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第一章 绪论1

1．1 并行处理的概念2

1．1．1 并行性的概念2

1．1．2 并行等级的划分2

1．1．3 实现并行处理的各种技术途径3

1．2 并行处理的基础4

1．2．1 并行处理的目的和效果4

1．2．2 并行处理的应用和实现6

1．2．3 并行计算模型和图形表示9

1．2．4 并行算法的构成11

1．2．5 处理机的分配12

1．3．1 并行处理机系统构成分类13

1．2．6 同步和通信13

1．3 并行处理机的系统构成方式13

1．3．2 处理单位14

1．3．3 结构16

1．3．4 处理方式17

1．3．5 控制方式18

1．3．6 连接方式19

1．3．7 互连网络结构20

1．3．8 通信方式21

1．3．9 并行度22

第二章 处理机23

2．1 概述23

2．2 应用对选择处理机的影响24

2．3 微程序技术25

2．3．1 微程序技术的发展25

2．3．2 微程序技术中的一些基本概念26

2．3．3 微程序设计技术28

2．4 指令与寻址34

2．4．1 指令系统34

2．4．2 指令格式34

2．4．3 寻址方式36

2．4．4 指令系统举例39

2．4．5 指令系统的改进46

2．5 复杂指令集计算机（CISC）46

2．6．1 RISC提出的背景51

2．6 精简指令集计算机（RISC）51

2．6．2 RISC的发展52

2．6．3 RISC的特征53

2．6．4 RISC的指令系统54

2．6．5 RISC的构成技术59

第三章 存储系统63

3．1 存储系统的层次结构技术63

3．1．1 存储器的层次结构63

3．1．2 程序的局部性63

3．1．3 层次存储器的设计准则63

3．2 虚拟存储器技术65

3．2．1 虚拟存储器概念65

3．2．2 分页存储管理65

3．2．3 分段存储管理70

3．2．4 段页式存储管理71

3．2．5 虚拟存储管理中的替换算法72

3．2．6 影响主存命中率的因素74

3．3 高速缓冲存储器（Cache）77

3．3．1 高速缓存的基本结构77

3．3．2 高速缓存的地址映象与变换77

3．3．3 高速缓存的替换算法83

3．3．4 高速缓存的一致性85

3．3．5 高速缓存的优化91

第四章 流水线技术98

4．1 流水线方式的基本原理98

4．1．1 流水线方式的分类98

4．1．2 线性流水线技术99

4．1．3 非线性流水线技术102

4．1．4 流水线的相关处理110

4．2 超标量流水线和超流水线116

4．2．1 超标量流水线116

4．2．2 超流水线技术118

4．2．3 超流水线超标量处理技术119

4．2．4 性能分析119

4．3 VLIW方式120

4．3．1 VLIW方式的基本工作原理120

4．3．2 VLIW方式的特征122

4．3．3 VLIW处理机的工作方式123

4．3．4 VLIW的优化编译126

5．1 互连网络的分类131

第五章 互连网络131

5．2 互连网络的互连函数和结构参数132

5．2．1 互连函数132

5．2．2 互连网络的结构参数136

5．3 静态互连网络137

5．3．1 线性阵列138

5．3．2 环网和带弦环网138

5．3．3 全连接网139

5．3．4 循环移数网139

5．3．5 星形网络139

5．3．6 网格形网络140

5．3．7 树形网141

5．3．8 立方体网络143

5．3．9 Paradhan网146

5．3．10 总线146

5．4 动态互连网络148

5．4．1 单级互连网络149

5．4．2 多级互连网络152

5．5 互连网络中开关元件的设计与实现170

5．5．12×2交换开关的设计与实现170

5．5．2 4×4交叉开关的设计与实现176

第六章 向量计算机181

6．1 向量处理和向量指令181

6．1．1 向量处理181

6．1．2 向量指令181

6．2 向量计算机的结构183

6．2．1 存储器-存储器结构的向量计算机184

6．2．2 寄存器-寄存器向量流水线结构187

