- •Организация эвм и систем
- •1. Информация о дисциплине
- •1.1. Предисловие
- •1.2. Содержание дисциплины и виды учебной работы Содержание дисциплины по гос
- •Объем дисциплины и виды учебной работы
- •Перечень видов практических занятий и контроля:
- •2. Рабочие учебные материалы
- •2.1. Рабочая программа (объем 140 часов)
- •Раздел 1. Общие сведения об эвм (12 часов)
- •1.1. Основные типы эвм (8 часов)
- •1.2. Общие принципы организации эвм (4 часа)
- •Раздел 2. Запоминающие устройства эвм (25 часов)
- •Раздел 3. Процессоры эвм (45 часов)
- •3.3. Устройства управления эвм (16 часов)
- •Раздел 4. Системные средства и архитектура эвм (55 часов)
- •4.1. Системы прерывания программ и системы памяти эвм (18 часов)
- •4.2. Организация ввода-вывода информации в эвм (12 часов)
- •4.3. Архитектура эвм и вычислительных систем (20 часов)
- •4.4. Принципы построения аналоговых и гибридных эвм (5 часов)
- •2.2. Тематические планы дисциплины
- •2.2.1. Тематический план дисциплины
- •2.2.2. Тематический план дисциплины
- •2.2.3. Тематический план дисциплины
- •2.3. Структурно-логическая схема дисциплины
- •2.4. Временной график изучения дисциплины
- •2.5. Практический блок Практические занятия (очная форма обучения)
- •Практические занятия (очно-заочная и заочная формы обучения)
- •Лабораторные работы (очная форма обучения)
- •Лабораторные работы (очно-заочная форма обучения)
- •Лабораторные работы (заочная форма обучения)
- •2.6. Балльно-рейтинговая система
- •3. Информационные ресурсы дисциплины
- •3.1. Библиографический список
- •3.2. Опорный конспект лекций по дисциплине введение
- •Раздел 1. Общие сведения об эвм
- •1.1. Основные типы эвм
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.1
- •1.2. Общие принципы организации эвм
- •1. Противоречивая взаимосвязь показателей и характеристик эвм
- •2. Иерархическая организация эвм и систем
- •3. Соответствие структуры системы ее функциональному назначению
- •4. Баланс пространственных (аппаратных) и временных (программных, микропрограммных) характеристик
- •5. Виртуализация функций и структур
- •Вопросы для самопроверки по теме 1.2
- •Раздел 2. Запоминающие устройства эвм
- •2.1. Основные характеристики и типы запоминающих устройств эвм
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.1
- •2.2. Оперативные и сверхоперативные зу
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.2
- •2.3. Организация зу различных типов
- •Вопросы для самопроверки по теме 2.3
- •Раздел 3. Процессоры эвм
- •3.1. Общие сведения о структуре процессоров эвм
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.1
- •3.2. Арифметико-логические устройства процессоров
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.2
- •3.3. Устройства управления эвм
- •Вопросы для самопроверки по теме 3.3
- •Раздел 4. Системные средства и архитектура эвм
- •4.1. Системы прерывания программ и системы памяти эвм
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.1
- •4.2. Организация ввода-вывода информации в эвм
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.2
- •4.3. Архитектура эвм и вычислительных систем
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.3
- •4.4. Принципы построения аналоговых и гибридных эвм
- •Вопросы для самопроверки по теме 4.4
- •Заключение
- •3.3. Методические указания к выполнению лабораторных работ
- •Исследование структуры и принципа действия двоичного арифметического устройства
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Описание лабораторной установки
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Содержание отчета
- •Исследование устройства микропрограммного управления
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Описание лабораторного макета
- •4. Порядок выполнения работы
- •5. Указания к выполнению работы
- •6. Содержание отчета
- •Определение конфигурации и оценка производительности пэвм
- •1. Цель работы
- •2. Основные сведения
- •3. Программа работы
- •4. Указания к выполнению работы
- •5. Содержание отчета
- •3.4. Методические указания к проведению практических занятий
- •3.4.1. Задания на практические занятия
- •3.4.2. Методические указания к выполнению практических занятий
- •4. Блок контроля освоения дисциплины
- •4.1. Задание на курсовой проект
- •Образец оформления задания задание на курсовой проект по дисциплине
- •Варианты задания на курсовой проект
- •Условные обозначения
- •4.2. Тренировочные тесты Репетиционный тест по разделу 1
- •Ответы к тесту по разделу 1
- •Репетиционный тест по разделу 2
- •Ответы к тесту по разделу 2
- •Репетиционный тест по разделу 3
- •Ответы к тесту по разделу 3
- •Репетиционный тест по разделу 4
- •Ответы к тесту по разделу 4
- •4.3. Вопросы для подготовки к экзамену
- •Содержание
- •1. Информация о дисциплине 3
- •4. Блок контроля освоения дисциплины 173
- •Лицензия лр № 020308 от 14.02.97
- •191186, Санкт-Петербург, ул. Миллионная, 5
Вопросы для самопроверки по теме 1.1
1. Какова погрешность вычислений на цифровой ЭВМ?
