Архитектура ЭВМ и систем — Учебник предназначен для студентов, изучающих дисциплину "Архитектура ЭВМ и систем" специальности "Информационные системы", а также для слушателей институтов повышения квалификации, аспирантов и преподавателей, обеспечивающих учебный процесс по данной дисциплине. Книга будет весьма полезна и для специалистов, связанных с современными информационными технологиями, и для широкого круга пользователей компьютеров. Во второе издание учебника внесен ряд существенных изменений, связанных с бурным развитием отрасли информационных технологий. Допущено Министерством образования и науки Российской Федерации в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов "Информационные системы".
Название: Архитектура ЭВМ и систем Автор: Бройдо В. Л., Ильина О. П. Издательство: Питер Год: 2009 Страниц: 720 Формат: PDF Размер: 14,09 МБ ISBN: 978-5-388-00384-3 Качество: отличное Серия: Учебник для вузов Язык: русский
Содержание:
Введение От издательства Часть 1 Создание и эволюция ЭВМ Глава 1. Научные предпосылки создания ЭВМ Управление и информация Информация и ее особенности Экономическая информация Три формы адекватности информации Меры информации Синтаксические меры информации Семантическая мера информации Прагматическая мера информации Показатели качества информации Репрезентативность Содержательность Достаточность Доступность Актуальность Своевременность Точность Достоверность Устойчивость Ценность Информатика Наука информатика Информационные технологии Индустрия информатики Вопросы для самопроверки Глава 2. Технические предпосылки и практические потребности создания ЭВМ Механические счетные машины Электромеханические счетные машины Электронные вычислительные машины Вопросы для самопроверки Глава 3 Эволюция ЭВМ Первое поколение ЭВМ: 1950-1960 годы Второе поколение ЭВМ: 1960-1970 годы Третье поколение ЭВМ:1970-1980 годы Четвертое поколение ЭВМ: 1980-1990 годы Пятое поколение ЭВМ: 1990 год - настоящее время Шестое и последующие поколения ЭВМ Вопросы для самопроверки Глава 4 Основные классы современных ЭВМ Большие компьютеры Малые компьютеры Микрокомпьютеры Персональные компьютеры Суперкомпьютеры Вопросы для самопроверки Часть 2 Информационно-логические основы построения вычислительных машин Глава 5 Представление информации в вычислительных машинах Представление чисел с фиксированной и плавающей запятой Алгебраическое представление двоичных чисел Прочие системы счисления Двоично-десятичная система счисления Шестнадцатеричная система счисления Выполнение арифметических операций в компьютере Особенности выполнения операций над числами с плавающей запятой Выполнение арифметических операций над числами, представленными в дополнительных кодах Особенности выполнения операций в обратных кодах Выполнение арифметических операций в шестнадцатеричной системе счисления Особенности представления информации в ПК Вопросы для самопроверки Глава 6 Логические основы построения вычислительной машины Элементы алгебры логики Логический синтез вычислительных схем Электронные технологии и элементы, применяемые в ЭВМ Полевые транзисторы Планарные микросхемы Электронные и логические схемы некоторых базовых компонентов компьютера Триггеры Регистры Счетчики Дешифратор Логические операции, выполняемые в компьютере OR (ИЛИ) - логическое сложение AND (И) - логическое умножение XOR (исключающее ИЛИ) NOT (НЕ) - операция отрицания Вопросы для самопроверки Часть 3 Функциональная и структурная организация ЭВМ Глава 7. Основные блоки ЭВМ, их назначение и функциональные характеристики Микропроцессор Системная шина Основная память Внешняя память Источник питания Таймер Внешние устройства Дополнительные интегральные микросхемы Элементы конструкции ПК Функциональные характеристики ЭВМ Производительность, быстродействие, тактовая частота Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса Типы системного, локальных и внешних интерфейсов Емкость оперативной памяти Виды и емкость накопителей на жестких магнитных дисках Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках Наличие, виды и емкость кэш-памяти Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров Возможность работы в многозадачном режиме Надежность Вопросы для самопроверки Глава 8. Микропроцессоры Микропроцессоры типа CISC Микропроцессоры OverDrive