Полная версия

Главная arrow Информатика arrow Архитектура ЭВМ и систем

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


>>
Архитектура ЭВМ и систем - Новожилов О.П.

Учебное пособие посвящено архитектуре современных компьютеров. Рассмотрен широкий круг вопросов, касающихся структурнофункциональной организации микропроцессоров, микропроцессорных систем, компьютеров и компьютерных систем, основной компьютерной памяти и дисковых накопителей, а также различных типов периферийных устройств.




СОДЕРЖАНИЕ


Раздел 1. Введение в компьютерную техникуГлава 1. Начальные сведения1.1. История развития компьютеровЭтап механических калькуляторов и вычислительных машинЭтап ЭВМ и компьютеров1.2. Основные компьютерные средстваОсновные функциональные блоки компьютераЦентральный процессорБлок основной памятиБлок периферийных устройствБлок интерфейсаАрхитектура PC-совместимых компьютеровПрограммные средства1.3. Организация цифровой информации и ее храненияОсновные понятияИнформационные элементыФайлыТаблица размещения файловОсновные средства хранения информации1.4. Общие принципы функционирования компьютераОсобенности функционирования микропроцессорных системВыполнение командыГлава 2. Аппаратные средства2.1. Состав компьютера2.2. Общие сведения о микропроцессорахОсновные понятияРегистровая модель микропроцессораОсновные классификационные признаки архитектурО путях развития микропроцессорной техникиКонвейерный принцип выполнения командСуперскалярные процессорыОсновные классы микропроцессоров2.3. Интерфейсные устройстваОбзор шинного интерфейсаКонструктивные средства интерфейсаСистемная логикаГлава 3. Программные средства3.1. Основные виды программных средствБазовая система ввода-вывода (Basic Input-Output System – BIOS)Операционная системаПрикладное программное обеспечениеДрайверы устройств3.2. Адресные пространстваОсновные области памятиПространство ввода-вывода3.3. Системные ресурсы и их распределениеОбщие сведенияСтепень влияния вила ресурсов на возникновение конфликтовРаспределение системных ресурсовГлава 4. Функционирование компьютера4.1. Начальный запуск и самотестированиеТестирование и начальная загрузка компьютера4.2. Загрузка операционной системы и прикладных программПорядок загрузки с диска А:Загрузка с жесткого диска С:Загрузка пользовательских программ4.3. Обмен даннымиПринципы взаимодействия программ с периферийными устройствами.Способы обмена даннымиИнициирование обменаТипы устройствБуферизация данныхРаздел 2. Микропроцессоры и микропроцессорные системыГлава 5. Архитектура процессоров5.1. Принципы построения процессоровПринцип микропрограммного управленияСтруктура процессораОперационный автомат для умножения двоичных чисел5.2. Структурно-функциональная организация процессоровОсновные функции процессораСостав процессора5.3. Адресация команд и данныхОбщие сведенияСпособы адресации5.4. КомандыФормат командыСистема командГлава 6. Микропроцессорные системы6.1. Структурно-функциональная организация микропроцессорных системТиповые структуры микропроцессорных системМагистрали микропроцессорных системОрганизация пространств памяти и ввода-выводаПринципы организации командных и машинных цикловЦиклы обращения к магистралиФормирование сигналов обращения к памяти и внешним устройствамОрганизация обращения к памяти и устройствам ввода-выводаБуферизация шин данных и адресаОбщие сведения об интерфейсе6.2. Организация работы микропроцессорной системыСостав системыРежим начальной установкиРабота в машинном цикле М1Особенности выполнения других цикловОсновные способы обмена даннымиПрограммно-управляемый обмен даннымиОбмен с прерыванием программыОбмен данными с помощью прямого доступа к памяти6.3. Обмен данными в параллельном кодеПрямой ввод-вывод данныхОбмен данными с программным квитированиемОбмен данными с аппаратным квитированием6.4. Последовательный обмен даннымиСинхронный обменАсинхронный обмен6.5. Организация прерываний в микропроцессорных системахПоследовательность обслуживания прерыванийУправление входами и способы приема сигналов запроса на прерыванияСпособы идентификации источника прерыванияСпособы