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在廣大計算機程序員和工程師中，幾乎沒有人不知道Patterson和Hennessy的大作，而今RISC-V版的推出，再次點燃了大家的熱情。RISC-V作為一種開源體系結構，從最初用于支持科研和教學，到現在已發展為產業標準的指令集。正在和即將閱讀本書的年輕人，你們不僅能夠從先行者的智慧中理解RISC-V的精髓，而且有望創建自己的RISC-V內核，為廣闊的開源硬件和軟件生態系統貢獻力量。

—— Krste Asanovi(RISC-V基金會主席)?

教材的選擇往往是一個令人沮喪的妥協過程——教學方法的適用度、知識點的覆蓋范圍、文辭的流暢性、內容的嚴謹度、成本的高低等都需要考慮。本書之所以是難得一見的好書，正是因為它能滿足各個方面的要求，不再需要任何妥協。這不僅是一部關于計算機組成的教科書，也是所有計算機科學教科書的典范。

?—— Michael Goldweber(澤維爾大學)

這就是COD(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface)，一本神書，兩位大師，數年間不斷推陳出新。現在，隨著RISC-V中文版的新鮮出爐，RISC-V版、ARM版、MIPS版三駕馬車配齊，是時候跟著COD奔向體系結構教學的新黃金時代啦！

本書由2017年圖靈獎得主Patterson和Hennessy共同撰寫，是計算機體系結構領域的經典書籍，強調軟硬件協同設計及其對性能的影響。采用開源的RISC-V指令系統體系結構, 講解硬件技術、匯編語言、算術運算、流水線、存儲層次、I/O以及并行處理器。新內容涵蓋平板電腦、云基礎設施、ARM(移動計算設備)以及x86(云計算)體系結構，新實例包括Intel Core i7、ARMCortex-A53以及NVIDIA Fermi GPU。適合計算機體系結構領域的專業技術人員參考，也適合高等院校計算機相關專業的學生閱讀。

↑?2018年ISCA現場，Hennessy和Patterson與圖靈的半身像合影

Patterson和Hennessy認為，在學習計算機科學與工程時，除了掌握計算的基本原理外，還應該了解該領域的最新進展。同時，他們還認為，各種計算領域中的讀者都應學習計算機系統的組成理論，因為這是決定計算機系統的功能、性能、能耗甚至最終成功與否的關鍵。現代計算機技術需要各個計算領域的專業人員對計算機軟件和硬件都有所了解。軟硬件在不同層次上的相互影響，恰好也提供了一個理解計算基礎的框架。不管你的關注點是硬件還是軟件，專業是計算機科學還是電子工程，計算機組成和設計的核心思想都是相同的。因此，本書的重點是展示硬件和軟件之間的關系，并重點關注現代計算機的基本概念。

本書從第1版起就提出了以上觀點，最近從單處理器向多核微處理器的轉變再一次見證了這個頗有遠見的觀點。編程人員不想改造程序，只想依賴計算機體系結構設計者、編譯器設計者或者芯片設計者來讓自己的程序運行得更快、能效性更好—這樣的時代已經一去不復返了。為了運行得更快，需要把程序改造成并行的。讓程序員盡可能不知道它們正在使用的底層硬件的并行屬性，這是許多研究者的目標，但這需要花費很長時間才能實現。作者的觀點是，至少在接下來的十年里，如果想讓程序在并行計算機上運行得更為高效，大多數編程人員還是需要了解硬件/軟件接口的。

本書的讀者包括不了解匯編語言或者邏輯設計，但需要了解計算機基本組成的人；同時也包括擁有匯編語言或者邏輯設計背景，但想學習如何設計計算機或者想搞清楚系統的工作原理及原因的人。

關于RISC-V版本

Patterson和Hennessy如是說：? ? ? ? ? ??

