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第1章 高端容错计算机概述 1

1.1 计算机分类与应用领域 1

1.1.1 计算机分类 1

1.1.2 高端容错计算机应用领域 3

1.2 高端容错计算机发展历史 5

1.2.1 1940年代到1950年代 5

1.2.2 1960年代到1970年代 6

1.2.3 1980年代到1990年代 7

1.2.4 2000年以后 8

1.3 高端容错计算机关键技术演进 10

1.3.1 处理器技术演进 10

1.3.2 处理器协同技术演进 14

1.3.3 处理器总线技术演进 16

1.3.4 存储器技术演进 18

1.3.5 操作系统技术演进 20

1.3.6 容错理论与技术演进 21

1.4 高端容错计算机设计原则 23

1.4.1 性能设计原则 23

1.4.2 可靠性设计原则 24

1.5 小结 25

参考文献 25

第2章 高端容错计算机体系结构技术 28

2.1 高端容错计算机体系结构设计的挑战 28

2.2 缓存一致性技术 28

2.2.1 支持缓存一致性的硬件结构——一致性控制器 31

2.2.2 基于监听的一致性协议 32

2.2.3 基于目录的一致性协议 33

2.2.4 缓存一致性协议消息的维序性 38

2.2.5 协议范例 40

2.2.6 多级缓存一致性协议 46

2.3 互连网络 64

2.3.1 拓扑结构 65

2.3.2 路由算法 69

2.3.3 流量控制 72

2.3.4 死锁与活锁 81

2.3.5 互连网络容错 86

2.3.6 性能评估指标 87

2.3.7 案例分析 87

2.4 体系结构评估技术 97

2.4.1 体系结构硬件仿真技术 98

2.4.2 体系结构软件模拟技术 99

2.5 体系结构案例分析 109

2.6 小结 115

参考文献 115

第3章 高端容错计算机容错技术 121

3.1 容错技术概述 121

3.2 容错计算技术 122

3.2.1 硬件冗余 122

3.2.2 软件冗余 128

3.2.3 时间冗余 133

3.2.4 信息冗余 142

3.3 高端容错计算机容错实现方法 151

3.3.1 芯片组容错设计 151

3.3.2 硬件系统容错设计 153

3.3.3 操作系统容错设计 153

3.3.4 虚拟资源容错设计 155

3.3.5 系统级容错设计 157

3.4 小结 159

参考文献 160

第4章 高端容错计算机硬件系统 162

4.1 高端容错计算机硬件系统概述 162

4.1.1 硬件系统组成 162

4.1.2 硬件系统设计挑战 162

4.2 高端容错计算机芯片组设计 164

4.2.1 芯片组概述 164

4.2.2 协同芯片组设计技术 164

4.2.3 协同芯片组验证技术 178

4.3 高端容错计算机硬件子系统设计 190

4.3.1 硬件子系统概述 190

4.3.2 计算处理子系统 191

4.3.3 I/O子系统 205

4.3.4 互连子系统 219

4.3.5 监控管理子系统 223

4.3.6 关键设计技术 228

4.4 高端容错计算机基础架构子系统设计 239

4.4.1 基础架构子系统概述 239

4.4.2 结构子系统 240

4.4.3 散热子系统 244

4.4.4 电源子系统 255

4.5 小结 266

参考文献 267

第5章 高端容错计算机软件系统 269

5.1 高端容错计算机软件系统概述 269

5.1.1 高端容错计算机软件系统组成 269

5.1.2 高端容错计算机软件系统设计挑战 269

5.2 高端容错计算机BIOS设计 271

5.2.1 高端容错计算机BIOS概述 271

5.2.2 高端容错计算机BIOS设计技术 273

5.3 高端容错计算机操作系统设计 277

5.3.1 高端容错计算机操作系统概述 277

5.3.2 高端容错计算机操作系统设计技术 280

5.3.3 UNIX操作系统 293

5.4 高端容错计算机监控管理系统设计 297

5.4.1 监控管理系统概述 297

5.4.2 高端容错计算机监控管理系统架构设计 298

5.4.3 高端容错计算机监控管理系统软件实现 300

5.5 高端容错计算机应用生态环境 303

5.5.1 高端容错计算机应用生态环境概述 303

5.5.2 高端容错计算机基础软件应用状况 307

5.5.3 高端容错计算机工具软件及系统软件应用状况 310

5.6 小结 312

参考文献 313

第6章 高端容错计算机系统评测 314

6.1 性能评测 314

6.1.1 基本性能指标 314

6.1.2 基准程序 318

6.2 可用性评测 337

6.2.1 可用性的概念与数学描述 337

6.2.2 可用性的分级 339

6.2.3 可用性评价方法与模型 340

6.2.4 故障注入技术 345

6.2.5 可用性评测实例 349

6.3 小结 353

参考文献 353

第7章 展望 355