Учебн.–метод. комплекс для студентов спец. 1-400201 «Вычислительные
машины, системы и сети». – Новополоцк: ПГУ, 2008. – 284 с.
Перечень используемых сокращений
Введение в курс «Структурная и функциональная организация ЭВМ»
Основные понятия и определения
Системы обработки данных. Вычислительный комплекс. Вычислительная система.
Структурная и функциональная организация системы.
Принципы организации электронных вычислительных машин
Основные факторы, определяющие принципы организации электронных вычислительных машин
Архитектура по Фон Нейману
Гарвардская архитектура
Состав устройств, структура и порядок функционирования электронных вычислительных машин
Основные технические характеристики
Память ЭВМ
Организация и основные характеристики запоминающих устройств
Классификация запоминающих устройств
Иерархия памяти ЭВМ
Организация запоминающих устройств с произвольным доступом. Организация
адресных (сверхоперативных) запоминающих устройств
Статические запоминающих устройств с произвольным доступом
Асинхронная динамическая память DRAM
Синхронная динамическая память SDRAM
Синхронная динамическая память DDR SDRAM
Структура ЗУ с адресной организацией
Кэш-память
Постоянные запоминающие устройства
Разновидности постоянных запоминающих устройств
Флэш-память
Компоновка оперативных запоминающих устройств основных моделей ЭВМ
Регенерация информации в динамических запоминающих устройствах.
Динамическая память RDRAM
Пакетное оперативное запоминающее устройство SLDRAM
Оперативное запоминающее устройство с виртуальными каналами обмена
Модули динамических оперативных запоминающих устройств
Организация стековых (магазинных) запоминающих
устройств. оперативное запоминающее устройство с ассоциативной организацией.
Организация кэш–памяти на основе ассоциативного
запоминающего устройства (кэш с ассоциативной организацией)
Запоминающее устройство с двумерной адресацией
Другие типы полупроводниковых запоминающих устройств
Организация дисковых массивов (RAID)
Проектирование процессоров
Процессоры с фиксированной архитектурой
Особенности организации современных процессоров
Концепция открытых систем
Cтруктура суперскалярного процессора
Особенности архитектуры микропроцессора P6 INTEL
Организация операционных устройств (ОУ).
Принцип микропрограммного управления (функциональная организация операционных устройств)
Средства описания функций операционных устройств
Структурная организация операционных устройств
Синтез канонической структуры операционного автомата.
Классификация операционных автоматов.
Организация операционного автомата
Структура микропроцессорных устройств и систем
Интерфейсы микропроцессорных устройств и систем
Управление работой микропроцессорных устройств (систем)
Микропроцессоры
Многокристальный многопроцессорный комплект
Принцип микропрограммного управления
Описание функциональных микропрограмм
Горизонтальное микропрограммирование
Вертикальное микропрограммирование
Смешанное микропрограммирование
Устройства управления ЭВМ
Организация управляющего автомата
Организация управляющего автомата с программируемой логикой управления
Укрупненная структура управляющего автомата с программируемой логикой
Управляющие автоматы с жесткой логикой управления
Сравнение характеристик управляющих автоматов с программируемой и жесткой логикой
Устройства ввода/вывода
Организация систем ввода/вывода
Элементы организации интерфейсов
Программно-управляемая передача данных и прямой доступ к памяти
Основные принципы построения и структуры систем ввода-вывода.
Описание и структура многофункциональных линий порта ввода-вывода Принципы построения параллельного порта.
Элементы архитектуры компьютерных систем
Форматы команд и машинные операции
Способы адресации информации в памяти электронных вычислительных машин
Прямая адресация
Страничная адресация.
Базовая адресация
Косвенная адресация
Индексная адресация
Индексно-относительная адресация
Непосредственная адресация
Неявная адресация
Специальные вопросы организации памяти ЭВМ
Организация адресного пространства внешней памяти.
Виртуальная организация памяти.
Виртуальная память и организация защиты памяти.
Концепция виртуальной памяти
Страничная организация памяти.
Сегментация памяти.
Организация защиты памяти в ЭВМ
Средства защиты памяти в персональной ЭВМ.
Специализированные ЭВМ*
Практическое занятие №
1. Разработка функционального состава микро-ЭВМ заданной конфигурации
Практическое занятие №
2. Разработка структуры ПЗУ заданной конфигурации.
Практическое занятие №
3. Разработка структуры ОЗУ заданной конфигурации.
Практическое занятие №
4. Разработка узла местного управления фазами выполнения команд и структуры микропрограммы устройства управления
Практическое занятие №
5. Разработка устройства управления.
Практическое занятие №
6. Построение арифметико-логического устройства.
Практическое занятие №
7. Разработка контроллера прямого доступа к памяти.
Практическое занятие №
8. Разработка системы прерываний. Реализация функционального состава микро-ЭВМ.
Лабораторный практикум
Общие сведения о системе САПР Max Plus II
Лабораторная работа № 1.
Лабораторная работа №2.
Лабораторная работа №3.
Лабораторная работа №4.
Лабораторная работа №5.
Лабораторная работа №6.
Лабораторная работа №7.
Лабораторная работа №
8.
Лабораторная работа №9.
Лабораторная работа №10.
Лабораторная работа №11.
