Скачать 3.16 Mb.
|
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 – 2007 Содержание Лекция 1. Базовые понятия информации 5 Введение 5 Информация, энтропия и избыточность при передаче данных 8 Информационные процессы 8 Основные структуры данных 9 Обработка данных 10 Способы представления информации и два класса ЭВМ 10 Кодирование информации 10 Представление данных в ЭВМ. 11 Форматы файлов 11 Кодирование чисел 12 Кодирование текста 13 Кодирование графической информации 14 Кодирование звука 14 Типы данных 15 Выводы 17 Вопросы и задания 17 Лекция 2. Компьютер – общие сведения 18 Материнская плата 18 Интерфейсные шины 20 Основные внешние устройства компьютера 21 Выводы 24 Вопросы и задания 24 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. 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 44 Выводы 46 Вопросы и задания 46 Лекция 6. Структурная организация ЭВМ - процессор 46 Введение 46 Микропроцессорная система 47 Что такое микропроцессор? 49 Назначение элементов процессора 50 АЛУ 51 Устройство управления 51 Микропроцессорная память 53 Структура адресной памяти процессора 53 Интерфейсная часть МП 55 Тракт данных типичного процессора 55 Базовые команды 56 Трансляторы 57 Архитектура системы команд и классификация процессоров 58 Микроархитектура процессора Pentium II 60 Выводы 61 Вопросы и задания 61 Лекция 7. Структурная организация ЭВМ - память 62 Общие сведения 62 Иерархия памяти компьютера 64 Оперативная память, типы ОП 66 Кэш-память 66 Кэш-память прямого отображения 67 Тэг Строка Слово (байт) 68 Способы организации кэш-памяти 70 Разновидности строения кэш-памяти 72 Выводы 73 Вопросы и задания 73 Лекция 8. Логическая организация памяти 74 Виртуальная память 74 Страничная организация памяти 75 Преобразование адресов 76 Сегментная организация памяти. 77 Свопинг 81 Выводы 82 Вопросы и задания 83 Лекция 9. Методы адресации 83 Лекция 10. Внешняя память компьютера 86 Введение 86 Жесткий диск (Hard Disk Drive) 86 Конструкция жесткого диска 87 Основные характеристики НМД: 88 Способы кодирования данных 89 Интерфейсы НМД 90 Структура хранения информации на жестком диске 90 Таблица размещения файлов 91 Кластер 91 Методы борьбы с кластеризацией 92 Магнито-оптические диски 93 Дисковые массивы и уровни RAID 94 Лазерные компакт-диски CD - ROM 96 CD-R 96 CD-RW 97 DVD 97 Выводы 98 Вопросы и задания 98 Лекция 11. Основные принципы построения систем ввода/вывода 98 Физические принципы организации ввода-вывода 99 Интерфейс 99 Магистрально-модульный способ построения ЭВМ 100 Структура контроллера устройства 103 Опрос устройств и прерывания. Исключительные ситуации и системные вызовы 103 Организация передачи данных 105 Прямой доступ к памяти (Direct Memory Access – DMA) 106 Логические принципы организации ввода-вывода 107 Структура системы ввода-вывода 108 Буферизация и кэширование 109 Структура шин современного ПК 110 PCI Express 113 Чипсет 114 Выводы 115 Вопросы и задания 116 Лекция 12. Особенности архитектуры современных высокопроизводительных ВС 116 Классификация архитектур по параллельной обработке данных 117 Параллелизм вычислительных процессов 118 Параллелизм на уровне команд – однопроцессорные архитектуры 119 Конвейерная обработка 120 Суперскалярные архитектуры 122 Мультипроцессорные системы на кристалле 124 Технология Hyper-Threading 124 Многоядерность — следующий этап развития 128 Выводы 130 Вопросы и задания 130 Лекция 13. Архитектура многопроцессорных ВС 130 Введение 130 SMP архитектура 130 MPP архитектура 133 Гибридная архитектура (NUMA) 134 Организация когерентности многоуровневой иерархической памяти. 135 PVP архитектура 136 Кластерная архитектура 136 Проблемы выполнения сети связи процессоров в кластерной системе. 136 Выводы 139 Лекция 14. Кластерные системы 140 Концепция кластерных систем 140 Разделение на High Availability и High Performance системы 142 Проблематика High Performance кластеров 142 Проблематика High Availability кластерных систем 143 Смешанные архитектуры 144 Лекция 15 Многомашинные системы – вычислительные сети 145 Введение 145 Простейшие виды связи сети передачи данных 146 Связь компьютера с периферийным устройством 146 Связь двух компьютеров 148 Многослойная модель сети 149 Функциональные роли компьютеров в сети 150 Одноранговые сети 152 Сети с выделенным сервером 153 Гибридная сеть 156 Сетевые службы и операционная система 157 Лекция 17. Сети и сетевые операционные системы 158 Введение 158 Для чего компьютеры объединяют в сети 158 Сетевые и распределенные операционные системы 159 Взаимодействие удаленных процессов как основа работы вычислительных сетей 159 Основные вопросы логической организации передачи информации между удаленными процессами 161 Понятие протокола 162 Многоуровневая модель построения сетевых вычислительных систем 164 Проблемы адресации в сети 167 Одноуровневые адреса 167 Двухуровневые адреса 167 Удаленная адресация и разрешение адресов 168 Локальная адресация. Понятие порта 170 Полные адреса. Понятие сокета (socket) 171 Проблемы маршрутизации в сетях 171 Связь с установлением логического соединения и передача данных с помощью сообщений 174 Синхронизация удаленных процессов 175 Заключение 175 Список литературы: 175 |
Конспект лекций по курсу «Организация ЭВМ и систем» для студентов... | Конспект лекций по курсу "Микропроцессоры и микро-эвм в Персональной... Целью настоящего курса является дать понятие о микропроцессорах и однокристальных микро-эвм, области их применения, дать основы функционирования... | ||
Программа разработана в соответствии с: Федеральному Государственному... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов для направления 230100. 68... | Программа дисциплины «История России» для направления 230100. 62... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, и студентов направления подготовки «Информатика и вычислительная... | ||
Рабочая программа дисциплины интерфейсы средств вычислительной техники... Целью дисциплины является изучение принципов взаимодействия устройств, входящих в состав систем | Программа дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» для специальности... | ||
«архитектура ЭВМ и систем» Новосибирск сгга содержание Эвм различных классов; параллельные системы понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах; матричные и ассоциативные... | Программа дисциплины «Системы управления, ориентации и навигации»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности... | ||
Рабочая программа дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» Перевозник Ю. Я. Рабочая программа дисциплины «Сети ЭВМ и телекоммуникации» по специальности 230101. 65 Вычислительные машины, комплексы,... | Программа дисциплины «Навигационные системы» для специальности... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности... | ||
Конспект лекций Рыбинск 2010 Гос впо по специальности 230101. 65 Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, утвержденный Министерством образования РФ «27»... | Рабочая программа дисциплины системы и сети пакетной коммутации (сспк)... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины «Системы и сети пакетной коммутации» студентам заочной сокращенной формы... | ||
Рабочая программа дисциплины «История россии» «Учебно-методический портал кафедры вт». Ниже приводятся аннотации всех рабочих программ направления «Информатика и вычислительная... | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методические указания предназначены для студентов специальностей ”эвм и системы“, “Автоматизированные системы обработки информации... | ||
Программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 230100. 62 "Информатика... | Программа дисциплины «Лазерная гироскопия» для специальности 230100.... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности... |