Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети




НазваниеКонспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети
страница1/108
Дата конвертации17.03.2013
Размер4.08 Mb.
ТипКонспект лекций
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   108
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ

ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ




Кафедра ЭВА

доцент, к.т.н., Мартиросян С.Т.


КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

по курсу «Организация ЭВМ и систем»

для студентов специальности 220100 – Вычислительная техника, системы, комплексы и сети


МОСКВА – 2006


Содержание

Лекция 1. Базовые понятия информации 7

Введение 7

Информация, энтропия и избыточность при передаче данных 9

Информационные процессы 10

Основные структуры данных 11

Обработка данных 11

Способы представления информации и два класса ЭВМ 11

Представление данных в ЭВМ. 12

Выводы 13

Вопросы и задания 14

Лекция 2. Компьютер – общие сведения 14

АЛУ 14

Центральное процессорное устройство 15

Устройства ввода/вывода 16

Память 16

Классификация запоминающих устройств 17

Оперативная память 19

Основные внешние устройства компьютера 20

Основные характеристики персональных компьютеров 23

Выводы 24

Вопросы и задания 25

Лекция 3. Многоуровневая компьютерная организация 25

Архитектура компьютера 25

Классическая структура ЭВМ - модель фон Неймана 27

Особенности современных ЭВМ 29

Выводы 30

Вопросы и задания 30

Лекция 4. 30

Математическое обеспечение компьютеров 30

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 30

Библиотеки стандартных программ и ассемблеры 31

Высокоуровневые языки и системы автоматизированного программирования 32

Диалоговые ОС и СУБД 32

Прикладные программы и CASE – технологии 33

Компьютерные сети и мультимедиа 33

Операционные системы 34

Лекция 5.Вычислительные системы - общие сведения 36

Введение 36

Общие требования 36

Классификация компьютеров по областям применения 38

Персональные компьютеры и рабочие станции 38

Суперкомпьютеры 41

Увеличение производительности ЭВМ, за счет чего? 42

Параллельные системы 43

Использование параллельных вычислительных систем 45

Выводы 46

Вопросы и задания 46

Лекция 6 Структурная организация ЭВМ - процессор 46

Введение 46

Назначение процессора и его устройство 47

АЛУ 47

Устройство управления 48

Микропроцессорная память 50

Основная (оперативная) память - структура адресной памяти 50

Интерфейсная часть МП 52

Тракт данных типичного процессора 52

Базовые команды 54

Трансляторы 54

Архитектура системы команд и классификация процессоров 55

Микроархитектура процессора Pentium II 57

Выводы 59

Вопросы и задания 59

Лекция 6 Структурная организация ЭВМ - память 59

Общие сведения 59

Иерархия памяти компьютера 61

Оперативная память, типы ОП 62

Логическая организация памяти 63

Связывание адресов 64

Функции системы управления памятью 65

Кэш-память 65

Кэш-память прямого отображения 67

Тэг Строка Слово (байт) 67

Способы организации кэш-памяти 69

Разновидности строения кэш-памяти 71

Выводы 72

Вопросы и задания 73

Лекция 7 Логическая организация памяти 73

Введение 73

Адресная, ассоциативная и стековая организация памяти 74

Стековая память 75

Сегментная организация памяти. 76

Косвенная адресация 77

Типы адресов 78

Понятие виртуальной памяти 79

Страничное распределение 80

Свопинг 82

Выводы 83

Вопросы и задания 84

Лекция 8 Внешняя память компьютера 84

Введение 84

Жесткий диск (Hard Disk Drive) 84

Конструкция жесткого диска 85

Основные характеристики НМД: 86

Способы кодирования данных 87

Интерфейсы НМД 88

Структура хранения информации на жестком диске 88

Таблица размещения файлов 89

Кластер 89

Методы борьбы с кластеризацией 90

Магнито-оптические диски 91

Дисковые массивы и уровни RAID 92

Лазерные компакт-диски CD - ROM 94

CD-R 94

CD-RW 95

DVD 95

Выводы 96

Вопросы и задания 96

Лекция 9 Основные принципы построения систем ввода/вывода 96

Физические принципы организации ввода-вывода 97

Интерфейс 97

Магистрально-модульный способ построения ЭВМ 97

Структура контроллера устройства 100

Опрос устройств и прерывания. Исключительные ситуации и системные вызовы 101

Организация передачи данных 103

Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – DMA) 104

Логические принципы организации ввода-вывода 105

Структура системы ввода-вывода 106

Буферизация и кэширование 107

Заключение 108

Структура шин современного ПК 109

PCI Express 112

Чипсет 113

Выводы 114

Вопросы и задания 114

Лекция 10. BIOS и его настройки 114

Введение 114

Начальная загрузка компьютера 114

ЦПУ 115

B I O S 115

Вход в BIOS и основные параметры системы 117

Общие свойства – стандартная настройка параметров 118

Свойства BIOS 119

Свойства других чипсетов 120

Свойства интегрированных устройств 120

Свойства слотов PCI 122

Управление питанием 122

Пароли 123

Лекция 11 Особенности архитектуры современных ВС 124

Область применения и способы оценки производительности МВС 125

Классификация архитектур по параллельной обработке данных 127

Параллелизм вычислительных процессов 128

Параллелизм на уровне команд – однопроцессорные архитектуры 129

Конвейерная обработка 130

Суперскалярные архитектуры 132

Мультипроцессорные системы на кристалле 134

Технология Hyper-Threading  134

Многоядерность — следующий этап развития 138

Многопроцессорные архитектуры – параллелизм на уровне процессоров 140

Векторные компьютеры 140

Использование параллельных вычислительных систем 141

Выводы 142

