Допущено Мин. обр. и науки РФ в качестве учебника для студентов учреждений среднего проф. образования, обучающихся по группе специальностей 220200 "Автоматизация и управление"
Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник / А.В. Кузин, С.А. Пескова. - М.: Форум: ИНФРА-М, 2011. - 352 с.: ил.; 60x90 1/16. - (Профессиональное образование; Информатика). (переплет)
Рассматриваются основные сведения об архитектуре ЭВМ и вычислительных систем, информационно-логические основы электронно-вычислительной техники, типовые логические элементы и узлы ЭВМ, структура и функционирование процессора, периферийные устройства ЭВМ, тенденции развития архитектуры и аппаратного обеспечения электронных вычислительных систем.
Для студентов ссузов специальностей группы "Информатика и вычислительная техника", а также других специальностей, изучающих дисциплину "Архитектура ЭВМ и вычислительных систем".
Предисловие
|
3
|
Глава 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О МИКРОПРОЦЕССОРАХ И МИКРОЭВМ
|
5
|
1.1. Классификация ЭВМ
|
5
|
1.2. Базовые параметры и технические характеристики ЭВМ
|
8
|
1.3. Понятие архитектуры вычислительной системы. Структура аппаратной части и назначение основных функциональных узлов ЭВМ
|
11
|
Глава 2. ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВМ
|
17
|
2.1. Системы счисления
|
17
|
Перевод целых чисел
|
20
|
Перевод дробных чисел
|
20
|
Представление информации в ЭВМ
|
21
|
2.2. Арифметические основы ЭВМ
|
24
|
Машинные коды
|
24
|
Арифметические операции над числами с фиксированной точкой
|
25
|
Арифметические операции над двоичными числами с плавающей точкой
|
28
|
2.3. Логические основы ЭВМ
|
30
|
Основные сведения из алгебры логики
|
30
|
Законы алгебры логики
|
37
|
Понятие минимизации логических функций
|
38
|
Техническая реализация логических функций
|
46
|
Глава 3. ТИПОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УСТРОЙСТВА ЭВМ
|
49
|
3.1. Классификация элементов и устройств ЭВМ
|
49
|
3.2. Типовые функциональные узлы комбинационных логических устройств
|
49
|
Мультиплексоры и демультиплексоры
|
49
|
Преобразователи кодов
|
53
|
Шифраторы и дешифраторы
|
55
|
Цифровые компараторы
|
57
|
Арифметико-логическое устройство
|
59
|
Сумматор
|
61
|
Выполнение операций арифметического умножения
|
62
|
3.3. Цифровые автоматы (триггеры, регистры, счетчики)
|
63
|
Цифровые триггеры
|
63
|
Принципы функционирования
|
64
|
Регистры и цифровые счетчики импульсов
|
68
|
3.4. Запоминающие устройства ЭВМ
|
72
|
Сверхоперативные ЗУ (СОЗУ) или местная память
|
74
|
Буферные ЗУ (БЗУ)
|
74
|
Внешние ЗУ (ВЗУ)
|
75
|
Запоминающие элементы статических ОЗУ
|
76
|
Запоминающие элементы динамических ОЗУ
|
78
|
Структуры матриц накопителей информации
|
79
|
Элементная база и организация постоянных запоминающих устройств
|
81
|
3.5. Организация безадресной и виртуальной памяти
|
85
|
Стековая память
|
85
|
Ассоциативная память
|
88
|
Виртуальная память со страничной организацией
|
93
|
Структура виртуальной памяти при сегментном распределении
|
105
|
Контрольные вопросы
|
107
|
Глава 4. СТРУКТУРА И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОРА
|
109
|
4.1. Классификация и типовая структура микропроцессоров
|
109
|
Устройство и принцип функционирования микропроцессора
|
110
|
4.2. Микропроцессоры с «жестким» и программируемым принципами управления
|
112
|
Устройство управления с программируемой логикой
|
112
|
Устройство управления с «жесткой» логикой
|
115
|
4.3. Рабочий цикл процессора. Микропрограммная интерпретация команд центрального процессора
|
116
|
Слово состояния процессора
|
118
|
4.4. Микроконтроллеры. Особенности организации однокристальных и секционных микропроцессоров
|
120
|
Микроконтроллеры
|
120
|
Особенности организации однокристальных и секционных микропроцессоров
|
122
|
Глава 5. ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ, МЕТОДЫ И СРЕДСТВА СОПРЯЖЕНИЯ, СЕТИ ЭВМ
|
127
|
5.1. Классификация периферийных устройств
|
127
|
5.2. Внешние запоминающие устройства на магнитных, оптических, магнитооптических носителях
|
132
|
Накопители на гибких магнитных дисках
|
135
|
Накопители на жестких магнитных дисках типа винчестер и их контроллеры
|
138
|
Оптические и магнитооптические ВЗУ
|
142
|
Оптические диски
|
143
|
Магнитооптические диски
|
146
|
5.3. Устройство ввода данных — клавиатура
|
147
|
5.4. Устройства ввода изображений — дигитайзеры, сканеры
|
150
|
Устройства полуавтоматического ввода графической информации — дигитайзеры
|
150
|
Сканеры
|
156
|
5.5. Устройства ввода-вывода речевой информации
|
159
|
Модель речи
|
159
|
Структурная схема анализатора речи
|
163
|
Устройства вывода речевой информации — синтезаторы
|
167
|
5.6. Устройства отображения информации — дисплеи
|
170
|
Классификация дисплеев
|
170
|
Способы формирования изображения на экране телевизионного дисплея
|
173
|
Устройство плоских экранов
|
177
|
5.7. Устройства вывода информации — принтеры и графопостроители
|
182
|
Принтеры
|
182
|
Классификация и устройство графопостроителей
|
185
|
5.8. Функции и типы интерфейсов. Способы организации связи между МП и устройством ввода-вывода
|
190
|
Принципы организации интерфейсов
|
190
|
Классификация интерфейсов
|
196
|
Интерфейсы системной шины
|
202
|
Способы организации связи между МП и устройством ввода-вывода
|
204
|
5.9. Автоматические устройства ввода-вывода аналоговой информации в ЭВМ
|
207
|
Назначение устройств ввода-вывода аналоговой информации в ЭВМ
|
207
|
Принципы построения ЦАП и АЦП
|
210
|
Принципы построения и программирование системы ввода-вывода аналоговой информации в ЭВМ
|
214
|
Генератор сигнала синхронизации
|
215
|
Схема дешифратора адреса
|
216
|
Блок АЦП
|
218
|
Блок ЦАП
|
223
|
5.10. Каналы ввода-вывода и аппаратура сопряжения
|
225
|
Методы взаимодействия ЭВМ с периферийными устройствами. Система прерываний
|
225
|
Организация обмена массивами данных
|
232
|
Мультиплексный канал
|
235
|
Селекторный канал
|
238
|
Устройства сопряжения — мультиплексоры передачи данных
|
241
|
5.11. Сети ЭВМ, назначение, характеристики
|
246
|
Основы сетевых технологий
|
246
|
Одноранговые сети
|
247
|
Сети с выделенным сервером
|
249
|
Выбор сети
|
252
|
Типы кабелей
|
253
|
Сетевые компоненты
|
258
|
Типы сетевой топологии
|
264
|
Смешанные сети
|
268
|
Глава 6. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ АРХИТЕКТУРЫ И АППАРАТНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭВС
|
272
|
6.1. Требования различных задач к вычислительным ресурсам и ограничения фон-Неймановской архитектуры
|
272
|
6.2. Распараллеливание процессов обработки информации
|
273
|
6.3. Принцип совмещения операций. Конвейерная обработка информации
|
274
|
6.4. Архитектура процессоров с сокращенным набором команд
|
277
|
6.5. Развитие новых архитектурных принципов
|
280
|
6.6. Перспективы использования ЭВМ в различных отраслях промышленности
|
282
|
Заключение
|
289
|
Список литературы
|
291
|
Приложения. Комплекс лабораторных работ
|
294
|
Приложение 1. Лабораторная работа №1.
|
|
Ознакомление с системой моделирования MATLAB
|
294
|
Приложение 2. Лабораторная работа №2.
|
|
Моделирование логических функций
|
303
|
Приложение 3. Лабораторная работа №3.
|
|
Моделирование цифровых триггеров
|
311
|
Приложение 4. Лабораторная работа №4.
|
|
Моделирование регистров
|
318
|
Приложение 5. Лабораторная работа №5.
|
|
Моделирование счетчиков
|
324
|
Приложение 6. Лабораторная работа №6.
|
|
Моделирование шифраторов/дешифраторов, мультиплексоров/демультиплексоров
|
329
|
Приложение 7. Лабораторная работа №7.
|
|
Моделирование работы арифметико-логического устройства (АЛУ) при выполнении операций суммирования и умножения
|
335
|
Приложение 8. Лабораторная работа №8.
|
|
Моделирование работы микропроцессора (МП) при выполнении операций умножения двоичных чисел
|
338
|