51

1 Основные характеристики и области применения эвм различных классов 2

1.1 Общие принципы построения и архитектуры вычислительных машин 2

1.1.1 Понятие архитектуры 2

1.1.2 Архитектура системы команд. Архитектуры CISC и RISC. 3

1.1.3 Классификация компьютеров по областям применения 4

1.2 Иформационно-логические основы вычислительных машин их функциональная и структурная организация 6

1.3 Процессоры 7

1.3.1 CISC-процессоры 7

Процессоры Intel 8086 7

Процессоры Pentium 9

Процессоры Pentium 4 10

1.3.2 RISC-процессоры 12

Особенности процессоров с архитектурой SPARC 12

Процессоры SuperSPARC 13

Процессоры HyperSPARC 13

1.4 Память 14

1.4.1 Иерархия памяти, КЭШ-память 14

1.4.2 Виртуальная память 15

1.4.3 Физическая организация памяти 16

1.4.4 Внешняя память 17

Дисковая память 17

Память на гибких магнитных дисках 18

Память на жестких магнитных дисках 18

Кэширование диска 19

1.5 Основные стадии выполнения команды. Рабочий цикл процессора 20

1.6 Организация прерываний в ЭВМ 21

1.7 Каналы и интерфейсы ввода вывода 23

1.7.1 Обзор интерфейсов ввода вывода 23

1.7.2 Характеристики современных интерфейсов ввода-вывода 24

1.8 Периферийные устройства 25

1.8.1 Печатающие устройства (принтеры) 25

Матричные принтеры 25

Струнные принтеры 26

Лазерные и LED-принтеры 27

Принтеры с термопереносом восковой мастики 27

Принтеры с термосублимацией красителя 28

Принтеры с изменением фазы красителя 28

Плоттеры 28

1.8.2 Модемы 29

Протоколы 29

1.8.3 Сканеры 30

1.8.4 Видеосистема 31

Видеоадаптеры 31

Мониторы 32

Общие параметры видеосистемы 34

1.9 Программное обеспечение 34

1.9.1 Классификация программного обеспечения (ПО) 34

1.9.2 Операционные системы 35

2 Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов 37

2.1 Классификация вычислительных систем 37

2.2 Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы 38

2.2.1 Многомашинные вычислительные системы 38

2.2.2 Многопроцессорные вычислительные системы 39

2.3 Типовые вычислительные структуры и программное обеспечение 41

2.4 Системы с конвейерной обработкой данных 42

2.5 Матричные вычислительные системы 43

2.6 Ассоциативные вычислительные системы 44

2.7 Принципы векторной обработки 45

3 Сети ЭВМ. 46

3.1 Общие понятия. Классификация. 46

3.2 ЛВС и компоненты ЛВС 46

3.2.1 Локальная вычислительная сеть 46

3.2.2 Основные компоненты вычислительной сети 46

Рабочая станция 47

Сервер 47

Сетевое оборудование 47

Сетевая операционная система 48

Сетевое программное обеспечение 48

3.3 Глобальная вычислительная сеть Internet 48

3.3.1 Интернет – сеть виртуальных сетей 48

3.3.2 Каналы связи 50

4 Литература 51

1. Основные характеристики и области применения ЭВМ различных классов

   1. Общие принципы построения и архитектуры вычислительных машин

      1. Понятие архитектуры

Термин «архитектура системы» употребляется как в узком, так и в широком смысле этого слова. В узком смысле под архитектурой понимается архитектура набора команд. Архитектура набора команд служит границей между аппаратурой и программным обеспечением и представляет часть системы, которая видна программисту или разработчику. В широком смысле архитектура охватывает понятие организации системы, включающее такие высокоуровневые аспекты как систему памяти, структуру системной шины, организацию ввода/вывода и подсистему команд т.п.

Применительно к вычислительным системам термин «архитектура» может быть определен как распределение функций, реализуемых системой, между ее уровнями, точнее как определение границ между этими уровнями. Таким образом, архитектура вычислительной системы предполагает многоуровневую организацию. Архитектура первого уровня определяет, какие функции по обработке данных выполняются системой в целом, а какие возлагаются на внешний мир (пользователей, операторов, администраторов баз данных и т.д.). Система взаимодействует с внешним миром через набор интерфейсов: языки (язык оператора, языки программирования, языки описания и манипулирования базой данных, язык управления заданиями) и системные программы (программы-утилиты, программы редактирования, сортировки, сохранения и восстановления информации).

Интерфейсы следующих уровней могут разграничивать определенные уровни внутри программного обеспечения. Например, уровень управления логическими ресурсами (управление файлами, виртуальной памятью и т.д.), и уровень управления физическими ресурсами (управление внешней и оперативной памятью, управления процессами и т.д.).

Следующий уровень отражает основную линию разграничения системы, а именно границу между системным программным обеспечением и аппаратурой. Эту идею можно развить и дальше и говорить о распределении функций между отдельными частями физической системы. Например, некоторый интерфейс определяет, какие функции реализуют центральные процессоры, а какие - процессоры ввода/вывода. Архитектура следующего уровня определяет разграничение функций между процессорами ввода/вывода и контроллерами внешних устройств. В свою очередь можно разграничить функции, реализуемые контроллерами и самими устройствами ввода/вывода (терминалами, модемами, накопителями на магнитных дисках и лентах). Архитектура таких уровней часто называется архитектурой физического ввода/вывода.