Микропроцессоры Pentium Микропроцессоры Pentium Pro Микропроцессоры Pentium MMX и Pentium II Микропроцессоры Pentium III Микропроцессоры Pentium 4 Микропроцессоры Pentium 4E Pentium D Celeron D Эффективные технологии в МП Intel Архитектура Intel Net Burst Технология гиперконвейерной обработки Поддержка системной шины с частотой до 800 МГц Кэш-память уровня L1 c отслеживанием выполнения команд Расширенные функции выполнения команд Потоковые SIMD-расширения SSE3 Технология RAID Многоядерные микропроцессоры Микропроцессоры линейки Core Особенности микроархитектуры Core Микропроцессоры Penryn Концепция Intel «Цифровой дом» Микропроцессоры типа RISC Микропроцессоры типа VLIW Физическая и функциональная структура микропроцессора Устройство управления Арифметико-логическое устройство Микропроцессорная память Универсальные регистры Сегментные регистры Регистры смещений Регистр флагов Интерфейсная часть МП Вопросы для самопроверки Глава 9. Системные платы и чипсеты Разновидности системных плат Некоторые актуальные системные платы Системная плата ASUS P4T Системные платы AI: ASUS P4P800 и ASUS P4С800 Системная плата ASUS P5WD2 Premium Системная плата ASUS X48 R O G Rampage Formula Чипсеты системных плат Чипсеты Intel серии 900 Чипсеты i915 и i925 Чипсет i925X Express Чипсет i955X Чипсеты i965 (Broadwater) Чипсет i975X Express Семейство чипсетов Intel Xxx Чипсет Intel X38 Вопросы для самопроверки Глава 10. Интерфейсная система ПК Шины расширений Локальные шины Интерфейс VLB Интерфейсы PCI Интерфейс AGP Периферийные шины Интерфейсы IDE/ATA Интерфейс SCSI Интерфейс RS-232 Интерфейс IEEE 1284 Универсальные последовательные интерфейсы Последовательная шина USB Стандарт IEEE 1394 Последовательный интерфейс SATA Последовательный интерфейс SAS Семейство последовательных интерфейсов PCI Express Прикладные программные интерфейсы Беспроводные интерфейсы Интерфейсы IrDA Интерфейс Bluetooth Интерфейс WiUSB Семейство интерфейсов WiFi Семейство интерфейсов WiMax Интерфейс WiBro Прочие интерфейсы Вопросы для самопроверки Глава 11. Запоминающие устройства ПК Статическая и динамическая оперативная память Кэш-память Основная память Физическая структура основной памяти Оперативные запоминающие устройства Виды модулей оперативной памяти DIP, SIP и SIPP SIMM DIMM RIMM Типы оперативной памяти FPM DRAM RAM EDO BEDO DRAM SDRAM DDR SDRAM DRDRAM Перспективы развития оперативной памяти FeRAM и MRAM Память PCM Память PMC Молекулярная память Нанопамять NRAM Постоянные запоминающие устройства Логическая структура основной памяти Виртуальная память Вопросы для самопроверки Глава 12. Внешние запоминающие устройства Файлы, их виды и организация Управление файлами Атрибуты файлов Логическая организация файловой системы Спецификация файла Размещение информации на дисках Адресация информации на диске Накопители на жестких магнитных дисках Перспективные технологии записи информации на HDD Туннельная магниторезистивная запись Технология перпендикулярной записи Использование нанометровых магнитных головок Переносные винчестеры Jaz 1Gb, Jaz 2Gb SyJet SparQ EZFlyer Shark 250 Orb HDA-IU, HDA-IE IBM Microdrive ZIV1, ZIV2 0,85″ винчестеры Toshiba Дисковые массивы RAID Накопители на гибких магнитных дисках Накопители на флоптических дисках Накопители сверхвысокой плотности записи Дисководы Zip Форматирование дисков и правила обращения с ними Накопители на оптических дисках Неперезаписываемые оптические диски CD-ROM Оптические диски с однократной записью Оптические диски с многократной записью Оптические универсальные диски DVD Маркировка скоростных характеристик CD и DVD Перспективные технологии хранения информации на CD и DVD Blu-ray-диск - BD HD DVD Многослойный CD Millipede-диск Флуоресцентные оптические диски (FMD) Особенности организации флуоресцентных дисков Голографические оптические диски (HVD) Прочие технологии Накопители на магнитооптических дисках Накопители на магнитной ленте Устройства флэш-памяти Форматы флэш-карт Твердотельные накопители на базе флэш-памяти Вопросы для самопроверки Глава 13. Видеотерминальные устройства Видеомониторы на ЭЛТ Монохромные мониторы Цветные мониторы Виды развертки изображения на мониторе Цифровые и аналоговые мониторы Размер экрана монитора Вертикальная (кадровая) развертка Строчная развертка Разрешающая