2. Что такое мэйнфрейм?
3. Назовите основные принципы фон Неймана
4. В каких единицах измеряется быстродействие ЭВМ?
5. Что такое поколение ЭВМ?
6. Какие существуют основные режимы работы ЭВМ?
7. Какие физические принципы могут быть положены в основу реализации ЭВМ?
8. Что такое аналоговая ЭВМ?
1.2. Общие принципы организации эвм
При изучении данной темы Вы должны рассмотреть основные концепции и принципы, используемые при построении ЭВМ: базовые функции, иерархичность структуры, взаимосвязь функций и структуры, а также общие сведения о методах оценки ЭВМ
Для проверки изучения материала темы Вам предстоит ответить на вопросы для самопроверки. По данной теме также выполняется практическое задание 1, рекомендации по которому приведены в разделе методических указаний 3.4.
При затруднениях в ответе на вопросы обратитесь к материалам файла Lect1.doc учебного сайта либо раздела сайта ord.com.ru/files/org_evm или к главе 1 учебника [1].
1.2.1. Принципы функциональной и структурной организации ЭВМ
Функции, выполняемые вычислительной машиной или системой на любом уровне ее рассмотрения, могут быть разделены на четыре основные группы: обработка, хранение, передача и управление первыми тремя.
Как и другие технические системы, ЭВМ в своей организации подчиняются ряду закономерностей (системных принципов), обусловленных физическими законами, технологическими особенностями производства, экономическими условиями и психологией разработчиков и пользователей.
1. Противоречивая взаимосвязь показателей и характеристик эвм
Показатели любой системы взаимосвязаны и в значительной мере противоречивы: выигрыш в одном показателе обычно ведет к потерям в другом (других). Исключения из этой закономерности могут иметь место при сменах парадигм и технологических прорывах. Например, при переходе от транзисторных ЭВМ к системам на интегральных схемах, или просто при улучшении технологических норм.
Проявление этой закономерности можно видеть при сопоставлении различных пар показателей ЭВМ: производительности, стоимости, надежности, потребляемой мощности, габаритов, эксплуатационных затрат и пр.
2. Иерархическая организация эвм и систем
Организация ЭВМ и систем в целом, а также отдельных их подсистем и устройств подчиняется принципу иерархичности.
Типичные иерархии в организации ЭВМ:
- иерархия памяти,
- иерархия исполнительных блоков,
- иерархия управления вводом-выводом,
- иерархия блоков (систем) управления.
Иерархическая организация позволяет сбалансировать противоречия между основными характеристиками (устройств) ЭВМ, упростить управление системой.
3. Соответствие структуры системы ее функциональному назначению
Структура системы соответствует возлагаемым на нее функциям и подчиняется предъявляемым системе требованиям. В процессе развития ЭВМ имеют место два параллельно протекающих подпроцесса – эволюция функций и эволюция технологий [Балашов Е.П. Эволюционный синтез систем. – М.: Радио и связь, 1985. - 328 с.]. Эти подпроцессы взаимодействуют между собой в ходе основного процесса, однако ведущей среди них является эволюция функций. Новые функциональные требования к ЭВМ появляются по мере освоения и совершенствования имеющихся технологий. Со временем таким требованиям становится все труднее вписываться в рамки имеющихся технологий, что приводит к технологическим прорывам.