Лабораторная работа №12.
Рекомендуемая литература
Приложение №
1. Оформление титульного листа
Введение в курс «Структурная и функциональная организация ЭВМ»
Основные понятия и определения
Системы обработки данных. Вычислительный комплекс. Вычислительная система.
Структурная и функциональная организация системы.
Принципы организации электронных вычислительных машин
Основные факторы, определяющие принципы организации электронных вычислительных машин
Архитектура по Фон Нейману
Гарвардская архитектура
Состав устройств, структура и порядок функционирования электронных вычислительных машин
Основные технические характеристики
Память ЭВМ
Организация и основные характеристики запоминающих устройств
Классификация запоминающих устройств
Иерархия памяти ЭВМ
Организация запоминающих устройств с произвольным доступом. Организация
адресных (сверхоперативных) запоминающих устройств
Статические запоминающих устройств с произвольным доступом
Асинхронная динамическая память DRAM
Синхронная динамическая память SDRAM
Синхронная динамическая память DDR SDRAM
Структура ЗУ с адресной организацией
Кэш-память
Постоянные запоминающие устройства
Разновидности постоянных запоминающих устройств
Флэш-память
Компоновка оперативных запоминающих устройств основных моделей ЭВМ
Регенерация информации в динамических запоминающих устройствах.
Динамическая память RDRAM
Пакетное оперативное запоминающее устройство SLDRAM
Оперативное запоминающее устройство с виртуальными каналами обмена
Модули динамических оперативных запоминающих устройств
Организация стековых (магазинных) запоминающих
устройств. оперативное запоминающее устройство с ассоциативной организацией.
Организация кэш–памяти на основе ассоциативного
запоминающего устройства (кэш с ассоциативной организацией)
Запоминающее устройство с двумерной адресацией
Другие типы полупроводниковых запоминающих устройств
Организация дисковых массивов (RAID)
Проектирование процессоров
Процессоры с фиксированной архитектурой
Особенности организации современных процессоров
Концепция открытых систем
Cтруктура суперскалярного процессора
Особенности архитектуры микропроцессора P6 INTEL
Организация операционных устройств (ОУ).
Принцип микропрограммного управления (функциональная организация операционных устройств)
Средства описания функций операционных устройств
Структурная организация операционных устройств
Синтез канонической структуры операционного автомата.
Классификация операционных автоматов.
Организация операционного автомата
Структура микропроцессорных устройств и систем
Интерфейсы микропроцессорных устройств и систем
Управление работой микропроцессорных устройств (систем)
Микропроцессоры
Многокристальный многопроцессорный комплект
Принцип микропрограммного управления
Описание функциональных микропрограмм
Горизонтальное микропрограммирование
Вертикальное микропрограммирование
Смешанное микропрограммирование
Устройства управления ЭВМ
Организация управляющего автомата
Организация управляющего автомата с программируемой логикой управления
Укрупненная структура управляющего автомата с программируемой логикой
Управляющие автоматы с жесткой логикой управления
Сравнение характеристик управляющих автоматов с программируемой и жесткой логикой
Устройства ввода/вывода
Организация систем ввода/вывода
Элементы организации интерфейсов
Программно-управляемая передача данных и прямой доступ к памяти
Основные принципы построения и структуры систем ввода-вывода.
Описание и структура многофункциональных линий порта ввода-вывода Принципы построения параллельного порта.
Элементы архитектуры компьютерных систем
Форматы команд и машинные операции
Способы адресации информации в памяти электронных вычислительных машин
Прямая адресация
Страничная адресация.
Базовая адресация
Косвенная адресация
Индексная адресация
Индексно-относительная адресация
Непосредственная адресация
Неявная адресация
Специальные вопросы организации памяти ЭВМ
Организация адресного пространства внешней памяти.
Виртуальная организация памяти.
Виртуальная память и организация защиты памяти.
Концепция виртуальной памяти
Страничная организация памяти.
Сегментация памяти.
Организация защиты памяти в ЭВМ
Средства защиты памяти в персональной ЭВМ.
Специализированные ЭВМ*
Практическое занятие №
1. Разработка функционального состава микро-ЭВМ заданной конфигурации
Практическое занятие №
2. Разработка структуры ПЗУ заданной конфигурации.
Практическое занятие №
3. Разработка структуры ОЗУ заданной конфигурации.
Практическое занятие №
4. Разработка узла местного управления фазами выполнения команд и структуры микропрограммы устройства управления
Практическое занятие №
5. Разработка устройства управления.
Практическое занятие №
6. Построение арифметико-логического устройства.
Практическое занятие №
7. Разработка контроллера прямого доступа к памяти.
Практическое занятие №
8. Разработка системы прерываний. Реализация функционального состава микро-ЭВМ.
Лабораторный практикум
Общие сведения о системе САПР Max Plus II
Лабораторная работа № 1.
Лабораторная работа №2.
Лабораторная работа №3.
Лабораторная работа №4.
Лабораторная работа №5.
Лабораторная работа №6.
Лабораторная работа №7.
Лабораторная работа №
8.
Лабораторная работа №9.
Лабораторная работа №10.
Лабораторная работа №11.
Лабораторная работа №12.
Рекомендуемая литература
Приложение №
1. Оформление титульного листа