6．2．3 中间寄存器189

6．3 向量计算机的数据结构192

6．4 向量循环和链接196

6．4．1 链接196

6．4．2 向量循环198

6．5 流水线网络199

6．5．1 流水线网络模型199

6．5．2 建立流水线网络的过程199

6．6 向量处理机举例201

6．6．1 向量协处理器201

6．6．2 向量巨型计算机203

6．7 向量计算机系统结构的设计准则208

第七章 共享存储器型多处理机系统210

7．1 基本模型210

7．1．1 系统结构模型210

7．1．2 PRAM模型211

7．1．3 存储器的一般模型212

7．2 UMA型多处理机系统214

7．2．1 总线连接型多处理机系统214

7．2．2 交叉开关型UMA多处理机系统246

7．2．3 多级互连网络型UMA多处理机系统248

7．3 NUMA型多处理机系统270

7．3．1 单总线连接型NUMA系统272

7．3．2 群结构的NUMA多处理机系统276

7．3．3 层次总线型NUMA多处理机系统284

7．4 COMA多处理机系统288

第八章 分布存储器型多计算机系统290

8．1 分布存储器型多计算机系统的模型290

8．2 多计算机系统的消息格式291

8．3 同步方式291

8．4 寻径方式292

8．4．1 维序寻径293

8．4．2 自适应寻径294

8．4．3 单播、选播、广播、会议通信模式295

8．5 多计算机互连网296

8．5．1 多计算机互连网的构成法296

8．5．2 通信距离和中继量298

8．5．3 中继规则299

8．5．4 可靠性300

8．5．5 互连网络的互连方式300

8．5．6 互连线路309

8．6 并行处理方式311

8．6．1 数据分割解法311

8．6．2 处理分割方式314

8．7 二叉树网计算机Coral 68k316

8．7．1 系统构成316

8．7．2 处理机316

8．7．3 程序方式317

8．7．4 处理机消息318

9．1．1 冯-诺依曼结构321

第九章 阵列并行计算机321

9．1 超并行计算机系统的发展321

9．1．2 SIMD阵列机模型322

9．1．3 网格体系结构323

9．1．4 并行处理术语324

9．2 脉动阵列325

9．2．1 脉动阵列的结构和特征325

9．2．2 在脉动阵列上实现的算法举例326

9．2．3 脉动数据结构327

9．3 细胞自动机332

9．3．1 细胞自动机332

9．3．2 点灯问题334

9．4．1 一维广播阵列机338

9．4 带全局总线的网格阵列机338

9．4．2 二维广播阵列机339

9．4．3 全局总线在脉动阵列上的应用341

9．4．4 全局总线的省略问题343

9．5 锥形阵列机343

9．5．1 二维锥形阵列机343

9．5．2 锥形阵列机及算法举例345

9．6 树网阵列机346

9．6．1 树网阵列机346

9．6．2 基本运算347

9．6．3 MOT上的算法348

9．7 排序阵列机350

9．7．1 排序网络351

9．7．2 排序网的构成方法352

9．7．3 双调排序网354

9．7．4 Batcher的奇偶归并排序网络360

9．8 洗牌交换阵列机364

9．8．1 洗牌交换网络364

9．8．2 多项式求解366

9．8．3 洗牌交换阵列机上的排序367

9．9 超立方体阵列机369

9．9．1 超立方体结构369

9．9．2 超立方体阵列机算法372

9．10 阵列计算机举例376

9．10．1 AAP-2的硬件结构376

9．10．2 AAP-2的软件381

第十章 数据流计算机384

10．1 数据流驱动的概念384

10．2 数据流语言与数据流程序图385

10．2．1 数据流语言385

10．2．2 数据流程序图390

10．3 数据流计算机结构396

10．3．1 静态数据流计算机397

10．3．2 动态数据流计算机结构402

10．3．3 其他类型的数据流计算机406

10．3．4 数据流计算机的设计标准410

10．4 数据流计算机的评价411

主要参考文献413