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计算机组织与结构实验教程——基于鲲鹏处理器


作者:
赖晓晨 迟宗正 董索宇
定价:
35.00元
ISBN:
978-7-04-061174-8
版面字数:
250.000千字
开本:
16开
全书页数:
暂无
装帧形式:
平装
重点项目:
暂无
出版时间:
2023-10-25
读者对象:
高等教育
一级分类:
计算机/教育技术类
二级分类:
计算机类专业核心课程
三级分类:
计算机组织与体系结构

本书为“计算机组成与结构”“计算机组成原理”等相关课程的实验指导用书,基于华为公司的鲲鹏处理器技术而设计,采用华为云作为实验环境,通过C语言及汇编语言编写程序驱动鲲鹏处理器运行,以此探索鲲鹏硬件特性,进而理解计算机硬件的工作原理。

本书的基本设计思路是“用软件的方法讲硬件的故事”,通过编程去分析硬件的宏观架构与细微特性。全书内容分为12章,并附4个附录,内容涉及开发环境介绍、C语言与鲲鹏汇编语言混合编程、基于鲲鹏硬件特性的C程序优化和汇编程序优化、鲲鹏处理器的增强型SIMD运算,以及鲲鹏处理器的异常处理、中断、Cache特性,同时,本书还介绍了鲲鹏处理器的性能分析工具、并行计算,以及x86汇编代码向鲲鹏架构的迁移。

本书读者应具备C语言编程的基本技能,了解或正在学习计算机硬件的基本知识。本书可作为高校计算机硬件相关课程的实验指导书,也可作为鲲鹏处理器学习者的参考书。

  • 前辅文
  • 第1章 鲲鹏处理器与openEuler操作系统
    • 1.1 国产自主可控技术
    • 1.2 鲲鹏处理器
      • 1.2.1 主流处理器架构
      • 1.2.2 ARM架构
      • 1.2.3 鲲鹏处理器
      • 1.2.4 TaiShan服务器
    • 1.3 openEuler操作系统
      • 1.3.1 开源软件
      • 1.3.2 GNU与Linux
      • 1.3.3 openEuler
    • 1.4 本书内容安排
  • 第2章 基于QEMU的鲲鹏处理器开发环境
    • 2.1 实验目的
    • 2.2 实验环境
    • 2.3 实验原理
      • 2.3.1 QEMU简介
      • 2.3.2 QEMU使用
    • 2.4 实验任务
      • 2.4.1 QEMU安装与配置
      • 2.4.2 openEuler操作系统安装
      • 2.4.3 网络配置
  • 第3章 C语言与鲲鹏处理器汇编语言混合编程
    • 3.1 实验目的
    • 3.2 实验环境
    • 3.3 实验原理
      • 3.3.1 C代码调用汇编代码
      • 3.3.2 C代码内嵌汇编代码
    • 3.4 实验任务
      • 3.4.1 C代码调用汇编代码
      • 3.4.2 C代码内嵌汇编代码
    • 3.5 思考题
  • 第4章 鲲鹏处理器C程序优化
    • 4.1 实验目的
    • 4.2 实验环境
    • 4.3 实验原理
      • 4.3.1 平台特性
      • 4.3.2 数据类型
      • 4.3.3 结构体定义
    • 4.4 实验任务
      • 4.4.1 数据类型优化
      • 4.4.2 结构体优化
    • 4.5 思考题
  • 第5章 鲲鹏处理器汇编程序优化
    • 5.1 实验目的
    • 5.2 实验环境
    • 5.3 实验原理
      • 5.3.1 循环展开
      • 5.3.2 指令流水线
      • 5.3.3 内存突发传输
    • 5.4 实验任务
      • 5.4.1 基础代码设计
      • 5.4.2 循环展开优化
      • 5.4.3 流水线优化
      • 5.4.4 内存突发传输优化
    • 5.5 思考题
  • 第6章 鲲鹏处理器增强型SIMD运算
    • 6.1 实验目的
    • 6.2 实验环境
    • 6.3 实验原理
      • 6.3.1 SIMD概述
      • 6.3.2 SIMD运算
    • 6.4 实验任务
      • 6.4.1 基础运算
      • 6.4.2 增强型SIMD运算
    • 6.5 思考题
  • 第7章 鲲鹏处理器异常处理
    • 7.1 实验目的
    • 7.2 实验环境
    • 7.3 实验原理
      • 7.3.1 异常机制
      • 7.3.2 SVC系统调用
      • 7.3.3 core dump机制
    • 7.4 实验任务
      • 7.4.1 gdb安装
      • 7.4.2 SVC指令应用
      • 7.4.3 core dump
    • 7.5 思考题
  • 第8章 鲲鹏处理器核间中断
    • 8.1 实验目的
    • 8.2 实验环境
    • 8.3 实验原理
      • 8.3.1 中断控制器
      • 8.3.2 核间中断
      • 8.3.3 内核模块
    • 8.4 实验任务
    • 8.5 思考题
  • 第9章 鲲鹏处理器Cache估测
    • 9.1 实验目的
    • 9.2 实验环境
    • 9.3 实验原理
      • 9.3.1 Cache工作原理
      • 9.3.2 Cache访问策略
      • 9.3.3 Cache容量估测
    • 9.4 实验任务
      • 9.4.1 L1 Cache和L2 Cache容量估测
      • 9.4.2 Cache line长度估测
    • 9.5 思考题
  • 第10章 基于鲲鹏性能分析工具的程序优化
    • 10.1 实验目的
    • 10.2 实验环境
    • 10.3 实验原理
      • 10.3.1 鲲鹏性能分析工具Hyper-Tuner
      • 10.3.2 Hyper-Tuner应用场景
      • 10.3.3 Hyper-Tuner实现原理
    • 10.4 实验任务
      • 10.4.1 环境配置
      • 10.4.2 标准矩阵乘法
      • 10.4.3 矩阵乘法优化
    • 10.5 思考题
  • 第11章 基于任务级并行的鲲鹏处理器程序优化
    • 11.1 实验目的
    • 11.2 实验环境
    • 11.3 实验原理
      • 11.3.1 多核处理器
      • 11.3.2 多线程技术
      • 11.3.3 多线程程序设计方法
    • 11.4 实验任务
      • 11.4.1 单线程矩阵乘法
      • 11.4.2 shell级任务并行
      • 11.4.3 多线程矩阵乘法
    • 11.5 思考题
  • 第12章 x86到鲲鹏处理器的汇编代码迁移
    • 12.1 实验目的
    • 12.2 实验环境
    • 12.3 实验原理
      • 12.3.1 鲲鹏代码迁移工具简介
      • 12.3.2 鲲鹏代码迁移工具主要功能
      • 12.3.3 鲲鹏代码迁移工具实现原理
    • 12.4 实验任务
      • 12.4.1 基础代码设计
      • 12.4.2 迁移流程
      • 12.4.3 代码迁移
    • 12.5 思考题
  • 附录A 华为云实验环境搭建
  • 附录B openEuler常用命令
  • 附录C 鲲鹏处理器常用指令
  • 附录D x86架构处理器常用指令

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