Главная » Файлы » Лекции » ЭВМ и системы [ Добавить материал ]

Организация вычислительных машин и систем 2003г

[Скачать с сервера (848.0Kb) - бесплатно] 12.10.2009, 23:58
Все лекции в одном файле. Очень сильно совпадают с материалом, который рассказывают на лекциях по ЭВМ и системам.

Авторы: Е.И. Духнич , А.Е. Андреев (2003 год)



ОГЛАВЛЕНИЕ:
1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И СИСТЕМ 4
1.1. Аппаратные и программные средства реализации алгоритмов 4
1.2. Понятие об архитектуре и структуре вычислительных машин 7
1.3. Характеристики вычислительных машин 9
1.4. Общая классификация вычислительных машин 12
1.5. Основные пути повышения производительности ВМ 14
2. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМ ПАМЯТИ 17
2.1. Характеристики и классификация запоминающих устройств. Иерархия систем памяти 17
2.2. Организация адресной памяти 20
2.3. Безадресная стековая память 23
2.4. Ассоциативная память 23
2.5. Системы памяти с расслоением 26
2.6. Понятие о виртуальной памяти 27
2.7. Варианты организации КЭШ-памяти 28
3. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОРОВ 33
3.1. Назначение и классификация процессоров 33
3.2. Логическая организация процессора общего назначения 34
3.3. Операционные устройства процессоров 36
3.3.1.Операционные устройства процедурного типа и с жесткой структурой. Понятие об I-процессорах и M-процессорах 36
3.3.2. Блочные операционные устройства 38
3.3.3. Конвейерные операционные устройства 39
3.4 Архитектура системы команд. RISC и CISC процессоры 43
3.5. Устройства управления процессоров. 45
3.5.1. Назначение и классификация устройств управления 45
3.5.2. Пример архитектуры простого RISC – процессора 45
3.5.3. Конвейеры команд 50
3.5.4 Суперскалярные процессоры 55
3.5.5 Процессоры с длинным командным словом (VLIW) 56
3.6. Обзор архитектур процессоров фирмы Intel 57
4. ОРГАНИЗАЦИЯ ВВОДА-ВЫВОДА 63
4.1 Принципы организации обмена в ВМ.
4.2 Система прерываний.63
4.2 Шинно-мостовая организация ввода-вывода. 65
5. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 68
5.1. Классификация параллельных ЭВМ 68
5.2. Параллельные ВС типа SIMD. Векторные ЭВМ 70
5.3. Понятие о систолических структурах и алгоритмах 73
5.4. Масштабируемые параллельные системы МКМД 74
5.5. Потоковые вычислительные системы 78
ЛИТЕРАТУРА 79



Фрагменты:

1.3. Характеристики вычислительных машин
Характеристики ВМ можно разбить на несколько групп. Прежде всего, в силу основного назначения ВМ – выполнять вычисления – наибольший интерес для пользователей представляет группа временных характеристик.

1. Временные характеристики.
Важнейшими из них являются производительность и быстродействие ВМ. Часто эти две характеристики отождествляют, но мы будем их различать, отмечая архитектурные особенности построения различных ВМ.

 Под производительностью (productivity, performance, throughput) понимают количество операций (задач), выполняемых (решаемых) на данной ВМ в единицу времени.

Быстродействие (speed, velocity) – величина, обратная времени выполнения одной операции (или задачи).

Различие между этими двумя определениями можно проиллюстрировать на следующих примерах. На рис. 1.5 представлены различные варианты построения ВМ. На рис. 1.5а ВМ включает единственный процессор, выполняющий обработку одного потока данных. Для такой системы с последовательной
обработкой. производительность P равна быстродействию V. На рис. 1.5б представлена система из N параллельно работающих процессоров, каждый из которых выполняет обработку своего пакета данных (своей задачи). Каждая задача обрабатывается за то же время, что и в случае единственного процессора (рис. 1.5а), то есть быстродействие параллельной системы не меняется (Vп = V). В то же время, производительность параллельной системы в N раз выше, чем у одного процессора.



3.3.1. Операционные устройства процедурного типа и с жесткой структурой. Понятие об I-процессорах и M-процессорах
Операционные устройства процессоров могут строиться с большей или меньшей степенью универсальности, могут быть более простыми, универсальными, требующими большого объема микрокода для реализации всех необходимых алгоритмов операций, либо – более сложными и специализированными, но за счет этого – более производительными и не требующими большого объема управляющего микрокода. Первые устройства можно назвать устройствами процедурного типа, так как они требуют для реализации какого-либо алгоритма арифметической операции выполнения последовательности действий, заданной во времени (то есть процедуры).

Устройства второго типа, рассчитанные на аппаратную реализацию алгоритмов вычислений, можно назвать устройствами с жесткой структурой. (Отметим, что гибкость устройств первого типа заключается не в возможности перестройки их структуры, а в возможности выполнения на заданной структуре большего числа различных алгоритмов.) Примером устройств процедурного типа могут являться, до некоторой степени, устройства для выполнения косвенного умножения. Такие устройства после небольшой доработки могут быть использованы и для реализации других операций (алгоритмов), например, для обычного сложения со знаком, для выполнения деления или операций с плавающей запятой. В предельном случае наиболее универсальной схемой может являться обычный накапливающий сумматор, дополненный схемами выполнения логических операций. С другой стороны, специализированный аппаратный умножитель, например, матричный (матричные умножители подробнее рассматриваются в следующем пункте), является примером устройства с жесткой структурой, рассчитанного только на выполнение конкретной операции, зачастую – определенной разрядности и в определенной кодировке.

Для создания более или менее универсального ОУ необходимо иметь набор таких схем для всех требуемых операций, либо – сочетание нескольких специализированных устройств с одним универсальным.
Похожие материалы:

Добавил: COBA (12.10.2009) | Категория: ЭВМ и системы
Просмотров: 4128 | Загрузок: 896 | Рейтинг: 5.0/3 |
Теги: 3 курс, ЭВМ и системы, лекции
Комментарии (4)
0   Спам
1. lis   13.10.2009   20:10
Ребят, я, конечно, извиняюсь, но Благинина этот файлик еще на первой лабе дала и кучу книжек+методички в нагрузку..)
0   Спам
2. COBA   13.10.2009   21:46
Ну не знаю... кому-то выдала, а кому-то - нет)))
0   Спам
3. я   14.10.2009   19:46
рад, очень. спасибо)))))
0   Спам
4. Виктор   09.05.2010   03:31
вот спасибо.
я конечно далеко не у вас учусь... но нам вообще ничего никто не выдает) одним гуглом и живем)

Имя *:
Email *:
Код *: