Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей, Степанов А.Н., 2007
Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей, Степанов А.Н., 2007.
Систематически излагаются базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем и компьютерных сетей, начиная от разрядно-последовательной архитектуры и заканчивая многоядерными процессорами.
Содержание учебника соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта по специальности «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» (010503) и типовой программе дисциплины «Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей», одобренной Научно-методическим советом УМО по образованию в области математического обеспечения и администрирования информационных систем.
Материал учебника может быть полезен также студентам, обучающимся по специальности «Прикладная математика и информатика» (010501) и другим специальностям высших учебных заведений, связанным с современными информационными технологиями.
Элементарные логические устройства памяти.
Память компьютера имеет сложную многоуровневую структуру, реализованную в виде взаимодействующих устройств, которые могут использовать различные физические принципы для хранения данных. К этим устройствам относятся интегральные схемы, магнитные и оптические диски и т. д. Многоуровневый подход к реализации памяти вытекает из необходимости обеспечения эффективной работы компьютера при решении задач, точнее, при выполнении соответствующих им программ. Но в любом случае, при любой физической реализации памяти ее базовыми функциональными элементами являются бит и байт.
Термин «бит» произошел от английского bit, представляющего собой сокращение словосочетания Binary digiT — двоичная цифра (в некоторых источниках Binary elemenT — двоичный элемент). Способы физической реализации битов памяти в компьютерах обсуждаются в дальнейшем, а пока нас будут интересовать только возможности, точнее, функции бита.
Cодержание
Предисловие
Часть I. Введение в архитектуру компьютера
Глава 1. Начальные сведения по устройству компьютера
Глава 2. Представление данных в компьютере
Глава 3. Логические основы обработки данных
Глава 4. Архитектура компьютера на базе процессора i8086
Часть II. Архитектура вычислительных систем
Глава 5. Развитие архитектуры и параллелизм вычислений
Глава 6. Многопрограммный режим работы компьютеров
Глава 7. Повышение эффективности оперативной памяти
Глава 8. Многоуровневая организация памяти
Глава 9. Кэш
Глава 10. Шины
Глава 11. Улучшение эффективности процессора
Глава 12. Внешняя память
Глава 13. Системный блок и периферийные устройства
Глава 14. Оценка производительности вычислительных систем
Глава 15. Классификация архитектур
Глава 16. Обзор основных семейств микропроцессоров
Глава 17. Параллельные архитектуры
Глава 18. Неклассические архитектуры
Часть III. Введение в архитектуру компьютерных сетей
Глава 19. Линии связи
Глава 20. Классификация и топология сетей
Глава 21. Элементы сетевого оборудования
Глава 22. Физическая и логическая структуризация сетей
Глава 23. Доступ к сети
Глава 24. Методы коммутации
Глава 25. Базовые сетевые технологии
Глава 26. Многоуровневая модель OSI
Приложение. Использованные сокращения
Литература
Алфавитный указатель.
Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей, Степанов А.Н., 2007 — fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.
Скачать файл № 1 — pdf
Скачать файл № 2 — djvu
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России. Купить эту книгу
Архитектура вычислительных систем. Вычислительные машины, системы и сети
Архитектура вычислительных систем. Вычислительные машины, системы и сети/ О.В. Конюхова. – Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», 2013. – 197 с.
К 65 Учебное пособие содержит актуальную информацию об архитектуре современных вычислительных систем: принципах построения и функционирования вычислительных машин, вычислительных систем параллельной обработки и микроконтроллеров, компьютерных сетей, а также современном состоянии и перспективах развития данной отрасли компьютерной индустрии.
Рассматриваются основные понятия вычислительных машин, систем и сетей; принципы построения и функционирования вычислительных машин, систем и сетей и их компонентов.
Учебное пособие соответствует требованиям ФГОС и содержанию программ учебных дисциплин «Архитектура вычислительных систем» для студентов направлений 230400.62 «Информационные системы и технологии», 231000.62 «Программная инженерия»; «Вычислительные машины, системы и сети» для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»; «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» для студентов направления 230700.62 «Прикладная информатика».
Предназначено для студентов направлений 230400.62 «Информационные системы и технологии», 231000.62 «Программная инженерия», 230700.62 «Прикладная информатика», специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств». Может быть полезно студентам других специальностей при изучении информатики и программирования.
