Архітектура комп’ютерів

          В навчальному посібнику викладений весь комплекс питань повязаних з принципами та методами організації структур і архітектур комп’ютера, методами побудови й організації функціонування самих комп’ютерів, розглянута робота його функціональних блоків згідно з вимогами навчальних програм, відповідно до галузевого стандарту вищої освіти України. Навчальний посібник призначено для студентів вищих навчальних закладів України. Він може бути корисним для викладачів, фахівців в області комп’ютерних та інформаційних технологій, а також окремі розділи навчального посібника також можуть бути використані студентами відповідних середніх технічних учбових закладів та коледжів.

ЗМІСТ

Передмова 7Розділ 1. КОРОТКІ ІСТОРИЧНІ СВІДЧЕННЯ,ФУНКЦІЇ, СТРУКТУРА ТА АРХІТЕКТУРА КОМП’ЮТЕРІВ 91.1. Короткі історичні аспекти розвитку 91.2. Основні функції комп’ютера та його структура 101.3. Поняття архітектури комп’ютера 121.4. Нейманівська архітектура 131.5. Гарвардська архітектура 141.6. Дуальна нейманівсько — гарвардська архітектура 151.7. Асоціативна архітектура 161.8. Паралельні комп’ютерні архітектури 16Контрольні запитання 16Коментарі 17Розділ 2. ТИПИ СУЧАСНИХ КОМП’ЮТЕРІВ 182.1. Персональні комп’ютери 192.2. Робочі станції 202.3. Багатотермінальні системи 202.4. Сервери 212.5. Великі універсальні комп’ютерні системи 232.6. Кластерні комп’ютерні системи 242.7. Суперкомп’ютери 262.8. Мікроконтролери 262.9. Спеціалізовані комп’ютери 27Контрольні запитання 29Коментарі 29Розділ 3. ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ РОБОТИКОМП’ЮТЕРА 303.1. Загальні принципи побудови комп’ютера 303.2. Режим виконання основної програми 323.3. Режим виклику програми 343.4. Режим обслуговування переривань і виключень 363.5. Режим прямого доступу до пам’яті 373.6. Конвеєрний принцип виконання команд 383.7. Апаратний принцип виконання операцій 413.8. Мікропрограмний принцип виконання операцій 41Контрольні запитання 44Коментарі 44Розділ 4. ПРОЦЕСОРИ 454.1. Загальні визначення 454.2. Архітектура процесора 474.3. Система команд процесора 484.4. Класифікація процесорів 52Контрольні запитання 59Коментарі 60Розділ 5. АРИФМЕТИКО-ЛОГІЧНИЙ ПРИСТРІЙ 615.1. Функції арифметико — логічного пристрою 615.2. Способи обробки даних в арифметико — логічномупристрої 635.3. Елементарні операції арифметико — логічного пристрою 655.4. Складні операції арифметико — логічного пристрою 675.5. Структура арифметико — логічного пристрою 70Контрольні запитання 72Коментарі 73Розділ 6. ПАМ’ЯТЬ КОМП’ЮТЕРА 746.1. Загальні визначення та багаторівневість структурипам’яті комп’ютера 746.2. Типи пам’яті комп’ютера 776.3. Внутрішня пам’ять комп’ютера 836.4. Зовнішня пам’ять комп’ютера 98Контрольні запитання 117Коментарі 118Розділ 7. ПРИСТРІЙ КЕРУВАННЯ 1197.1. Функції та методи побудови пристрою керування 1197.2. Пристрій керування з жорсткою логікою 1207.3. Методи проектування пристрою керуванняз жорсткою логікою 1217.4. Пристрій мікропрограмного керування 1327.5. Порівняння пристроїв керування 138Контрольні запитання 139Коментарі 140Розділ 8. ІНТЕРФЕЙС ТА ЙОГО ОРГАНІЗАЦІЯ 1418.1. Загальні відомості про інтерфейс 1418.2. Ієрархія шин і їх застосування в структурах комп’ютера 1438.3. Шини розширень 1478.4. Локальні шини 1498.5. Шинні формувачі і буферні регістри 1518.6. Паралельні периферійні адаптери 1528.7. Програмовані зв’язкові адаптери 1578.8. Програмовані контролери переривань 1618.9. Програмовані інтервальні таймери 1668.10. Універсальний інтерфейс стандарту USB 3.0 169Контрольні запитання 172Коментарі 173Розділ 9. ПРОЦЕС ВВЕДЕННЯ — ВИВЕДЕННЯ 1749.1. Зовнішні пристрої і їх з’єднання з комп’ютером 1749.2. Розпізнавання пристроїв введення — виведення 1779.3. Керування введенням — виведенням 1789.4. Прямий доступ до пам’яті 1889.5. Введення — виведення під керуванням периферійнихпроцесорів 191Контрольні запитання 197Коментарі 198Розділ 10. ОСОБЛИВОСТІ СУЧАСНИХ ПРОЦЕСОРІВ 19910.1. Еволюція архітектури процесорів Intel x86 19910.2. Процесори Pentium і Celeron, Athlon і Duron 20510.3. Процесори Intel Core 2 Duo 20810.4. Процесори Intel сімейства Core i9/i7/i5/i3 22210.5. Порівняння сучасних процесорів за продуктивністю 235Контрольні запитання 240Коментарі 240Розділ 11. ПАРАЛЕЛЬНІ КОМП’ЮТЕРНІ СИСТЕМИТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ 24111.1. Принципи паралельної обробки інформаціїв архітектурі комп’ютера 24111.2. Класифікація Шора 24511.3. Класифікація Фліна 249Контрольні запитання 255Коментарі 256Розділ 12. ТИПИ АРХІТЕКТУР ПАРАЛЕЛЬНИХ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ 25712.1. Архітектури систем ОКБД 25712.2. Архітектури систем БКБД 259Контрольні запитання 260Коментарі 260Література 261