
- •Архитектура вычислительных систем. Вычислительные машины, системы и сети
- •1. Основные понятия вычислительной техники и принципы организации вычислительных систем
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Принципы организации вычислительных машин и систем
- •1.3. Основные характеристики вычислительных машин и систем
- •1.4. Многоуровневая организация вычислительных процессов
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Простейшие типовые элементы вычислительных машин
- •2.1. Комбинационные схемы
- •1. Конъюнкция (логическое умножение) .
- •2. Дизъюнкция (логическое сложение) .
- •3. Отрицание (инверсия) .
- •4. Конъюнкция и инверсия (Штрих Шеффера) .
- •5. Дизъюнкция и инверсия (Стрелка Пирса) .
- •6. Эквивалентность .
- •7. Отрицание эквивалентности .
- •2.2. Автоматы с памятью
- •2.3. Триггеры
- •2.4. Проблемы и перспективы развития элементной базы вычислительных машин
- •Вопросы для самопроверки
- •3. Функциональные узлы комбинационного и последовательного типов
- •3.1. Функциональные узлы последовательного типа
- •3.1.1. Регистры
- •3.1.2. Счётчики
- •3.1. Функциональные узлы комбинационного типа
- •3.2.1 Шифраторы и дешифраторы
- •3.2.2 Компараторы
- •3.2.3 Сумматоры
- •Вопросы для самопроверки
- •4. Функциональная организация процессора
- •4.1. Основные характеристики и классификация процессоров
- •4.2. Физическая и функциональная структура процессора
- •4.2.1 Операционное устройство процессора
- •4.2.2 Шинный интерфейс процессора
- •4.3. Архитектурные принципы организации risc-процессоров
- •4.4. Производительность процессоров и архитектурные способы её повышения
- •Вопросы для самопроверки
- •5. Организация работы процессора
- •5.1 Классификация и структура команд процессора
- •5.2. Способы адресации данных и команд
- •5.2.1 Способы адресации данных
- •5.2.2 Способы адресации команд
- •5.3. Поток управления и механизм прерываний
- •Вопросы для самопроверки
- •6 Современное состояние и тенденции развития процессоров
- •6.1. Архитектурные особенности процессоров Pentium
- •6.2. Программная модель процессоров Pentium
- •6.2.1. Прикладная программная модель процессоров Pentium
- •6.2.2. Системная программная модель процессоров Pentium
- •6.2.3. Система команд и режимы адресации процессоров
- •6.3. Аппаратная организация защиты в процессорах Pentium
- •6.4. Аппаратные средства поддержки многозадачности
- •6.5. Перспективы развития процессоров
- •Вопросы для самопроверки
- •7. Память. Организация памяти
- •7.1. Иерархическая организация памяти
- •7.2. Классификация запоминающих устройств
- •7.3. Структура основной памяти
- •7.4. Память с последовательным доступом
- •7.5. Ассоциативная память
- •7.6. Организация флэш-памяти
- •7.7. Архитектурные способы повышения скорости обмена между процессором и памятью
- •Вопросы для самопроверки
- •8. Управление памятью. Виртуальная память
- •8.1. Динамическое распределение памяти
- •8.2. Сегментная организация памяти
- •8.3. Страничная организация памяти
- •8.4. Сегментно-страничная организация памяти
- •Вопросы для самопроверки
- •9. Организация ввода-вывода информации. Системная шина
- •9.1. Организация шин. Системная шина
- •9.1.1. Структура системной шины
- •9.1.2. Протокол шины
- •9.1.3. Иерархия шин
- •9.2 Организация взаимодействия между периферийными устройствами и процессором и памятью вычислительных машин
- •9.3. Внешние интерфейсы вычислительных машин
- •9.3.1. Параллельный порт lpt и интерфейс Centronics
- •9.3.1. Последовательный порт com и интерфейс rs-232c
- •9.3.3. Универсальная последовательная шина usb
- •9.3.4. Беспроводные интерфейсы
- •Вопросы для самопроверки
- •Модуль 2. Вычислительные системы
- •10. Вычислительные системы параллельной обработки. Многопроцессорные и многоядерные системы
- •10.1. Параллельная обработка информации
- •10.2. Классификация систем параллельной обработки данных