передачи управленияСхемная идентификация источников прерывания6.6. Прямой доступ к памятиНеобходимость организации канала прямого доступа к памятиПринципы организации ПДПРеализация прямого доступа к памятиПринцип работы устройства ПДПРаздел 3. Основная память компьютераГлава 7. Введение в полупроводниковую память7.1. Начальные сведенияДва вида компьютерной памятиОперативная памятьПостоянная памятьДругие подсистемы памятиОб иерархической структуре памятиКлассификация запоминающих устройствОсновные показатели ЗУ7.2. Структурно-функциональная организация памятиОбщие сведенияПамять с параллельным доступомПамять с последовательным доступом7.3. Логическая организация памятиОсобенности логической организации памятиВиртуальная памятьСтраничная организация памятиСегментацияГлава 8. Постоянные запоминающие устройства8.1. Память типа ROM и ее разновидностиОбщие сведенияМасочные ПЗУПрограммируемые ПЗУ (ППЗУ)Репрограммируемые ПЗУПрограммируемые пользователем ПЗУДругие типы постоянной памяти8.2. Флэш-памятьНачальные сведенияОбласти примененияУстройство ячейки флэш-памятиОсновные режимы работы ячейки флэш-памятиМногоуровневые ячейки памятиДоступ к флэш-памятиСовременное состояние флэш-памятиГлава 9. Статические ОЗУ9.1. Особенности статической памятиОсновные виды микросхем статической памяти9.2. Структурно-функциональная организация статических ОЗУЭлементы памяти статических ОЗУ (СОЗУ)Адресация к элементам памятиАдресация к ячейкам памятиГлава 10. Динамические ОЗУ10.1. Особенности динамических ОЗУЭлементы памятиУсилители считывания и их функцииВременно́е мультиплексирование адресаСтруктурно-функциональная организация динамическою ОЗУРегенерация данных в динамических ОЗУ10.2. Асинхронная и синхронная DRAMКраткий обзор асинхронной памятиСинхронные динамические ОЗУ10.3. Микросхемы и модули динамической памятиОбщие сведения о микросхемах DRAMТипы корпусов микросхемМаркировка микросхемОрганизация памятиРаздел 4. Устройства храненияГлава 11. Магнитные запоминающие устройства11.1. Принципы построения и действия магнитных ЗУО способностях ферромагнетиков хранить информациюПринцип работы магнитных ЗУ11.2. Накопители на гибких магнитных дискахОбщие сведенияДискеты11.3. Накопители на жестких магнитных дискахОбщие сведенияОсобенности конструкции винчестеровОсновные характеристики винчестеровЛогическая структура дисков винчестераФорматирование низкого уровняКонфигурирование винчестераФорматирование высокого уровняПараметры винчестеров в CMOS SetupГлава 12. Оптические запоминающие устройства12.1. Общие сведенияОсобенности оптических ЗУКонструкция компакт-дисков12.2. Физическая структура компакт-дисковОсновные типы компакт-дисковДиски CD-ROMДиски CD-RWДиски DVDДорожки и секторы12.3. Информационная структура компакт-дисковОрганизация хранения данных на компакт-диске CD-ROMСтруктура каталога компакт-диска CD-ROMИнформационная структура CD-R и CD-RW12.4. Организация записиОбщие принципы записи/считыванияПредварительное форматирование12.5. Основные показатели накопителей CD-ROMСкорость передачи данных (Data Transfer Rate – DTR)Качество считыванияСреднее время доступа (Access Time – АТ)Объем буферной памяти (Buffer Memory – ВМ)Средняя наработка на отказ (Mean Time Between Failure – MTBF)Параметры аудиотрактаРаздел 5. Устройства ввода и выводаГлава 13. Устройства ввода и манипуляторы13.1. КлавиатурыНазначение и основные типы клавиатурНазначение клавиш клавиатурыОбщее представление о работе клавиатурыМеждународные раскладки клавиатуры и языкиРазъемы для подключения клавиатуры13.2. Манипуляторы-указатели типа мышьИстория создания и назначение манипуляторовКонструкция мышиОбщие правила работы с мышьюОсновные классификационные признакиПринцип работы оптико-механической мышиОсобенности оптической мышиБеспроводные мышиДрайверы мыши13.3. СканерыНазначение и области применения сканеровКлассификация сканеровОсновные характеристики сканеровОсобенности применения сканеровИнтерфейсы сканеровПланшетный сканерБарабанный сканер13.4. ДигитайзерыУстройство и режимы работы дигитайзераПринцип функционирования дигитайзераГлава 