способность мониторов Частотная полоса пропускания Эргономичность электронно-лучевых мониторов Стандарты TCO-99 и ТСО-03 Видеомониторы на плоских панелях Мониторы на жидкокристаллических индикаторах TMOS-мониторы Плазменные мониторы Электролюминесцентные мониторы Светоизлучающие мониторы Мониторы на «электронной бумаге» Стереомониторы Видеоконтроллеры Вопросы для самопроверки Глава 14. Внешние устройства ПК Клавиатура Графический манипулятор «мышь» Принтеры Матричные принтеры Струйные принтеры Лазерные принтеры Термопринтеры Твердочернильные принтеры Сервисные устройства Сетевые принтеры Сканеры Типы сканеров Форматы представления графической информации в ПК Форматы растровой графики Дигитайзеры Основные характеристики дигитайзеров Плоттеры Типы плоттеров Вопросы для самопроверки Глава 15. Средства мультимедиа Системы речевого ввода и вывода информации Системы распознавания речи Системы, ориентированные на распознавание отдельных слов, команд и вопросов Системы распознавания предложений и связной речи Системы идентификации по образцу речи Механизм распознавания речи Системы синтеза речи Компьютерные средства обеспечения звуковых технологий Звуковые платы (карты) Акустические системы Компьютерные средства обеспечения видеотехнологий Вопросы для самопроверки Глава 16. Портативные компьютеры Портативные рабочие станции Наколенные компьютеры Компьютеры-блокноты Ultra Mobile PC Планшетные компьютеры Райтеры Электронные книги Ридеры Карманные компьютеры Pocket PC Коммуникаторы Периферийные устройства КПК Электронные секретари Электронные записные книжки Вопросы для самопроверки Глава 17. Выбор компьютера Общие вопросы выбора ПК Общие рекомендации Выбор жесткого диска Выбор видеомонитора Выбор принтера Профессиональный выбор конфигурации компьютера Требования к конфигурации ПК со стороны прикладных программ Последовательность процедур выбора конфигурации ПК Подключение ПК к электросети Вопросы для самопроверки Глава 18. Тестирование компьютера и его основных устройств Получение общей информации о компьютере Получение информации о видеосистеме Получение информации о принтере Получение информации об основной и виртуальной памяти Получение сведений о дисковой памяти Получение информации о клавиатуре и манипуляторе «мышь» Получение информации о мультимедийных компонентах компьютера Получение сведений о сетевом окружении компьютера Вопросы для самопроверки Часть 4 Программное управление Глава 19. Программное управление - основа автоматизации вычислительного процесса Алгоритмы и языки программирования Состав машинных команд Пример программы на ЯСК Режимы работы компьютеров Однопрограммный режим Многопрограммный режим Система прерываний программ в ПК Адресация регистров и ячеек памяти в ПК Относительная адресация Стековая адресация Вопросы для самопроверки Глава 20. Элементы программирования на языке ассемблер Основные компоненты языка ассемблер Алфавит языка Константы (числа и строки) Только целые числа Строки (литералы) Команды (операторы) Директивы (псевдооператоры) Модификаторы Адресация регистров и ячеек памяти в ассемблере Непосредственная адресация Прямая адресация регистров МПП Адресация ячеек ОП Основные команды языка ассемблер Команды пересылки данных Арифметические команды Команды сложения, вычитания и сравнения Команды приращения Команды умножения Команды деления Логические команды Команды безусловной передачи управления Команды перехода к подпрограмме и выхода из подпрограммы Команды условной передачи управления Команды условной передачи управления для беззнаковых данных Команды условной передачи управления для знаковых данных Команды условной передачи управления для прочих проверок Команды управления циклами Команды прерывания Основные директивы ассемблера Директивы определения идентификаторов Директивы определения данных Директивы определения сегментов и процедур Директивы управления трансляцией Краткие сведения о программировании процедур работы с устройствами ввода-вывода Программирование работы с дисплеем Видеооперации с прерыванием 10H BIOS Видеооперации с прерыванием 21H DOS Программирование работы с клавиатурой Программирование работы с принтерами Печатающие устройства параллельного типа Печатающие устройства последовательного типа Программирование работы с файлами Прерывания, используемые