- •10.2.1 Классификация Флинна
- •10.2.2. Классификация Головкина
- •10.2.3. Классификация многопроцессорных систем по
- •10.3. Вычислительные системы на кристалле. Многоядерные системы
- •10.4. Тенденции развития вс
- •Вопросы для самопроверки
- •11. Организация микроконтроллеров и микроконтроллерных систем
- •11.1. Общие сведения о системах управления
- •11.2. Организация микроконтроллеров и микроконтроллерных систем
- •11.3. Области применения и тенденции развития мк
- •Вопросы для самопроверки
- •Модуль 3. Телекоммуникационные сети
- •12. Организация компьютерных сетей
- •12.1. Обобщённая структура компьютерных сетей
- •12.2. Классификация компьютерных сетей
- •Вопросы для самопроверки
- •13. Стандартизация компьютерных сетей. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- •13.1. Понятие «открытой системы». Взаимодействие открытых систем
- •13.2. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- •13.3. Структура блоков информации
- •7. Прикладной6. Представительный5. Сеансовый4. Транспортный3. Сетевой2. Канальный1. Физический
- •Вопросы для самопроверки
- •Литература
- •Архитектура вычислительных систем. Вычислительные машины, системы и сети
7. Прикладной6. Представительный5. Сеансовый4. Транспортный3. Сетевой2. Канальный1. Физический
Рис.74. Взаимодействие уровней ЭМ ВОС
Для правильной передачи данных необходимо придерживаться согласованных и установленных правил, оговоренных в протоколе передачи данных:
1. Синхронизация – механизм распознавания начала и окончания блока данных.
2. Инициализация – установление соединения между взаимодействующими узлами сети.
3. Блокирование – разбиение передаваемой информации на блоки данных строго определённой длины (включая символы начала и конца блока).
4. Адресация – обеспечение идентификации различного оборудования данных, которое обменивается друг с другом информацией во время взаимодействия.
5. Обнаружение ошибок – вычисление контрольных битов для проверки правильности переданных блоков данных.
6. Нумерация блоков – возможность установления ошибочно передаваемой или потерявшейся информации.
7. Управление потоком данных – служит для распределения и синхронизации потоков блоков данных.
8. Методы восстановления – механизм возврата к определенному положению для повторной передачи информации после прерывания процесса передачи данных.
9. Разрешение доступа – распределение, контроль и управление ограничениями доступа к данным (например, «только приём»).
Вопросы для самопроверки
1. В чём заключается необходимость стандартизации телекоммуникационных сетей?
2. Дайте определение сетевому протоколу, сетевому интерфейсу, открытой системе. В чём заключается разница между протоколом и интерфейсом?.
3. Что представляет собой ЭМ ВОС? Какие уровни выделяются в ЭМ ВОС? Дайте краткую характеристику каждому уровню.
4. Какую структуру имеют блоки информации, передаваемые между уровнями?
5. Поясните взаимодействие между уровнями ЭМ ВОС. Какие правила и соглашения оговариваются в сетевом протоколе передачи данных?
Литература
1. Хорошевский, В.Г. Архитектура вычислительных систем: учебное пособие/ В.Г. Хорошевский. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 250 с.; ил.
2. Мелехин, В.Ф. Вычислительные машины, системы и сети: учебник для вузов/ В.Ф. Мелехин, Е.Г. Павловский. – 2-е изд. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 560 с.
3. Цилькер, Б.Я. Организация ЭВМ и систем: учебник для вузов/ Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. – СПб.: Питер, 2007. – 668 с.; ил.
4. Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебное пособие для вузов/ В.Л. Бройдо. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2005. – 703 с.; ил.
5. Угрюмов, Е.П. Цифровая схемотехника: учебное пособие для вузов/ Е.П. Угрюмов. – 2-е изд. – СПб.: БХВ- Петербург, 2005. – 800 с.; ил.