14. Мониторы14.1. Мониторы на электронно-лучевых трубкахПринципы формирования монохромного изображенияПринципы формирования цветного изображения14.2. Плоскопанельные мониторы на жидких кристаллахОбщие сведенияЖидкие кристаллыЖидкокристаллические ячейкиЖидкокристаллические экраны мониторовКонтроллер ЖК-экрана14.3. Показатели мониторов и их сравнительная оценкаПоказатели экранаПоказатели качества изображенияПоказатели развертокДругие показателиГлава 15. Видеоадаптеры15.1. Общие сведенияНазначение и принцип работы видеоадаптераОсновные типы адаптеров15.2. ВидеорежимыГрафический режимТекстовый режим15.3. Видеоадаптер VGAВидеопамятьVideo BIOSКонтроллер электронно-лучевой трубки (ЭЛТ)Графический контроллерСеквенсорКонтроллер атрибутовRAMDACСинхронизаторТактовые генераторыИнтерфейс с шиной ввода-вывода15.4. ВидеопамятьНазначение и характеристики памятиОднопортовая памятьДвупортовая памятьПерспективные типы видеопамяти15.5. Основные графические функции видеоадаптераОб ускорении выполнения графических функцийОсновные графические функции видеоадаптераТипы аппаратных ускорителейГлава 16. Печатающие устройства16.1. ПринтерыКлассификация принтеровСпособы регистрации данныхЯзыки принтераМатричные принтеры24-игольчатые принтерыСтрочные принтерыСтруйные принтерыЛазерные принтерыСетевой принтерОсновные характеристики принтеров16.2. ПлоттерыНазначение плоттеровКлассификация плоттеровОсновные функции плоттера и их реализацияОсновные показатели плоттеровИнтерфейс плоттеровПланшетные плоттерыРаздел 6. Параллельные компьютерные системыГлава 17. Общие вопросы17.1. Пути повышения производительности компьютеровПринципы разработки современных процессоровО направлениях развития компьютеровПараллелизм на уровне команд17.2. Классификация компьютеров параллельного действияМультипроцессорыМультикомпьютерыСравнительная оценка мультипроцессоров и мультикомпьютеров17.3. Коммуникационные сетиТопология сетиСпособы коммутации каналовАлгоритмы маршрутизации17.4. Производительность многопроцессорных компьютерных системПроизводительность аппаратных средствПрограммная производительностьСпособы повышения производительности17.5. Программное обеспечениеМодели управленияУровни распараллеливания процессовВычислительные парадигмыМетоды коммуникацииБазисные элементы синхронизации17.6. ТранспьютерыОбщие сведенияАрхитектура транспьютеровСостав транспьютераЦентральный процессорСопроцессорПамятьБлок событий (Event)ТаймерДругие узлы транспьютераВыводы транспьютераСистема команд транспьютераИнициализация системы после включения питанияДиспетчеризация процессовОрганизация ввода-выводаОбмен данными по каналуГлава 18. Мультипроцессоры с памятью совместного использования18.1. Модели согласованности аппаратных и программных средствСтрогая согласованностьСогласованность по последовательностиПроцессорная согласованностьСлабая согласованностьСвободная согласованность18.2. Архитектуры LIMA SMP с шинной организациейПротоколы когерентности кэширования18.3. Мультипроцессоры UMA с координатными коммутаторамиКоординатные коммутаторы18.4. Мультипроцессоры UMA с многоступенчатыми сетямиПринцип функционирования18.5. Мультипроцессоры NUMAМультипроцессоры CC-NUMAМультипроцессор Stanford DASHМультипроцессор Sequent NUMA-Q18.6. Мультипроцессоры СОМАГлава 19. Мультикомпьютеры с передачей сообщений19.1. Общие сведенияОсобенности мультикомпьютеровПринцип взаимодействия19.2. Процессоры МРРCray Т3ЕIntel/Sandia19.3. Мультикомпьютеры типа COWОсобенности COWАлгоритмы планированияСети межсоединений19.4. Программное обеспечениеСпособы передачи сообщенийПрограммное обеспечение PVMПакет программ MPI19.5. Совместно используемая память на прикладном уровнеРаспределенная совместно используемая памятьLindaОгсаGlobeГлава 20. Компьютеры SIMD и другие20.1. Массивно параллельные и векторные процессорыОбщие сведения о системах SIMDПроцессоры для обработки массивов (Array Processor)Конвейерно-векторный суперкомпьютер Сгау-120.2. Машины, управляемые потоком данныхПринцип потоковой обработкиСтруктура и принцип функционирования потоковой системыВиды архитектур20.3. Систолические системы
 
>>