2013年3月28日星期四

【書籍】大話處理器：了解DSP、CPU及MCU基礎架構(第二版)[Da Hua Chu Li Qi ： Liao Jie Dsp、Cpu Ji Mcu Ji Chu Jia Gou (...]＊電腦資訊類＊

大話處理器：了解DSP、CPU及MCU基礎架構(第二版)[Da Hua Chu Li Qi ： Liao Jie Dsp、Cpu Ji Mcu Ji Chu Jia Gou (...]～推薦！

作者：萬木楊
出版社：佳魁資訊
出版日期：2013/03/28
語言：繁體中文

ISBN：9789865836085
規格：平裝/288頁/17x23cm/普通級/單色印刷/二版
出版地：台灣
本書分類：電腦資訊>電腦硬體>其他

【Introduction】簡介/書評/特色/摘要

這是一本圖文並茂、生動幽默的處理器科普讀物。

　　處理器無處不在（Microprocessors are everywhere）。每一個成功的男人背後都有一個成功的女人，每一個成功的電子產品裡面至少有一個成功的處理器。不管是我們經常使用的電腦、手機、汽車，還是為我們服務但我們不知道它們在何處的基地台、伺服器、交換機等，莫不如此。我們身處的電子世界，是建立在處理器基礎之上的。

　　作者在選材上圍繞處理器的核心技術，從電腦發展的形態、歷史展開敘述，在簡略介紹處理器的週邊裝置後，迅速深入處理器的抽象模型，以電腦軟體生態系統中最重要的指令集體系結構ISA切入到探索處理器的微架構，對處理器微架構的一些核心技術，如管線、亂序執行、指令級平行、執行緒級平行、快取記憶體結構和演算法、快取一致性等概念，言簡意賅地做了原理闡釋。

　　全書行文風趣幽默，用許多詼諧的譬喻來解釋晦澀的技術，用圖畫來代替枯燥的文字。本著科技以人為本的理念，除了技術外，還介紹大量相關人物和公司的故事，供大家閱讀。站在一個軟體工程師的角度來描述處理器，沒有花篇幅談論處理器的外設、介面、中斷等內容，而是更多地探討影響處理器性能的管線、指令平行、資料平行、執行緒平行、Cache 等內容。

　　第1 章漫遊電腦世界，介紹了電腦的前世今生，以及電腦的五臟六腑、七經八脈。

　　第2~5 章從外到內，介紹了處理器的外表和內心結構，處理器的核心技術盡在於此。

　　第6 章向軟體人員介紹了怎樣撰寫高效程式，處理器的客戶就是程式師，程式師在處理器上開發程式，對處理器了解得越深，撰寫出來的程式執行效率就越高。

　　第7 章介紹許多家的處理器IP 公司，現在的人們組裝電腦，以後的人們說不定就能組裝處理器了。

　　第8 章走進處理器的內“芯”世界，介紹處理器晶片是怎麼設計與製造出來的。

【Table of Contents】目錄/大綱/內容概要

Chapter.01漫遊電腦世界
1.1電腦的前世、今生、來世
1.1.1電腦的誕生
1.1.2從軍用到民用──飛入尋常百姓家
1.1.3個人電腦時代──英雄輩出的時代
1.1.4手機──裝在口袋的電腦
1.1.5無處不在的電腦
1.1.6電腦的來世
1.2電腦分門別類別
1.3PC個人電腦結構探秘
1.3.1處理器──一顆奔騰的心
1.3.2記憶體──大肚能容，容天下難容之事
1.3.3主機板與晶片組──架起溝通的橋樑
1.3.4輸入裝置──五覺
1.3.5顯示裝置──顏面
1.3.6顯示卡──我貴，因為我專業
1.3.7通訊介面──關節
1.3.8軟體──電腦的靈魂
1.3.9電腦產業發展態勢

Chapter.02初識處理器──掀起你的蓋頭來
2.1處理器是怎樣工作的──處理器的硬體模型
2.1.1硬連線電路──一定終身
2.1.2通用電腦模型──硬體搭台，軟體唱戲
2.2怎樣來使用處理器──處理器的程式設計模型
2.2.1軟硬不分
2.2.2ISA橫插一刀
2.3處理器的分層模型
2.4選什麼樣的處理器──適合的才是最好的
2.4.1硬體指標──硬實力的競爭
2.4.2軟體指標──軟實力的競爭
2.4.3商業指標──在商言商

Chapter.03指令集體系結構──處理器的外表
3.1指令集是什麼
3.1.1從處理器程式設計模型談起──一切從模型開始
3.1.2電腦語言──人與電腦溝通的橋樑
3.2指令集發展的來龍去脈
3.2.1CISC時代──粗放式擴張
3.2.2RISC時代──最佳化設定資源，合理提升效率
3.2.3後RISC時代──不管黑貓白貓，抓到老鼠就是好貓
3.3指令集的五朵金花
3.3.1x86──碩大的大象
3.3.2ARM──穩紮穩打的蟻群
3.3.3MIPS──優雅的孔雀
3.3.4Power──昔日的貴族
3.3.5C6000──偏安一隅的獨立王國
3.3.6至今仍在服役的元老們
3.4地盤之爭
3.4.1地盤劃分
3.4.2x86、ARM之戰
3.4.3ARM、MIPS之戰
3.5組合語言格式──沒有規矩不成方圓
3.5.1機器字長
3.5.2運算元個數
3.5.3運算元順序
3.5.4大小端──小問題，大折騰
3.5.5指令型態──我們需要哪些指令
3.5.6定址方式──千萬裡，我追尋著你
3.5.7總結