選擇合適的指令系統對于計算機體系結構教材來說至關重要。不管是否為主流指令系統，我們都不希望介紹那些具有不必要的新奇特性的指令系統。理想情況是，你學習的第一個指令系統應該是一個典范，就像你的初戀一樣。令人驚訝的是，你學習的第一個指令系統和你的初戀都會令你分外懷念。由于當時有太多選擇，所以在《量化研究》的第1版中我們提出了自己的RISC風格指令系統。之后，MIPS指令系統因其簡潔的風格而日益受到關注，我們在本書第1版時選擇了它，并且《量化研究》的后續版本也是如此。MIPS一直為我們和讀者提供了很好的服務。20年來，使用MIPS指令系統的芯片成千上萬，并且還在不斷生產出來，它們一般用于嵌入式設備，而該領域的指令系統幾乎不可見，因此，目前很難找到一臺真實的計算機，讓讀者能夠下載并運行MIPS程序。好消息是，最近一個開放的RISC指令系統首次亮相，并快速獲得了不少追隨者。它就是由加州大學伯克利分校(UCBerkeley)開發的RISC-V指令系統，它不僅消除了MIPS指令系統的弊病，而且還具備指令系統應有的簡潔、優雅和現代的特點。RISC-V指令系統不是閉源的，它提供了一套開源的模擬器、編譯器、調試器等，這些都很容易獲得。它甚至還提供開源的使用硬件描述語言編寫的RISC-V處理器實現。除此之外，很快還會提供低成本的硬件平臺，供運行RISC-V程序使用。讀者不僅可以學習這些設計，還能修改它們并貫穿整個實現流程，以充分了解這些修改對性能、晶片面積和能耗方面的影響。這對于計算產業和教育行業來說是一個令人激動的機會。截止到寫這篇前言之時，已經有40多家公司加入到RISC-V基金會中，贊助商名單幾乎囊括了除ARM和Intel以外的所有主要廠商，包括AMD、Google、HP、IBM、Microsoft、NVIDIA、Oracle和Qualcomm公司。正是因為這些，我們為本書撰寫了RISC-V版本。

RISC-V同時提供32位和64位指令系統，它們的指令類型基本相同。我們可以切換指令系統，并保持地址寬度為32位。我們的出版商調查了本書的讀者群，發現75%的讀者首選大型或中型地址空間，因此我們選用64位地址空間，這比32位地址空間更有意義。相比MIPS版本，RISC-V版本唯一的修改就是那些與指令系統相關的描述，主要影響第2、3和5章中的虛擬存儲部分，以及第6章中的VMIPS示例。在第4章中，我們改用RISC-V指令，修改了相關的圖表，添加了一些“詳細闡述”模塊，這些變化沒有我們想象中那么復雜。第1章和其余的附錄幾乎沒有變化。由于存在大量的在線文檔，并且與RISC-V相關的修改過多，這使得MIPS版本中的附錄A很難被替換(附錄A是指“匯編器、鏈接器和SPIM模擬器”，詳見MIPS第5版)。另外，第2、3和5章中包含上百條RISC-V指令的快速概覽，這些指令都不在本書詳細介紹的RISC-V核心指令范圍內。

請注意，我們并沒有正式地、永久地切換到RISC-V指令系統。比如，除了新出的RISC-V版本，目前還可以購買本書的ARMv8版和MIPS版。

未來存在如下可能性：讀者需要所有不同指令系統的版本，或可能只需要一個版本。

那么，讓我們一起來回顧下，這些不同指令系統的各個版本：

量化研究方法

計算機體系結構：量化研究方法

(英文版·原書第6版)

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“量化研究方法”這本體系結構“圣經”，使用度量和基準測試來對計算機體系結構進行量化評估，而不是像過去一樣簡單依賴于架構師的直覺和經驗。此次全面升級的第6版，在摩爾定律逐漸失效，而深度學習的算力需求如無底洞般膨脹的關鍵節點，新增了關于領域特定體系結構的章節，并預言了計算機體系結構的重生。

MIPS版

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計算機組成與設計：硬件/軟件接口

(英文版·第5版·MIPS版·亞洲版)

ISBN:978-7-111-45316-1?

