Читать онлайн «Вычислительные машины и системы: Учебное пособие»

Пензенский государственный университет А. П. Ремонтов, А. П. Писарев Вычислительные машины и системы Учебное пособие Пенза 2006 г. Аннотация В настоящем пособии изложены принципы построения современных ЭВМ и систем, их классификация и области применения. Рассмотрены и проиллю- стрированы примерами вопросы организации систем памяти, процессоров и систем ввода-вывода в ЭВМ, даны арифметические и логические основы их построения и приведена классификация и понятия о параллельных вычисли- тельных системах. Пособие предназначено для студентов института инфор- матики и вычислительной техники специальности 230102 и 080801. 2  Содержание Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Глава 1 Принципы организации ЭВМ 1. 1 Факторы, определяющие принципы организации ЭВМ . . . . . . . . . . . 4 1. 2 Области применения ВТ и основные типы ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . 7 1. 2. 1 ЭВМ общего назначения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1. 2. 2 Малые ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1. 2. 3. Микропроцессоры и МИКРО-ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1. 3. Понятие об архитектуре и структуре ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1. 4. Принцип действия ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1. 5. Аппаратные и программные средства реализации алгоритмов. . . . . . . . 13 Глава 2 Характеристики и классификация ЭВМ и систем 2. 1 Основные технические характеристики ЭВМ . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 2. Общая классификация вычислительных машин . . . . . . . . . . . . . . 19 2. 3 Основные пути повышения производительности ЭВМ . . . . . . . . . . . 21 Глава 3. Организация систем памяти 3. 1. Характеристики и классификация запоминающих устройств. Иерархия систем памяти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3. 2. Организация адресной памяти . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3. 3. Безадресная стековая память . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3. 4. Ассоциативная память. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3. 5. Системы памяти с расслоением. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 3. 6. Понятие о виртуальной памяти. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Глава 4. Организация процессоров 4. 1. Назначение и классификация процессоров . . . . . . . . . . . . . . . . 41 4. 2. Логическая организация процессора общего назначения . . . . . . . . . . 42 4. 3. Операционные устройства процессоров . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4. 3. 1. Операционные устройства процедурного типа и с жесткой структурой Понятие об I-процессорах и M-процессорах . . . . . . . . . . . . . . . . 44 4. 3. 2. Блочные операционные устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 4. 3. 3. Конвейерные операционные устройства . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3 4. 4 Архитектура системы команд.