при работе с файлами на дисках Некоторые аспекты создания исполняемых программ Процедуры формирования программы Структура программы на языке ассемблера для получения исполняемого файла формата EXE Основные сведения о листинге и его структуре Особенности структуры машинных команд Последовательность работы ПК при выполнении программы Краткие сведения об отладчике программ DEBUG Основные команды отладчика DEBUG Вопросы для самопроверки Глава 21. Программное обеспечение компьютера Системное программное обеспечение Общая характеристика операционных систем Операционные системы командного типа Архитектура операционной системы MS-DOS Базовая система ввода-вывода (BIOS) Драйверы Загрузчик операционной системы Блок расширения BIOS Базовый блок DOS Командный процессор Файл конфигурации Файл автозагрузки процедур Команды MS-DOS Операционные системы с текстовыми меню Интерфейс программ NC и FAR Рабочее клавишное меню Оглавление каталогов панели Выполнение некоторых операций над файлами и каталогами Текстовый редактор NC и FАR Операционные системы с графическим интерфейсом Семейство Windows Рабочий стол Windows Другие виды ОС ПК Операционная система OS/2 Операционная система UNIX Сервисные системы Инструментальные программные средства Прикладное программное обеспечение Офисные программы Корпоративные прикладные программы Вопросы для самопроверки Часть 5 Архитектура информационно-вычислительных систем и сетей Глава 22. Информационно-вычислительные системы Классификация информационно-вычислительных систем Функциональная и структурная организация информационно-вычислительных систем Вопросы для самопроверки Глава 23. Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы Высокопараллельные вычислительные системы Архитектура суперкомпьютеров Ассоциативные и потоковые вычислительные системы Ассоциативные вычислительные системы Потоковые вычислительные системы Кластерные вычислительные системы и суперкомпьютеры Вопросы для самопроверки Глава 24. Основы построения компьютерных сетей Системы телеобработки данных Техническое обеспечение информационно-вычислительных сетей Серверы и рабочие станции Рабочие станции Серверы Системы передачи данных и их характеристики Линии и каналы связи Цифровые каналы связи Маршрутизаторы и коммутирующие устройства Методы коммутации Коммутация каналов Коммутация сообщений Коммутация пакетов Методы маршрутизации Варианты адресации компьютеров в сети Методы маршрутизации, используемые в сетях Модемы и сетевые карты Модемы для аналоговых каналов связи Протоколы передачи данных Разновидности модемов Модемы для цифровых каналов связи Сетевые карты Программное и информационное обеспечение сетей Программное обеспечение информационно-вычислительных сетей Информационное обеспечение информационно-вычислительных сетей Классификация и архитектура информационно-вычислительных сетей Основные показатели качества ИВС Модель взаимодействия открытых систем Сети и сетевые технологии нижних уровней Сеть ISDN Компоненты сетей ISDN Пользовательские интерфейсы сетей ISDN Стек протоколов сетей ISDN Сеть и технология Х 25 Структура кадра LAP-B Режимы организации взаимодействия на канальном уровне Сеть и технология Frame Relay Использование технологии Frame Relay Сеть и технология ATM Формат ячейки АТМ Вопросы для самопроверки Глава 25. Локальные вычислительные сети Виды локальных вычислительных сетей Одноранговые локальные сети Серверные локальные сети Устройства межсетевого интерфейса Способы повышения производительности ЛВС Базовые технологии локальных сетей Методы доступа к моноканалам связи Сетевая технология IEEE802.3/Ethernet Технология IEEE 802.5/Token Ring Технология ARCNet Технология FDDI Актуальные локальные вычислительные сети Локальная вычислительная сеть Novell NetWare Локальные сети, управляемые ОС Windows ЛВС на ОС Windows NT Workstation ЛВС на ОС Windows Server Основные рейтинговые параметры ЛВС Вопросы для самопроверки Глава 26. Беспроводные компьютерные сети Сети, использующие для передачи информации радиоканалы связи Беспроводные радиоинтерфейсы компьютерных сетей Защита информации в сетях WiFi Организация WLAN Сети, использующие в качестве каналов связи электросети Технология PLC Защита информации в PLC - сетях Организация PLC-сетей Применение технологии PLC Вопросы для самопроверки