本书为“计算机组成与结构”“计算机组成原理”等相关课程的实验指导用书，基于华为公司的鲲鹏处理器技术而设计，采用华为云作为实验环境，，通过C语言及汇编语言编写程序驱动鲲鹏处理器运行，以此探索鲲鹏硬件特性，进而理解计算机硬件的工作原理。
本书的基本设计思路是“用软件的方法讲硬件的故事”，通过编程去分析硬件的宏观架构与细微特性。全书内容分为12章，并附4个附录，内容涉及开发环境介绍、C语言与鲲鹏汇编语言混合编程、基于鲲鹏硬件特性的C程序优化和汇编程序优化、鲲鹏处理器的增强型SIMD运算，以及鲲鹏处理器的异常处理、中断、Cache特性，同时，本书还介绍了鲲鹏处理器的性能分析工具、并行计算，以及x86汇编代码向鲲鹏架构的迁移。
本书读者应具备C语言编程的基本技能，了解或正在学习计算机硬件的基本知识。本书可作为高校计算机硬件相关课程的实验指导书，也可作为鲲鹏处理器学习者的参考书。

赖晓晨，大连理工大学软件学院副教授、博士、硕士生导师，“宝钢教育”教师奖获得者，中国计算机学会会员。主要科研方向为人工智能、嵌入式系统，参与多项国家自然科学基金、国家重大研发计划、科技部973项目、863项目研究，发表SCI/EI收录学术论文20余篇，获得辽宁省技术发明三等奖1次。先后主持教改与课程建设项目3项、省部级项目14项、主持国家金课一门。与Google、Intel、ARM、Xilinx等国际公司有长期教学合作关系。

第1章 鲲鹏处理器与openEuler操作系统
1.1 国产自主可控技术
1.2 鲲鹏处理器
1.2.1 主流处理器架构
1.2.2 ARM架构
1.2.3 鲲鹏处理器
1.2.4 TaiShan服务器
1.3 openEuler操作系统
1.3.1 开源软件
1.3.2 GNU与Linux
1.3.3 openEuler
1.4 本书内容安排
第2章 基于QEMU的鲲鹏处理器开发环境
2.1 实验目的
2.2 实验环境
2.3 实验原理
2.3.1 QEMU简介
2.3.2 QEMU使用
2.4 实验任务
2.4.1 QEMU安装与配置
2.4.2 openEuler操作系统安装
2.4.3 网络配置
第3章 C语言与鲲鹏处理器汇编语言混合编程
3.1 实验目的
3.2 实验环境
3.3 实验原理
3.3.1 C代码调用汇编代码
3.3.2 C代码内嵌汇编代码
3.4 实验任务
3.4.1 C代码调用汇编代码
3.4.2 C代码内嵌汇编代码
3.5 思考题
第4章 鲲鹏处理器C程序优化
4.1 实验目的
4.2 实验环境
4.3 实验原理
4.3.1 平台特性
4.3.2 数据类型
4.3.3 结构体定义
4.4 实验任务
4.4.1 数据类型优化
4.4.2 结构体优化
4.5 思考题
第5章 鲲鹏处理器汇编程序优化
5.1 实验目的
5.2 实验环境
5.3 实验原理
5.3.1 循环展开
5.3.2 指令流水线
5.3.3 内存突发传输
5.4 实验任务
5.4.1 基础代码设计
5.4.2 循环展开优化
5.4.3 流水线优化
5.4.4 内存突发传输优化
5.5 思考题
第6章 鲲鹏处理器增强型SIMD运算
6.1 实验目的
6.2 实验环境
6.3 实验原理
6.3.1 SIMD概述
6.3.2 SIMD运算
6.4 实验任务
6.4.1 基础运算
6.4.2 增强型SIMD运算
6.5 思考题
第7章 鲲鹏处理器异常处理
7.1 实验目的
7.2 实验环境
7.3 实验原理
7.3.1 异常机制
7.3.2 SVC系统调用
7.3.3 core dump机制
7.4 实验任务
7.4.1 gdb安装
7.4.2 SVC指令应用
7.4.3 core dump
7.5 思考题
第8章 鲲鹏处理器核间中断
8.1 实验目的
8.2 实验环境
8.3 实验原理
8.3.1 中断控制器
8.3.2 核间中断
8.3.3 内核模块
8.4 实验任务
8.5 思考题
第9章 鲲鹏处理器Cache估测
9.1 实验目的
9.2 实验环境
9.3 实验原理
9.3.1 Cache工作原理
9.3.2 Cache访问策略
9.3.3 Cache容量估测
9.4 实验任务
9.4.1 L1 Cache和L2 Cache容量估测
9.4.2 Cache line长度估测
9.5 思考题
第10章 基于鲲鹏性能分析工具的程序优化
10.1 实验目的
10.2 实验环境
10.3 实验原理
10.3.1 鲲鹏性能分析工具Hyper-Tuner
10.3.2 Hyper-Tuner应用场景
10.3.3 Hyper-Tuner实现原理
10.4 实验任务
10.4.1 环境配置
10.4.2 标准矩阵乘法
10.4.3 矩阵乘法优化
10.5 思考题
第11章 基于任务级并行的鲲鹏处理器程序优化
11.1 实验目的
11.2 实验环境
11.3 实验原理
11.3.1 多核处理器
11.3.2 多线程技术
11.3.3 多线程程序设计方法
11.4 实验任务
11.4.1 单线程矩阵乘法
11.4.2 shell级任务并行
11.4.3 多线程矩阵乘法
11.5 思考题
第12章 x86到鲲鹏处理器的汇编代码迁移
12.1 实验目的
12.2 实验环境
12.3 实验原理
12.3.1 鲲鹏代码迁移工具简介
12.3.2 鲲鹏代码迁移工具主要功能
12.3.3 鲲鹏代码迁移工具实现原理
12.4 实验任务
12.4.1 基础代码设计
12.4.2 迁移流程
12.4.3 代码迁移
12.5 思考题
附录A 华为云实验环境搭建
附录B openEuler常用命令
附录C 鲲鹏处理器常用指令
附录D x86架构处理器常用指令