RUS ENG

Буза М.К. Введение в архитектуру компьютеров

Буза М.К. Введение в архитектуру компьютеров. Учеб. пособие. - Мн.: БГУ, 2000. - 253 с.

ISBN 985-445-211-5

Рассматриваются архитектурные решения выпускаемых и перспективных компьютеров. Анализируется семантический разрыв между существующими принципами архитектур компьютеров и окружением пользователя. Описываются особенности защиты информации в компьютерах и исследуются нетрадиционные методы кодирования данных.

Для студентов специальности "Информатика".


Оглавление

ПРЕДИСЛОВИЕ

6

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ

8

1. ПОНЯТИЕ АРХИТЕКТУРЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

9

1.1 Архитектура как набор взаимодействующих компонентов

9

1.2 Архитектура как интерфейс между уровнями физической системы

13

1.3 Семантический разрыв между архитектурными решениями ЭВМ и его программным окружением

16

1.4 Анализ архитектурных принципов фон Неймана

20

1.5 Некоторые способы совершенствования архитектуры

22

1.5.1 Хранение информации в виде самоопределяемых данных

22

1.5.2 Области санкционированного доступа

25

1.5.3 Одноуровневая память

26

1.6 Концепция виртуальной памяти

27

1.6.1 Задачи, решаемые виртуальной памятью

27

1.6.2 Страничная организация памяти

28

1.7 Особенности функционирования управляющей ЭВМ

31

Упражнения

33

2. RISC - и CISC - АРХИТЕКТУРА

34

2.1 Основные принципы RISC -архитектуры

34

2.2 Отличительные черты RISC - и CISC - архитектур

35

2.3 Некоторые задачи реализации RISC -процессоров

37

2.4 Методы адресации и типы команд

40

2.5 Компьютеры со стековой архитектурой

41

2.6 Оптимизация системы команд

46

2.7 Процессоры с микропрограммным управлением

47

2.7.1 Горизонтальное микропрограммирование

49

2.7.2 Вертикальное микропрограммирование

50

Упражнения

51

3. КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

52

3.1 Эталонная модель сети

53

3.2 Топология локальных сетей

57

Упражнения

61

4. МИКРОПРОЦЕССОРЫ

62

4.1 Процессоры с архитектурой 80x86 и Pentium

62

4.2 Особенности процессоров с архитектурой SPARC компании Sun Micro systems

68

4.3 Процессоры PA-RISC компании Hewlett Packard

74

4.4 Процессор МС 88110 компании Motorola

79

4.5 Архитектура MIPS компании MIPS Technology

81

4.6 Особенности архитектуры Alpha компании DEC

86

4.7 Особенности архитектуры POWER

91

Упражнения

98

5. КОДИРОВАНИЕ ДАННЫХ В КОМПЬЮТЕРАХ

99

5.1 Системы кодирования данных с симметричным представлением цифр

99

5.2 Системы кодирования данных с отрицательным основанием

101

5.3 Кодирование данных с помощью вычетов

106

Упражнения

114

6. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ПРЕРЫВАНИЯ

115

6.1 Основные определения и характеристики

115

6.2 Параметры эффективности системы прерывания

117

6.3 Вход в прерывающую программу

118

6.4 Приоритетное обслуживание прерываний

121

6.5 Организация возврата к прерванной программе

123

6.6 Особенности системы прерывания в современных ЭВМ

124

Упражнения

126

7. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ

127

7.1 Понятие процесса и состояния

128

7.2 Управление процессами в многопроцессорном компьютере

129

7.3 Управление процессами в однопроцессорном компьютере

131

7.4 Форматы таблиц процессов

132

7.5 Синхронизация процессов

133

7.6 Операции Р и V над семафорами

134

7.7 Графическое представление процессов

136

7.8 Почтовые ящики

137

7.9 Монитор Хоара

138

7.10 Проблема тупиков

139

7.11 Тупик в случае повторно используемых ресурсов

139

Упражнения

141

8. ПРОЦЕССЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ

143

8.1 Отношение предшествования процессов

143

8.2 Типы параллелизма

145

8.3 Направления повышения эффективности компьютеров

147

8.4 Предпосылки создания систем параллельного действия

151

8.5 Некоторые модели параллельных программ

153

8.6 Формальная модель программ на сетях Петри

158

Упражнения

164

9. СИСТЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ

165

9.1 Вычислительные системы и многомашинные комплексы на базе однопроцессорных ЭВМ

165

9.1.1 Двухмашинная система па базе БЭСМ-6

166

9.1.2 Многомашинная система ОИЯИ

167

9.1.3 Многомашинные комплексы на базе ЕС ЭВМ

167

9.2 Многопроцессорный вычислительный комплекс Эльбрус

171

9.3 Система программирования МВК Эльбрус

174

9.3.1 Базовые инструментальные и технологические средства

174

9.3.2 Специализированные системы программирования

175

9.4 Магистральные системы

177

9.5 Матричные компьютеры

181

9.6 Концепции вычислительных систем с комбинированной структурой

183

9.7 Архитектура типа гиперкуб

185

9.8 Нейрокомпьютеры

187

Упражнения

189

10. ЯЗЫКИ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ

190

10.1 Основные подходы к проектированию языков параллельного программирования

191

10.2 Примеры языков параллельного программирования

194

10.2.1 Р-язык

194

10.2.2 ЯПФ-язык

194

10.2.3 К-язык

195

10.2.4 Язык диспозиций

196

10.2.5 Язык Occam

200

10.3 Преобразование последовательных программ в последовательно-параллельные

201

10.4 Способы организации мультипроцессорных систем

205

Упражнения

208

11. ЦЕЛОСТНОСТЬ, СЖАТИЕ И ЗАЩИТА ДАННЫХ

209

11.1 Корректирующие коды

209

11.1.1 Коды Хемминга

210

11.1.2 Код с проверкой на четность

213

11.2 Сжатие данных

214

11.2.1 Простые алгоритмы

215

11.2.2 Сжатие документов

217

1.2.3 Программы для обработки документов

217

11.2.4 Кодирование цветных изображений

220

11.2.5 Сжатие цветных изображений

221

11.2.6 Инструменты разработчиков

223

11.3 Методы защиты информации

225

11.3.1 Классификация и особенности программных методов защиты от копирования

225

11.3.2 Способы увеличения эффективности и надежности защиты от копирования

227

11.3.3 Особенности защиты информации в компьютерных сетях

230

11.4 Контроль данных

232

11.4.1 Специфика передачи информации в вычислительных системах

232

11.4.2 Классификация ошибок и их характеристики

233

11.4.3 Методы обнаружения и исправления ошибок в ЭВМ

235

11.4.4 Программные методы контроля

236

Упражнения

238

12. МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ

239

12.1 Понятие мультипрограммирования

239

12.2 Распределение задач по процессорам

241

12.3 Планирование в мультипрограммных системах

243

12.3.1 Планирование по наивысшему приоритету

244

12.3.2 Метод круговорота (карусель)

245

12.3.3 Очереди с обратной связью

245

12.3.4 Многоуровневое планирование

246

Упражнения

247

ЛИТЕРАТУРА

248

ПРИЛОЖЕНИЕ

249

Другие сайты факультетаСтруктураОбразованиеМагистратураНаукаМеждународное сотрудничествоСтудентуНИРСАСовет молодых ученыхОлимпиадыАбитуриентуШкольникуЦентр
Компетенций
по ИТ
Microsoft
Imagine Premium
ИсторияИздания факультетаПрофбюро ФПМИПерсональные страницыФотогалереи Газета ФПМыНаши партнеры