時間撥回7年前，COD的MIPS版成功升級至第5版，全面反映了自2009年第4版出版以來工業界的新變化。此后，大幕拉開，第5版的一系列版本陸續登場。

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計算機組成與設計：硬件/軟件接口

(原書第5版)中文版·MIPS版

ISBN:978-7-111-50482-5

MIPS中文版來啦！機箱覆蓋之下的軟硬件如何工作？哪些因素決定了程序性能？什么技術可用于提高性能？從PC時代到后PC時代，從單核處理器到多核處理器，從串行計算到并行計算，第5版重點關注移動計算和云計算這兩個新領域。而COD一貫的八個偉大思想——并行，流水線，預測，摩爾定律，存儲器層次結構，抽象，加速大概率事件，可靠性——貫穿全書，全程高亮技術核心。

ARM版

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計算機組成與設計：硬件/軟件接口

(原書第5版·ARM版)

ISBN:978-7-111-60894-3

MIPS版面市3年后，ARM版上架！移動互聯時代見證了ARM的風光無限，本書隨之全面切換至ARMv8(64位)，并精選其核心指令子集進行講解，即使讀者沒有閱讀網絡上動輒上千頁資料的經驗，也能夠通過本書很好地理解ARMv8。或許你不打算成為計算機體系結構專家，然而，軟件設計人員對底層硬件技術的理解程度，將對軟件系統的性能和能效產生顯著影響；同樣，硬件設計人員也必須清楚他們的工作對軟件的影響。

RISC-V版?

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計算機組成與設計：硬件/軟件接口

(英文版·原書第5版·RISC-V版)

ISBN:978-7-111-63111-8

這一版專注于RISC-V，是Patterson和Hennessy的又一力作。RISC-V指令集作為首個開源架構，是專為云計算、移動計算以及各類嵌入式系統等現代計算環境設計的架構。本書更加關注后PC時代發生的變革，通過實例、練習等詳細介紹最新計算模式，更新的內容還包括平板電腦、云基礎設施以及ARM(移動計算設備)和x86 (云計算)體系結構。

RISC-V作為一種開源體系結構，從最初用于支持科研和教學，到現在已發展為產業標準的指令集。這是時代賦予本書的契機，正在和即將閱讀這本書的年輕人，不僅能夠從先行者的智慧中理解RISC-V的精髓，而且有望創建自己的RISC-V內核，為廣闊的開源硬件和軟件生態系統貢獻力量。

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? ?計算機組成與設計：硬件/軟件接口

(原書第5版·RISC-V版·中文版)

易江芳(北京大學)譯

978-7-111-65214-4?

使用RISC-V指令系統作為實例，抽絲剝繭般呈現了設計一套新指令系統所需的技術考慮及其與微體系結構之間的密切聯系，真正做到了“知其然，知其所以然”。

“初次接觸的指令集應當是指令集中的典范，足以被牢記心間，就像牢記初戀一樣。你或許不會相信，初戀和初次接觸的指令集都有令人記憶猶新的魔力。”Patterson曾在ARM版的前言中寫下這段話，幾年后，這句話又原封不動地出現在RISC-V版的前言中，將究竟選擇誰作為美好初戀的難題留給了讀者。?

這本新書采用RISC-V(64位)指令集，開源的RISC-V指令系統不僅提供一整套模擬器、編譯器和調試器，甚至還有使用硬件描述語言編寫的RISC-V處理器實現。讀者在學習設計方法的同時，還能修改它們并貫通整個實現流程，以充分了解這些修改在性能、晶片面積和能耗方面產生的影響。這對于計算產業和教育行業來說，都是令人興奮的新機遇。

從MIPS到ARM再到RISC-V,

我們有幸見證計算機體系結構領域迎來新黃金時代！

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的arm体系结构与编程_RISCV中文版面市！ MIPS、ARM、RISCV三驾马车配齐，奔向体系结构教学的新黄金时代!...的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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