ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет радиофизики и компьютерных технологий

Кафедра интеллектуальных систем

Курс лекций

по специальному курсу

«Компьютерные системы»

Учебное пособие для студентов

факультета радиофизики и компьютерных технологий

Электронная версия

для специальности:

1-34 04 02 1-31 04 03 Физическая электроника

Специализация 1-31 04 03 14 «Интеллектуальные системы»

Минск

2011

УДК 681.31:621.38

ББК 32.841я43+32.85я43

ISBN 5-06-0004597

Р15

Шестаков К. М. Курс лекций по специальному курсу «Компьютерные системы»: Электронная версия. Учебное пособие для студентов факультета радиофизики и компьютерных технологий. – Мн.: БГУ, – 162 c. ISBN 985-445-093 Предназначен для студентов факультета радиофизики и компьютерных технологий. В курсе несколько шире, чем на лекциях, показаны сложные структуры компьютерных систем и их компонентов. Архитектура компьютерных систем, магистральные структуры, центральные процессоры, цифровые процессоры сигналов, микроконтроллеры и т. п. отражены в курсе.

УДК 681.31:621.38

ББК 32.841я43+32.85я43

ISBN 5-06-0004597

© БГУ, 2011

Введение

Современные компьютерные системы (КС) характеризуются большим разнообразием компонентов. Варьируется состав, связи и типы компонентов. Это определяется спецификой решаемых задач, состоянием предложений на рынке СБИС и периферийных устройств. Динамика развития компонентов в последние годы начинает обгонять прогнозы, в том числе и базирующиеся на расчетах по закономерностям Мура. Примером может служить практически ежеквартальные изменения лидирующих архитектур видеоадаптеров. Парадоксально, но рынок центральных процессоров сегодня наиболее стабилен, годовой цикл обновления, характерный для него, можно назвать самым длительным. Возможности новых систем неуклонно растут. Однако и ранее выпущенные КС должна сохранять приспосабливаемость к решению новых, в том числе и более сложных, задач (назовем это гибкостью КС). В ряде случаев необходимо поддерживать в определенной степени и конкурентоспособность снятых с производства КС. Если учесть то, что жизненный цикл компьютерной системы превышает пять лет, то оптимальное решение такой задачи весьма не просто.

Гибкость архитектуры сегодня обеспечивается на уровне унификации интерфейса микроконтроллеров, СБИС специализации, системных интерфейсов, стандартизации электрической части спецификации интерфейса, резервирования адресных областей в протоколах обмена, кодов режимов и т. п.

Гибкость программной среды, включающей в себя рабочие программы, языки программирования КС и ее компонентов, библиотеки модулей, сохраняется, во- первых, удалением точек приложения разработчиков программ пользователей от специфики аппаратной реализации функций путем введения специализированного под функцию набора команд высокого уровня, которые выполняются через услуги операционной системы и поддерживаются аппаратными акселераторами, а при отсутствии последних, программными конструкциями (практически макросами). Во вторых снижение затрат разработки прикладных программ благодаря использованию библиотек программных модулей, широко представленных на рынке и имеющих определенную специализацию (работа в реальном времени, секретность и т. п.).

Специализируясь в подотраслях КС необходимо быть готовым к существенному, довольно частому пополнению теоретических знаний, надо уметь хорошо анализировать новые решения, абстрагируясь от рекламной составляющей.