Chapter.04微架構──處理器的內心世界
4.1跟著順溜學管線
4.1.1順溜的2級管線
4.1.2順溜管線的深入分析
4.2從子彈射擊到指令執行
4.2.1最簡單的3級管線
4.2.2史上最經典的5級管線
4.2.3DSP更深的管線
4.2.4管線上的冒險──免不了磕磕絆絆
4.2.5分支預測──以古為鏡，可以知興替
4.3從循序執行到亂序執行──因時制宜
4.3.1亂序的概念
4.3.2指令的相關
4.3.3去除指令的相關性
4.3.4處理器的亂序執行
4.4處理器平行設計──平行，提高性能的不二法門
4.5指令平行（InstructionLevelParallelism）
4.5.1指令平行的“綠營”和“藍營”
4.5.2Superscalar處理器實例──IntelP4CPU
4.5.3VLIW處理器實例──TIC6000DSP
4.5.4Superscalar和VLIW總結
4.6資料平行（DataLevelParallelism）
4.6.1何為SIMD、MMX、SSE
4.6.2幾種不同形式的SSE指令
4.7執行緒平行（ThreadLevelParallelism）
4.7.1多執行緒──時分重用
4.7.2硬體多執行緒──讓我來幫你一把
4.7.3多核心──從“芯”到“蕊”的跳變
4.7.4各種硬體多執行緒比較
4.8平行總結
4.9微架構總結
4.9.1處理器性能公式
4.9.2透過微架構的改進提昇程式執行效率
4.9.3商用處理器微架構的選擇

Chapter.05Cache──處理器的“肚量”
5.1什麼是Cache──探索既熟悉又陌生的領域
5.1.1隨處可見的Cache──技術來源於生活
5.1.2處理器的Cache──一切都是收益和成本的權衡
5.2處理器的Cache結構──探索那些鮮為人知的秘密
5.2.1Cache的階層──階層化管理
5.2.2Cache的工作方式──丘位之劍，命中與未命中
5.2.3Cache的映射方式──多對一的策略
5.2.4Cache的寫方式──你不需要知道真相
5.3Cache一致性
5.3.1一致性問題的產生──資訊不對稱導致的問題
5.3.2Cache一致性的底層操作
5.3.3Cache一致性協定

Chapter.06撰寫高效程式──時間就是生命
6.1軟體效率──21世紀什麼最重要？效率！
6.1.1高效程式的意義──時間就是生命，時間就是金錢
6.1.2程式剖析──沒有調查，就沒有發言權
6.2減少指令數──勤儉持家
6.2.1使用更快的演算法──演算法，程式設計的靈魂
6.2.2選用合適的指令──合適的人做合適的事
6.2.3降低資料精度──位元也要省著用
6.2.4減少函數呼叫──不要老打斷我
6.2.5空間換時間──我們總是在走，卻忘了停留
6.2.6減少過保護──打不破的部門牆
6.3減少處理器不擅長的操作──不要逼我做我不喜歡的事情
6.3.1少用乘法
6.3.2少用除法、求餘
6.3.3在精度允許的條件下，將浮點數定點化
6.3.4儘量減少分支
6.3.5將最可能進入的分支放在if中，而不是else中
6.4最佳化記憶體存取──別讓包袱拖垮了你
6.4.1少使用陣列，少使用指標
6.4.2少用全域變數
6.4.3一次多存取一些資料
6.4.4資料對齊存取
6.4.5大資料結構時的Cacheline對齊
6.4.6程式、資料存取符合Cache的時間、空間局部性
6.4.7多執行緒程式設計時，避免falsesharing
6.4.8自己管理記憶體動態分配
6.4.9隱藏資料搬移時間
6.5充分利用編譯器進行最佳化──編譯器：我才是最佳化第一高手
6.5.1編譯器的結構──知己知彼，百戰不殆
6.5.2編譯器提供了幾級最佳化選項──分級管理
6.5.3編譯器會計算常數
6.5.4簡單的運算式化簡
6.5.5分析公共敘述
6.5.6迴圈展開、軟體管線
6.5.7自動向量化
6.5.8高效的資料組織
6.5.9指令平行化
6.5.10編譯器更懂處理器──百度更懂中文
6.6利用多核心來加速程式──人多力量大
6.6.1平行計算
6.6.2OpenMP

Chapter.07SOC──吸星大法
7.1SOC大一統時代
7.1.1SOC和IP
7.1.2SOC市場驅動力
7.2IP核心
7.2.1CPUIP
7.2.2GPUIP
7.2.3DSPIP
7.2.4VideoEngineIP
7.2.5其他IPcore
7.2.6總結

Chapter.08“芯”路歷程──明明白白我的“芯”
8.1邏輯電路基礎──電腦的基本構成
8.1.1模擬、數位、邏輯的關係──細微之處探真知
8.1.2組合邏輯電路──萬丈高樓平地起
8.1.3時序邏輯電路──你在我心中留下了記憶
8.1.4微電子技術──微乎微乎，至於無形
8.2晶片設計──芯者，國之大事，不可不察也
8.2.1人類是怎麼管理複雜事物的
8.2.2晶片設計流程
8.2.3硬體描述語言──軟硬不分
8.2.4邏輯綜合
8.2.5硬體描述語言與軟體描述語言的差別
8.2.6實體設計
8.3晶片製造──點沙成金
8.3.1探索微觀世界
8.3.2晶片製造流程