© ФГБОУ ВПО «Госуниверситет-УНПК», 2013
1. Основные понятия вычислительной 7
техники и принципы организации 7
1.1. Основные понятия и определения 7
1.2. Принципы организации вычислительных машин и систем 10
1.3. Основные характеристики вычислительных машин и 15
1.4. Многоуровневая организация вычислительных процессов 17
Вопросы для самопроверки 19
2. Простейшие типовые элементы 21
2.1. Комбинационные схемы 22
2.4. Проблемы и перспективы развития элементной базы 30
Вопросы для самопроверки 35
3. Функциональные узлы комбинационного и 36
последовательного типов 36
3.1. Функциональные узлы последовательного типа 36
3.1. Функциональные узлы комбинационного типа 40
Вопросы для самопроверки 45
4. Функциональная организация процессора 47
4.1. Основные характеристики и классификация процессоров 47
4.2. Физическая и функциональная структура процессора 51
4.3. Архитектурные принципы организации 57
4.4. Производительность процессоров и архитектурные 60
Вопросы для самопроверки 65
5. Организация работы процессора 66
5.1 Классификация и структура команд процессора 66
5.2. Способы адресации данных и команд 69
5.3. Поток управления и механизм прерываний 77
Вопросы для самопроверки 85
6 Современное состояние и тенденции 87
6.1. Архитектурные особенности процессоров Pentium 87
6.2. Программная модель процессоров Pentium 90
6.3. Аппаратная организация защиты в процессорах Pentium 92
6.4. Аппаратные средства поддержки многозадачности 97
6.5. Перспективы развития процессоров 99
Вопросы для самопроверки 100
7. Память. Организация памяти 102
7.1. Иерархическая организация памяти 102
7.2. Классификация запоминающих устройств 103
7.3. Структура основной памяти 107
7.4. Память с последовательным доступом 109
7.5. Ассоциативная память 112
7.6. Организация флэш-памяти 114
7.7. Архитектурные способы повышения скорости обмена между процессором и памятью 117
Вопросы для самопроверки 121
8. Управление памятью. Виртуальная память 123
8.1. Динамическое распределение памяти 123
8.2. Сегментная организация памяти 125
8.3. Страничная организация памяти 128
8.4. Сегментно-страничная организация памяти 131
Вопросы для самопроверки 132
9. Организация ввода-вывода информации. Системная шина 133
9.1. Организация шин. Системная шина 133
9.2 Организация взаимодействия между периферийными устройствами и процессором и памятью вычислительных машин 144
9.3. Внешние интерфейсы вычислительных машин 147
Вопросы для самопроверки 153
МОДУЛЬ 2. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 154
10. Вычислительные системы параллельной обработки. Многопроцессорные и многоядерные системы 154
10.1. Параллельная обработка информации 155
10.2. Классификация систем параллельной обработки данных 157
10.3. Вычислительные системы на кристалле. Многоядерные системы 165
10.4. Тенденции развития ВС 170
Вопросы для самопроверки 171
11. Организация микроконтроллеров и микроконтроллерных систем 172
11.1. Общие сведения о системах управления 172
11.2. Организация микроконтроллеров и микроконтроллерных систем 174
11.3. Области применения и тенденции развития МК 179
Вопросы для самопроверки 180
МОДУЛЬ 3. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ 181
12. Организация компьютерных сетей 181
12.1. Обобщённая структура компьютерных сетей 181
12.2. Классификация компьютерных сетей 183
Вопросы для самопроверки 188
13. Стандартизация компьютерных сетей. Эталонная модель взаимодействия открытых систем 189
13.1. Понятие «открытой системы». Взаимодействие 189
13.2. Эталонная модель взаимодействия открытых систем 191
13.3. Структура блоков информации 192
Вопросы для самопроверки 197
Вычислительные системы в своем развитии достигли высокого уровня совершенства. Они компактны, обладают большой скоростью выполнения заданий и достаточно просты в обращении. Все эти качества привели к их широкому использованию. Для полного учета всех преимуществ и ограничений, характеризующих процесс решения задачи с помощью вычислительных систем, необходимо знание принципов построения и функционирования как вычислительных систем в целом, так и отдельных их устройств. Для эффективного применения вычислительных машин также необходимо понимание возможностей и знание внутренней структуры современных персональных компьютеров. Основы организации архитектуры вычислительных систем необходимы для знания многих дисциплин.
Учебное пособие содержит актуальную информацию об архитектуре современных вычислительных систем: принципах построения и функционирования вычислительных машин, вычислительных систем параллельной обработки и микроконтроллеров, компьютерных сетей, а также современном состоянии и перспективах развития данной отрасли компьютерной индустрии.
В учебном пособии рассматриваются основные понятия вычислительных машин, систем и сетей; принципы построения и функционирования вычислительных машин, систем и сетей и их компонентов.
Учебное пособие соответствует требованиям ФГОС и содержанию программ учебных дисциплин «Архитектура вычислительных систем» для студентов направлений 230400.62 «Информационные системы и технологии», 231000.62 «Программная инженерия»; «Вычислительные машины, системы и сети» для студентов специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств»; «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации» для студентов направления 230700.62 «Прикладная информатика». Может быть полезно студентам других специальностей при изучении информатики и программирования.
МОДУЛЬ 1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