Оглавление

Введение 3

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 40

2.7. Теги и дескрипторы. Самоопределяемые данные 45

3. Функциональная и структурная организация центрального процессора ЭВМ 47

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 54

3.2.4. Регистры отладки и тестирования 55

3.3. Назначение, классификация и организация ЦУУ 55

3.3.1. Центральное устройство 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 94

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 119

5.1. Проблемы организации подсистем ввода-вывода 119

5.2. Способы организации передачи данных 121

5.3. 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 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

Подписано к печати

Формат 60 х 84 / 16, Бумага ксероксная.

Плоская печать. Усл. печ. л. 7,91. Уч.-изд. л. 7,16.

Тираж 250 экз. Заказ № . Цена свободная.

ИПФ ТПУ. Лицензия ЛТ №1 от 18.07.94

Типография ТПУ. 634034, г. Томск, пр. Ленина, 30.

137