Подписано к печати 4.09.2000. Формат 60 х 84 /16, Бумага ксероксная. Плоская печать. Усл. печ. л. 7,91. уч.-изд. л. 7,16.. Тираж 300 экз. Заказ № 111 . Цена свободная. ИПФ ТПУ Лицензия ЛТ №1 от 18.07.94 Типография ТПУ. 634034, г. Томск, пр. Ленина, 30.

1. АРХИТЕКТУРЫ, ХАРАКТЕРИСТИКИ, КЛАССИФИКАЦИЯ ЭВМ __..____.4

1.1. Однопроцессорные архитектуры ЭВМ-—......__..................__.........—_-_4

1.2. Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ .....——_..„„.—.....—9

1.3. Классификация ЭВМ—.............................__....___....„..„...„.•;....._„___........ 11

1.3.1. Классификация ЭВМ по назначению.......................;.......,................................. 11

1.3.2. Классификация ЭВМ по функциональным возможностям и размерам.......... 12

2. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ И СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ___........_ 19

2.1. Связь между функциональной и структурной организацией ЭВМ-—.......——19

2.2. Обобщенная структура ЭВМ и пути её развития.........................——_—„—....... 20

2.3. Структура и форматы команд ЭВМ—————„.„..——.-—..———.....—........... 24

2.4. Способы адресации информации в ЭВМ.......————........................—„.—....... 28

2.5. Примеры форматов команд и способов адресации....................................... 37

2.5.1. Форматы команд и способы адресации в CISC-процессорах.......................... 37

2.5.2. Форматы команд и способы адресации в RISC-процессорах.......................... 40

2.6. Типы данных ....„.....»•„.»....•—...»•.—»•»•——.«•—«•«••—«•_»..«.»..»..._.......и....._........ 40

2.7. Теги и дескрипторы. Самоопределяемые данные........................................—....... 45

3.1. Назначение и структура центрального процессора..................—,....„—...—......... 47

3.2. Регистровые структуры центрального процессора——....———.....—————. 51

3.2.1. Основные функциональные регистры................................................................ 52

3.2.2. Регистры процессора обработки чисел с плавающей точкой.......................... 54

3.2.3. Системные регистры.................—..........——.^......—......................................... 55

3.2.4. Регистры отладки И тестирования—..........................................................—....... 55

3.3. Назначение, классификация н организация ЦУУ—......—...—.——————— 55

3.3.1. Центральноеустройство управления микропрограммного типа.-.............-.— 57

3.3.2. Процедура выполнения команд....................—..—.................................— ..........60

3.3.3. Принципы организации системы прерывания программ...........................—. 62

3.4. Назначение, классификация и организация АЛУ..................._........................... 69

4. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ ПАМЯТИ ЭВМ И ВС ..................77

4.1. Иерархическая структура памяти ЭВМ........................................................—,„„.77

4.2. Организация внутренней памяти процессора....................—......................——„—79

4.3. Способы организации кэш-памяти...»—..................—........—.......—..................82

4.3.1. Общие сведения....................................................................................................82

4.3.2. Способы размещения данных в кэш-памяти......................................................83

4.3.3. Методы обновления строк основной памяти.....................................................91

4.3.4. Методы замещения строк кэш-памяти ...............................................................93

4.4. Принципы организации оперативной памяти................—......—.........———..„93

4.4.1. Общие положения........................................................................— ......................93

4.4.2. Методы управления памятью............................................................................. 95

4.4.3. Организация виртуальной памяти..................................................................... 100

4.4.4. Методы повышения пропускной способности оперативной памяти............ 110

4.4.5. Методы защиты памяти...................................................................................... 114

4.4.6. Методы ускорения процессов обмена между ОП и ВЗУ................................ 118

5. ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ ВВОДА-ВЫВОДА______120

5.1. Проблемы организация подсистем ввода-вывода......——————.....—.._——120

5.2. Способы организации передачи данных———....——..—.................———.........121

53. Унификация средств обмена и интерфейсы ЭВМ.............——.......................,„..123

5.3.1. Общая характеристика и классификация интерфейсов.................................. 123

5.3.2. Типы и характеристики стандартных шин....................................................... 126

5.4. Современные и перспективные структуры подсистем ввода-вывода.-.—,„129

6. МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ И МНОГОМАШИННЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ_______________________________________.__131

6.1. Архитектуры вычислительных систем..............—..———————................—....131

6.2. Сильно связанные многопроцессорные системы.....——————————....,—133

6.3. Слабосвязанные многопроцессорные системы».»..—и—.__——,.............——„...134

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ___________________134

Андрей Дмитриевич Чередов

ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ И СИСТЕМ

Учебное пособие

Научный редактор: профессор, докт. техн. наук В.М. Разин Редактор: Н. Т. Синельникова

Компьютерный набор выполнила Т.Н. Калинина

5rik.ru

Материалы для учебы и работы

ОГЛАВЛЕНИЕ