6. Костенко, Т.П. Организация ЭВМ и систем: учебное пособие для вузов/ Т.П. Костенко. – Орел : Изд-во ОрелГТУ , 2006. – 152 с.
7. Аппаратные средства вычислительной техники : учебник для вузов/ В.А. Минаев, А.П. Фисун, В.А. Зернов, В.Т. Еременко, И.С. Константинов, А.В. Коськин, Ю.А. Белевская, С.В. Дворянкин. – Орел: Изд-во ОрелГТУ; Орел: Изд-во ОГУ, 2010. – 461 с. (Информационная безопасность социотехнических систем)
8. Таненбаум, Э. Архитектура компьютера/ Э. Таненбаум. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2003. – 698 с.; ил.
9. Ремонтов, А.П. Вычислительные машины и системы: учебное пособие [Электронный ресурс]/ А.П. Ремонтов, А.А. Писарев. – Режим доступа: http://window.edu.ru/ window_catalog/ files/ r53969/ stup323.pdf. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
10. Модели вычислений [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.excode.ru. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
11. Архитектура ЭВМ. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://rstud.ru. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
12. Компьютеры будущего [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://venture-biz.ru/informatsionnye-tekhnologii/ 77-komputery-budushego. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
13. Перспективы развития компьютерной техники [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.t-genereation.ru/030_new.html. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
14. Антошина И.В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы/ И.В. Антошина, Ю.Т. Котов.- М. Изд-во Моск. гос. ун-та леса, 2005. – 430 с.
15. Концепция RISC [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.egabook.ru/Article.asp?AID=607292. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
16. RISC архитектура [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.programmators.ru/apparatnoe-ispolnenie/arhitektyra/risc-arhitektyra.html. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
17. Кузьмин М. Промышленная флэш-память/ М. Кузьмин, А. Бузмаков// «Компоненты и технологии», 2009. – № 10
18. Лекции по организации ЭВМ [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.xsieit.ru/download/4_year/computer_organization/ lectures/. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
19. Типы, назначение и функционирование шин [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://stfw.ru/page.php?id=11993. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
20. Программная модель 32-битового процессора [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.theory-a.ru/organiz_evm/. –Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
21. Бройдо В.Л. Архитектура ЭВМ и систем: учебник для вузов/ В.Л. Бройдо, О.П. Ильина. – СПб.: Питер, 2006. – 718.; ил.
22. Зачем нужны многоядерные микропроцессоры [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://netler.ru/pc/multi-core.htm. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
23. Процессы и потоки [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://education.aspu.ru. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
24. Системы высокопроизводительных вычислений в 2010-2011 годах: обзор достижений и анализ рынка [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.cadcamcae.lv/hot/HPC_part2_n69_p79.pdf. –Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
25. Олифер В.Г. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: учебное пособие для вузов/ В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. –3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 957 с.; ил.
26. Максимов Н.В. Компьютерные сети: учебное пособие/ Н.В. Максимов, И.И. Попов. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 336 с.; ил.
27. Компьютерные сети и телекоммуникации [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.lessons-tva.info/edu/telecom.html. – Систем. требования: P IV; 64 Мб ОЗУ; Windows 98 и выше; SVGA 32768 и более цветов; 640×480; мышь; IE 4.0 и выше. – Загл. с экрана.
28. Кулаков Ю.А. Компьютерные сети: учебное пособие/ Ю.А. Кулаков, Г.М. Луцкий. – Киев: Юниор, 1998. – 384 с.; ил.
29. Кузин А.В. Компьютерные сети: учебное пособие/ А.В. Кузин. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2011. – 197 с.; ил.
30. Виснадул Б.Д., Лупин С.А., Сидоров С.А., Чумаченко П.Ю. Основы компьютерных сетей: учебное пособие/ Под ред. Л.Г. Гагариной. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007. – 272 с.; ил.
Учебное издание
Конюхова Оксана Владимировна