文10余篇，教学研究论文7篇。

第1章 计算机体系结构的概念 /1

1.1 教学指南 /1

1.2 主要内容 /1

1.2.1 计算机体系结构的有关概念 /2

1.2.2 计算机体系结构的发展 /7

1.2.3 计算机系统设计和分析 /13

1.3 典型题目解析 /18

1.4 习题及习题解答 /19

第2章 指令系统 /27

2.1 教学指南 /27

2.2 主要内容 /27

2.2.1 指令系统结构的分类 /27

2.2.2 定址方式 /28

2.2.3 指令系统的设计和最佳化 /31

2.2.4 指令系统的发展和改进 /34

2.2.5 运算元的类型和大小 /37

2.2.6 mips指令系统结构 /39

2.3 习题及习题解答 /43

第3章 流水线技术 /48

3.1 教学指南 /48

3.2 主要内容 /48

3.2.1 流水线的基本概念 /48

3.2.2 mips的基本流水线 /52

3.2.3 流水线中的相关 /61

3.2.4 流水线计算机实例分析(mips r4000) /76

3.2.5 向量处理机 /80

3.3 典型题目解析 /82

3.4 习题及习题解答 /85

第4章 指令级并行 /94

4.1 教学指南 /94

4.2 主要内容 /94

4.2.1 指令级并行的概念 /94

4.2.2 指令的动态调度 /97

4.2.3 控制相关的动态解决技术 /106

4.2.4 多指令流出技术 /111

4.3 典型题目解析 /115

4.4 习题及习题解答 /121

第5章 存储层次 /132

5.1 教学指南 /132

5.2 主要内容 /132

5.2.1 存储器的层次结构 /132

5.2.2 cache基本知识 /136

5.2.3 降低cache失效率的方法 /146

5.2.4 减少cache失效开销的方法 /155

5.2.5 减少cache命中时间的方法 /160

5.2.6 主存 /165

5.2.7 虚拟存储器 /168

5.2.8 存储层次实例 /174

5.3 典型题目分析 /177

5.4 习题及习题解答 /185

第6章 输入输出系统 /192

6.1 教学指南 /192

6.2 主要内容 /192

6.2.1 存储设备 /192

6.2.2 i/o系统的性能分析 /198

6.2.3 i/o系统的可靠性 /200

6.2.4 raid技术 /201

6.2.5 汇流排技术 /205

6.2.6 通道技术 /207

6.2.7 i/o系统性能与作业系统的关係 /211

6.3 典型题目分析 /212

6.4 习题及习题解答 /213

第7章 多处理机 /218

7.1 教学指南 /218

7.2 主要内容 /218

7.2.1 并行计算机体系结构的分类 /218

7.2.2 多处理机中的存储器一致性 /221

7.2.3 对称式共享存储器体系结构中的监听协定 /222

7.2.4 分散式共享存储器体系结构中的目录协定 /224

7.2.5 静态网际网路与动态网际网路 /226

7.2.6 同步 /230

7.3 典型题目分析 /232

7.4 习题及习题解答 /233

第8章 机群计算机 /238

8.1 教学指南 /238

8.2 主要内容 /238

8.2.1 机群的基本概念和结构 /238

8.2.2 机群的特点 /239

8.2.3 机群的分类 /239

8.3 习题及习题解答 /240

参考文献 /242