Вопросы и задания 142

Лекция 12 Архитектура многопроцессорных ВС 142

Введение 142

SMP архитектура 143

MPP архитектура 144

Гибридная архитектура (NUMA) 146

Организация когерентности многоуровневой иерархической памяти. 147

 PVP архитектура 147

Кластерная архитектура 147

Проблемы выполнения сети связи процессоров в кластерной системе. 148

Выводы 150

Лекция 13 Кластерные системы 151

Концепция кластерных систем 151

Разделение на High Avalibility и High Performance системы 152

Проблематика High Performance кластеров 153

Проблематика High Availability кластерных систем 154

Смешанные архитектуры 155

Лекция 14 Высокопроизводительные процессоры 156

Ассоциативные процессоры 156

Конвейерные процессоры 157

Матричные процессоры 158

Клеточные и ДНК процессоры 160

ДНК-процессоры  160

Клеточные компьютеры  161

Трансгенные технологии 162

Коммуникационные процессоры 162

Процессоры баз данных 164

Потоковые процессоры 164

Нейронные процессоры 165

Искусственные нейронные сети 166

Нейрокомпьютеры 166

Процессоры с многозначной (нечеткой) логикой 167

Лекция 15 Многомашинные системы – вычислительные сети 170

Введение 170

Простейшие виды связи сети передачи данных 170

Связь компьютера с периферийным устройством 171

Связь двух компьютеров 172

Многослойная модель сети 174

Функциональные роли компьютеров в сети 175

Одноранговые сети 176

Сети с выделенным сервером 177

Гибридная сеть 180

Сетевые службы и операционная система 181

Лекция 16. Файловая система компьютера 182

Введение 182

Общие сведения о файлах 184

Организация файлов и доступ к ним 185

Операции над файлами 187

Директории. Логическая структура файлового архива 188

Разделы диска. Организация доступа к архиву файлов. 190

Операции над директориями 190

Защита файлов 191

Контроль доступа к файлам 191

Списки прав доступа 191

Заключение 192

Лекция 17. Сети и сетевые операционные системы 193

Введение 193

Для чего компьютеры объединяют в сети 193

Сетевые и распределенные операционные системы 194

Взаимодействие удаленных процессов как основа работы вычислительных сетей 194

Основные вопросы логической организации передачи информации между удаленными процессами 196

Понятие протокола 197

Многоуровневая модель построения сетевых вычислительных систем 198

Проблемы адресации в сети 202

Одноуровневые адреса 202

Двухуровневые адреса 202

Удаленная адресация и разрешение адресов 203

Локальная адресация. Понятие порта 205

Полные адреса. Понятие сокета (socket) 206

Проблемы маршрутизации в сетях 206

Связь с установлением логического соединения и передача данных с помощью сообщений 209

Синхронизация удаленных процессов 210

Заключение 210

Лекция 18. Система счисления и архитектура ЭВМ 210

Введение 210

Системы счисления и их роль в истории компьютеров 211

«Золотое сечение» и компьютер Фибоначчи 214

Геометрическое определение "золотого сечения" 215

Алгебраические свойства золотой пропорции 216

Фибонччи и компьютеры 220

"Троичный принцип" Николая Брусенцова. 224

Список литературы: 224



  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   108

Добавить в свой блог или на сайт

Похожие:

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconКонспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconКонспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconКонспект лекций «Электронно-вычислительные машины и компьютерные сети» по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети москва 2011
Мартиросян С. Т., Электронно-вычислительные машины и компьютерные сети. Учебное пособие по курсу «Организация ЭВМ и систем», для...

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconРабочая программа Дисциплины “Узлы и устройства эвм”
Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 – «Информатика и вычислительная техника» по специальности 220100...

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconМикропроцессорные системы для подготовки
Для подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 – “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220100...

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconФедеральное агентство по образованию южный федеральный университет технологический институт
«Информатика и вычислительная техника», специальность 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconОрганизация ЭВМ и систем
Информатика и вычислительная техника” по специальности 220400 “Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных...

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconРабочая программа по дисциплине "Схемотехника эвм" для специальности 22. 01 "эвм, комплексы, системы и сети"
Цель преподавания дисциплины получение студентами знаний о принципах построения и использования схемотехники современных ЭВМ

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconМетодические указания по выполнению контрольно-курсовой работы для студентов очной и очно-заочной формы обучения по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»
Цели и задачи выполнения контрольно-курсовой работы

Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов специальности 220100 Вычислительная техника, системы, комплексы и сети iconКонспект лекций по курсу «Организация производства»
Конспект лекций по курсу «Организация производства» (для студентов и слушателей заочной формы обучения фпоизо специальностей 050100...


Разместите кнопку на своём сайте:
lib.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©lib.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
lib.convdocs.org
Главная страница