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1946 年 2 月 15 日，世界上第一台通用可编程电子计算机 ENIAC 正式投入使用。ENIAC 每秒能够进行 5000 次根本算术运算，比同时代的计算机器快 1000 倍。但 ENIAC 采纳的输出进制为十进制，构造极为简单。它应用了 1.8 万根电子管，占地 140 平方米，耗电量高达 150 千瓦。2016 年 6 月 20 日，德国法兰克福国内超算大会（ISC）颁布了新一期寰球超级计算机 TOP500 榜单，由中国国家并行计算机工程技术钻研核心研制的“神威·太湖之光”夺冠。“神威·太湖之光”是世界首台运行速度超十亿亿次的超级计算机，其峰值性能达每秒 12.5 亿亿次、继续性能为每秒 9.3 亿亿次。从 ENIAC 到“神威·太湖之光”的 70 年间，计算机技术获得了难以想象的倒退。现在，一款价格 500 元左右的手机，性能秒杀 1993 年世界上最快的的电脑（售价 5000 万美元）。这种疾速倒退既得益于计算机制作技术的倒退，也得益于计算机设计的翻新。纵观计算机倒退的历史，技术始终在稳步地晋升，但体系结构的变革绝对具备肯定的周期性。在电子计算机问世后的前 25 年，两大支柱均奉献微小，使计算机性能每年大概晋升 25%。20 世纪 70 年代前期，微处理器问世。依附集成电路技术的提高，微处理器更加疾速地晋升了计算机性能——每年大概晋升 35%。也就是说，在过来的 50 年里，计算机性能的晋升大多是通过计算机体系结构的倒退实现的。而体系结构倒退的背地是摩尔定律、登纳德缩放比例定律和 Amdahl 定律。然而随着登纳德缩放比例定律的终结，摩尔定律的影响放缓，咱们将如何理解和学习这个畛域，能力为将来计算机技术的倒退打好最松软的根底？在此，为大家举荐这个畛域的奠基性作品《计算机体系结构：量化钻研办法（第 6 版）》。
从 1990 年英文版第一版出版开始，本书就是这个畛域内最优良的学习材料，到 2017 年年底，第 6 版英文版上市，两位作者约翰• L. 亨尼西（John L. Hennessy）和大卫•A. 帕特森（David A. Patterson）继续写作这本书已有 27 载。期间，因“创始了一种设计和评估计算机体系结构的零碎、定量的办法，对微处理器行业产生了长久的影响”，两位荣获 2017 年图灵奖，而这本书就是他们的代表作。这是一个受到人们热切关注的畛域，计算机技术的倒退很大水平上要靠体系结构的变革，怎么形容其倒退的重要性都不为过。咱们举荐所有程序员都读读这本《计算机体系结构：量化钻研办法（第 6 版）》，意识了体系结构才算真正搞懂了计算机底层原理——将来体系结构的变革要靠所有程序员一起致力。详尽、经典、实战体系结构奠基作品本书次要探讨促使计算机性能在 20 世纪获得飞速增长的体系结构思维和编译器改良，导致这些巨变的起因，以及 21 世纪体系结构思维、编译器和解释器面临的挑战和富裕前景的办法。书中系统地介绍了计算机系统的设计根底、指令集系统结构、流水线和指令集并行技术、层次化存储系统与存储设备、互连网络以及多处理器零碎等重要内容。另外，本书对近些年炽热的云计算、手机客户端技术、人工智能等相干内容也有涉猎。
近距离扫视组成和硬件扭转人们学习和钻研的形式十几年前，“计算机体系结构”仅仅指代指令集设计，其余方面的设计就算作“实现”，隐含之意就是，实现形式不太重要……但本书认为，真正的计算机体系结构是：设计满足指标和性能需要的组成和硬件。其中“组成”包含存储器零碎、存储器互连、外部处理器或 CPU 的设计等。硬件是指计算机的具体实现，包含计算机的详尽逻辑设计和封装技术。对实在零碎进行剖析揭开计算机体系结构的神秘面纱本书的外围是采纳同样的量化办法对实在零碎进行剖析，这种办法采纳的工具包含：程序的教训数据、试验和模仿。通过强调老本、性能和能耗之间的衡量以及优良的工程设计，论述那些为将来技术倒退奠定根底的基本原理。上述量化办法对过来的隐式并行计算机是无效的，咱们置信它对将来的计算机同样无效。重要概念没有时效性但此时第 6 版再及时不过体系结构利用摩尔定律和登纳德缩放比例定律，构建规模更大、并行水平更高的零碎。