Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Организация и функционирование вычислительных машин1.doc
Скачиваний:
33
Добавлен:
01.05.2014
Размер:
1.13 Mб
Скачать

81

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”

Кафедра математического обеспечение и применения ЭВМ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

по дисциплине

Организация и функционирование вычислительных машин

Направление 552800 – «Информатика и вычислительная техника»

Автор к.т.н., доцент В.А.Кирьянчиков

Санкт-Петербург

2000

Содержание

Раздел 1. Основные понятия архитектуры и организации эвм. 3

Состав электронной вычислительной машины (ЭВМ) 3

Принцип программного управления и машина фон Неймана 3

Понятие архитектуры, организации и реализации ЭВМ 4

Многоуровневая организация ЭВМ. 4

Понятие семантического разрыва между уровнями 5

Организация аппаратных средств ЭВМ 5

Типовая структура ВМ на микропроцессорных наборах 7

Раздел 2. Организация процессора и основной памяти вм 7

Типовая структура процессора и основной памяти 8

Основной цикл работы процессора 8

Организация процессора и памяти в микропроцессоре Intel 8086 9

Организация стека процессора 10

Распределение оперативной памяти в i8086, MS DOS 10

Организация выполняемых программ в MS DOS 10

Режимы адресации памяти в микропроцессоре Intel 8086 11

Система команд i8086 13

Организация прерываний в процессоре Intel 80X86 22

Управление выполнением команд в ЭВМ. 25

Способы формирования управляющих сигналов. 26

Способы кодирования микрокоманд. 29

Компьютеры с сокращенным набором команд. 31

Арифметические особенности RISC процессоров. 34

Раздел 3. Организация памяти в эвм 36

Основные среды хранения информации. 37

Виды запоминающих устройств. 37

Память с произвольной выборкой. 37

Постоянные запоминающие устройства. 39

Ассоциативные запоминающие устройства (АЗУ) 39

Иерархическая система памяти 40

Организация памяти типа кэш. 40

Организация структуры основной памяти в процессорах ix86. 42

Организация виртуальной памяти. 42

Организация виртуальной памяти на i386 и более старших моделях. 45

Организация работы с внешней памятью. 49

Организация работы с файлами на дисках в MS-DOS. 50

Раздел 4. Организация системы ввода-вывода в эвм. 52

Архитектура систем ввода-вывода. 53

Способы выполнения операции передачи данных 54

Структуры контроллеров внешних устройств, для управления различными режимами передачи данных. 56

Программные средства управления вводом-выводом. 60

Основные компоненты процедуры управления ввода-вывода общего вида 61

Состав и реализация устанавливаемого драйвера символьного типа 61

ЛИТЕРАТУРА 65

Краткое введение в язык ассемблера. 66

Раздел1.Основныепонятия архитектуры и организации эвм. Состав электронной вычислительной машины (эвм)

ЭВМ или просто ВМ - это совокупность аппаратных и программных средств, предназначенных для обработки информации. ВМ обычно содержит один основной процессор и, возможно, несколько сопроцессоров, имеет фиксированный состав и универсальное применение.Вычислительные системы(ВС), в отличие от ЭВМ, содержат несколько процессоров, имеют переменный состав и являются проблемно-ориентированными. Состав аппаратных и программных средств ВМ можно пояснить с помощью следующего рисунка

ЭВМ

Аппаратные средства

Программные средства (ПС)

Процессор

Набор устройств памяти

Устройства связи с внешней средой

(внешние

устройства)

Шины и протоколы связи между устрой-ствами

Операци-онные

системы

Проблемно- ориентиро-ванные ПС

Инструмен-тальные ПС

Системы промежу-точного ПО

Утилиты

Процессор - основное устройство управления и обработки данных. Память – набор устройств для хранения информации, используемой в процессе работы машины. Внешние устройства обеспечивают взаимодействие машины с внешней средой (в том числе, с пользователями). Шины и протоколы связи реализуют физическую среду и алгоритмы обмена данными между различными устройствами.

Операционные системы - основные средства управления выполнением программ и распределением ресурсов машины между процессами. Инструментальные ПС включают все средства, необходимые для разработки программ: редакторы, компиляторы, отладчики и др. Проблеммно-ориентированные ПС предназначены для определенной области применения: MathCAD(научные вычисления),AutoCAD(конструирование), 3D-Studio(графические приложения) и т.д. Системы промежуточного ПО (Middleware) - ПС, позволяющие реализовать определенную технологию разработки программных средств:DCOM,CORBA,RMIи др. Утилиты - сервисные средства, облегчающие взаимодействия пользователя и ЭВМ: архиваторы, программы форматирования, антивирусные программы и др.

В настоящее время применяются следующие классы ЭВМ:

  • Микро-ЭВМ - ВМ со встроенными микропроцессорами, используемые как программируемые контроллеры для промышленного оборудования (EmbeddedComputers);

  • Персональные компьютеры (ПК PentiumI-IV) – ВМ, предназначенные для работы одного пользователя;

  • Рабочие станции (SunWorkStations) – ВМ, большей производительности, чем ПК; имеют проблеммную ориентацию или управляют несколькими ПК, объединенными в простую сеть;

  • Средние и большие машины (Hostcomputers) - вычислительные системы из нескольких процессоров (CDC6600,Cray,HP9000,Series800,SGI) - это системы, которые предназначены для решения сложных задач обработки данных и управления несколькими машинами;

  • Супер ЭВМ - системы с параллельной архитектурой (IliacIV,VP-2000, Эльбрус), имеющие сверхвысокую производительность обработки данных.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.