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计算机体系结构基础

共计 30 章节

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计算机体系结构的定义 · 研究范畴 · 发展历程

课程导入计算机体系结构的…

计算机组成与结构概述

冯·诺依曼结构 · 哈佛结构 · 计算机硬件组成

计算机组成结构概述

数据表示与运算基础

数制转换 · 定点数 · 浮点数（IEEE 754）

数据表示运算基础

指令系统设计

指令格式 · 寻址方式 · 指令类型

指令系统设计指令格式

MIPS指令集实战

MIPS指令格式 · 常用指令 · 汇编编程

MIPS指令集实战

处理器微架构

数据通路设计 · 控制单元 · 硬布线控制与微程序控制

处理器微架构数据通路设计

流水线技术

流水线基本原理 · 五级流水线 · 冒险与冲突（结构冒险

流水线技术流水线基本原理

流水线优化与高级技术

转发 · 分支预测 · 动态调度

流水线优化高级技术

存储层次结构

存储系统概述 · 局部性原理 · Cache工作原理

存储层次结构存储系统概述

Cache设计与优化

Cache映射方式 · 替换算法 · 写策略

虚拟存储与内存管理

页式管理 · 段式管理 · TLB

虚拟存储内存管理

输入输出系统

I/O接口 · 程序查询方式 · 中断方式

输入输出系统I/O

总线与互连网络

总线结构 · 总线仲裁 · PCI/PCIe

总线互连网络

并行处理基础

并行性概念 · Flynn分类 · 多核处理器

并行处理基础并行性概念

多处理器与缓存一致性

缓存一致性协议（MESI · MOESI） · 监听协议

多处理器缓存一致性

GPU与异构计算

GPU体系结构 · SIMT模型 · CUDA编程基础

GPU异构计算

嵌入式与低功耗体系结构

嵌入式处理器特点 · ARM架构 · 低功耗设计技术

嵌入式低功耗体系结构

性能评测与分析

性能指标（CPI · 吞吐率 · 响应时间）

性能评测分析

指令级并行（ILP）深入

循环展开 · 寄存器重命名 · 乱序执行

ILP指令级并行

线程级并行（TLP）与数据级并行（DLP）

多线程技术 · 同时多线程（SMT） · SIMD指令集（MMX/SSE/AV…

存储一致性模型

顺序一致性 · 弱一致性 · 释放一致性

存储一致性模型顺序一致性

虚拟化技术

虚拟化原理 · CPU虚拟化 · 内存虚拟化

虚拟化技术虚拟化原理

容错与可靠性设计

故障分类 · 冗余技术 · 错误检测与纠正（ECC）

容错可靠性设计

安全与可信体系结构

侧信道攻击 · 可信执行环境（TEE） · 安全处理器

安全可信体系结构

量子计算与新型体系结构

量子比特 · 量子门 · 量子纠错

量子计算新型体系结构

体系结构设计方法论

设计空间探索 · 软硬件协同设计 · 模拟器与建模

体系结构设计方法…设计空间探索

使用模拟器（如gem5）进行简单处理… · 调整参数观察影响

案例实战gem5

基于RISC-V指令集设计一个简单单…

案例实战RISC-V

常见问题与误区

流水线冒险处理误区 · Cache一致性理解偏差 · 性能评测陷阱

常见问题误区

综合提升与前沿展望

体系结构发展趋势（领域专用架构 · 可重构计算 · 存内计算）

综合提升前沿展望