而摩尔定律近来因为物理限度和经济因素的独特影响而放缓，登纳德缩放比例定律于 10 年前终结，这对计算机体系结构的影响，与由单核到多核的转变一样深远。本书第 6 版全面更新，给出了最新的技术倒退、老本、示例和参考资料，同时为了跟上开源体系结构的最新倒退，书中应用的指令集体系结构更新为 RISC-V。新增专用体系结构预言体系结构的“新生”人们早就晓得，与通用处理器实现计划相比，定制的畛域专用体系结构能够领有更高的性能、更低的功耗，并且须要更少的硅面积。但在过来，通用处理器的单线程性能每年晋升 40%，而与采纳最先进的规范微处理器相比，开发定制体系结构显然须要更多的工夫能力上市，从而使定制体系结构的劣势丧失殆尽。而当初，单核处理器的性能晋升速度曾经十分迟缓，这也就是说，定制体系结构的劣势在很长一段时间里都不会因通用处理器而变得过期，甚至永远不会过期。本书用一整章来介绍几种畛域的专用体系结构，并提供了实现示例。久负盛名的权威著述全面降级传承经典、更新更全
业余书评
“第 6 版进行了具体更新，给出了新技术的倒退状况和参考资料。为了跟上开源体系结构的倒退，书中将指令集体系结构更新为 RISC-V。”——Norman P. JouppiMIPS 架构师、Google 工程师“我十分喜爱这本书，因为它是工程师写给工程师的。亨尼西和帕特森展现了数学的局限性和材料科学的可能性，并借助实在例子领导架构师通过剖析、度量和折中来构建工作零碎。新增的第 7 章‘畛域专用体系结构’介绍了许多颇有前景的办法，并预言了计算机体系结构的‘新生’。”——Cliff YoungTPU 联结设计者 Google 工程师“《计算机体系结构：量化钻研办法》是一部经典著作，犹如美酒，历久弥醇。我在本科毕业时第一次购买了这本书，当初它依然是我常常参考的图书之一。”——James HamiltonAmazon 高级副总裁兼卓越工程师“计算机体系结构始终在疾速倒退，而《计算机体系结构：量化钻研办法》紧跟它的步调，每一版都与时俱进，精确地解释和剖析了这一畛域激动人心的新思维。”——James Larus 瑞士洛桑联邦理工学院传授、计算机和通信迷信系主任前微软研究院首席研究员适宜人群本书既可作为高等院校计算机专业本科生或研究生教材，也可作为从事计算机体系结构或计算机系统设计的工程技术人员的参考书。
作者介绍
约翰·L. 亨尼西和大卫·A. 帕特森因“创始了一种设计和评估计算机体系结构的零碎、定量的办法，对微处理器行业产生了长久的影响”而荣获 2017 年图灵奖。本书是他们的代表性成就之一。除了图灵奖，两位还独特取得了美国工程界最高荣誉德雷珀奖、IEEE 计算机领域最高荣誉冯·诺伊曼奖、计算机体系结构畛域最高荣誉 Eckert-Mauchly 奖。两位作者都入选了美国国家科学院和工程院院士，也是 ACM 和 IEEE 的会士。
约翰·L. 亨尼西（John L. Hennessy）
计算机科学家、斯坦福大学传授。1981 年，领导开发了最早的 RISC 我的项目之一 MIPS，并开办企业将产品商业化，起初公司以 3.33 亿美元被并购。2000 年~ 2016 年，负责斯坦福大学第十任校长，期间为学校筹集 130 亿美元。2018 年，开始负责 Google 母公司 Alphabet 董事长。曾负责 Google、思科等公司董事会成员，因对守业圈的奉献而被称为“硅谷教父”。
大卫·A. 帕特森（David A. Patterson）
计算机科学家、加州大学伯克利分校传授，曾任计算机科学系主任。先后领导了 RISC I（1980）、RAID（1987）和 RISC-V（2010）开源体系结构的开发，以上我的项目均对计算机产业产生了深远而宽泛的影响。2016 年，退出 Google Brain，成为 Google 卓越工程师。致谢审读者作为畛域经典，本书的翻译难度十分之大。在此，感激在第 6 版中文版出版过程中承当技术审校工作的唐忆滨老师和唐杉老师。感激在本书公开审读流动中对译文提出贵重倡议的各位审读专家（专家列表如下）。
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