Глава 27. Корпоративные компьютерные сети Корпоративные информационные системы Особенности архитектуры корпоративных компьютерных сетей Корпоративные сети на основе Windows Server Администрирование и сервисные службы Windows Server Управление рабочими местами Управление сетью Управление центром обработки данных Служба каталогов Служба удаленного доступа Файловая служба Служба терминалов Служба сценариев Служба групповой политики Служба безопасности Особенности построения и эксплуатациибаз данных в ККС Корпоративные сети на основе Novell NetWare Служба каталога NDS Сервер баз данных Pervasive SQL Server Служба коллективного доступа GroupWise Система защиты информации BME Системы автоматизации деловых процессов и управления электронными документами в ККС Создание, хранение электронных документов и манипулирование ими Создание электронных документов Хранение электронных документов Системы манипулирования электронными документами Специализированные системы управления документами Групповая работа над электронными документами Системы автоматизации деловых процессов Вопросы для самопроверки Глава 28. Глобальная информационная сеть Интернет Общие сведения о сети Интернет Протоколы общения компьютеров в сети Система адресации в Интернете Варианты общения пользователя с Интернетом Подключение компьютера для работы в Интернете Базовые пользовательские технологии работы в Интернете Передача файлов с помощью протокола FTP Telnet - программа работы с удаленным компьютером Электронные доски объявлений Телеконференции USENET Службы прямого общения пользователей Электронная почта Основные технологии работы в WWW Гипертекстовые технологии Интернета Hypertext Transfer Protocol Hypertext Markup Language Средства просмотра информации в WWW Обозреватели Интернета и поисковые системы Простейшие технологии работы с браузером Выбор начальной страницы Загрузка документов Поиск информации в документах Оперативная загрузка нужного документа Работа с электронной почтой Доступ к телеконференциям Средства поиска информации в WWW Бизнес и коммерция в Интернете Вопросы для самопроверки Часть 6 Качество и эффективность информационных систем Глава 29. Надежность информационных систем Основные понятия теории надежности Основные показатели надежности Единичные показатели надежности Показатели безотказности Показатели ремонтопригодности Показатели долговечности Комплексные показатели надежности Обеспечение надежности функционирования ИС Виды обеспечения надежности Избыточность информационных систем Практическая реализация надежных информационных систем Обеспечение надежности баз данных Кластеризация компьютеров Вопросы для самопроверки Глава 30. Достоверность Информационных систем Показатели достоверности информации Единичные показатели достоверности информации Показатели корректируемости информационных систем Комплексные показатели достоверности Обеспечение достоверности информации Классификация методов контроля достоверности Классификация методов контроля достоверности по назначению Классификация методов контроля достоверности по уровню исследования информации Классификация методов контроля достоверности по способу реализации Классификация методов контроля достоверности по степени выявления и коррекции ошибок Основные показатели качества контроля достоверности Помехозащищенное кодирование информации Десятичные коды с обнаружением однократных ошибок Десятичные коды с автоматическим исправлением однократных ошибок Вопросы для самопроверки Глава 31. Безопасность информационных систем Защита информации от несанкционированного доступа Защита сетей на базе MS Windows Server Брандмауэр как средство контроля межсетевого трафика Криптографическое закрытие информации Электронная цифровая подпись Защита информации от компьютерных вирусов Классификация компьютерных вирусов Способы защиты от вирусов Основные меры по защите компьютеров от вирусов Вопросы для самопроверки Глава 32. Эффективность информационных систем Локальные показатели эффективности Показатели прагматической эффективности Показатели технико-эксплуатационной эффективности Показатели экономической эффективности Методические вопросы разработки оптимальных информационных систем Вопросы для самопроверки Заключение Перспективы развития информационных систем Список литературы
