Специализированные ЦВМ:
Учебник для вузов / Смолов В. Б., Барашенков В. В., Байков В. Д. и др.; Под ред. В. Б. Смолова. — М.: Высш. школа, 1981.279с., ил.
В пер.: 90 к.
В книге излагаются основные принципы организации и проектирования специализированных цифровых вычислительных машин (СЦВМ), значительное внимание уделяется системной организации разработки проекта СЦВМ и комплексу типовых задач, связанных с проектированием архитектуры СЦВМ и составляющих ее систем; рассматриваются особенности проектирования СЦВМ на основе микропроцессорных наборов больших интегральных схем.
Предназначается для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электронные вычислительные машины», а также может быть использована специалистами в области проектирования ЦВМ.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящая книга является учебником по курсу «Специализированные ЦВМ» для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электронные вычислительные машины».
В основу книги положены материалы лекций, читаемых авторами на кафедре вычислительной техники ЛЭТИ им. В. И. Ульянова (Ленина).
При написании книги авторами была сделана попытка обобщить теоретические и практические работы в области организации и проектирования СЦВМ.
Материал учебника условно можно разбить на две части: в первой части рассмотрены общие методологические и организационные вопросы проектирования; во второй — вопросы проектирования отдельных устройств и систем СЦВМ. Специальные главы посвящены различным аспектам проектирования СЦВМ на базе микропроцессорных больших интегральных схем (БИС) и экономическому обоснованию проекта СЦВМ.
Авторы выражают искреннюю признательность коллективу кафедры вычислительной техники Пензенского политехнического института (зав. кафедрой — д-р техн. наук, проф. Н. П. Вашкевич), а также д-ру техн. наук, проф. Е. А. Бутакову за замечания, сделанные при рецензировании книги.
Введение, гл. 1 и 2 написаны В. Б. Смоловым, гл. 3 — Г. И. Сте-пашкиным, гл. 4 — В. Д. Байковым, гл. 5. — В. И. Тимохиным, гл. 6. — В. К. Шмидтом, гл. 7 и 10 — В. В. Барашенковым, гл. 8 — В. Н. Балакиным, гл. 9 — Д. В. Пузанковым. В написании гл. 10 принимала участие В. С. Барашенкова, § 3.2 — Ю. А. Кудрявцев.
Авторы будут признательны за все замечания и предложения по содержанию книги, которые следует направлять по адресу: Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14, изд-во «Высшая школа».
Авторы
ОГЛАВЛЕНИЕ
3
Введение 4
Глава 1. Специализированные ЦВМ как объект проектирования , в
§ 1.1. Специфика работы и использования ....... 6
§ 1.2. Элементная база СЦВМ .......... . 8
§ 1.3. Показатели качества и основные характеристики 11
§ 1.4. Уровни представления и основные задачи проектиро-
вания ................. 14
Литература ......... ...... 15
Глава 2. Организация процесса проектирования специализированных
ЦВМ ............... ... 16
§ 2.1. Типовые стадии проектирования ........ 16
§ 2.2. Основные этапы проектирования ........ 17
§ 2.3. Система проектирования .......... 21
23
Литература ......... ...... 27
Глава 3. Проектирование архитектуры специализированных ЦВМ 28
§ 3.1. Архитектура СЦВМ ............ 28
§ 3.2. Основные этапы проектирования архитектуры СЦВМ 30
§ 3.3. Типовые задачи проектирования
архитектуры СЦВМ ........... 39
39
3.3.2. Выбор системы команд ......... 43
3.3.3. Выбор адресности команды ........ 46
3.3.4. Определение разрядности адреса ..... 49
3.3.5. Определение формата данных . ...... 53
3.3.6. Моделирование процесса решения задачи при вы-
боре внутреннего языка СЦВМ ...... 58
Литература ............. 64
Глава 4. Проектирование арифметических устройств специализи-
рованных ЦВМ .............. 65-
§ 4.1. Арифметические устройства .......... 65
§ 4.2. Основные этапы проектирования арифметических уст-
ройств ................. 69-
§ 4.3. Типовые задачи проектирования арифметических уст-
ройств ...... ." .......... 71
4.3.1. Оценка точности реализации алгоритмов . . 72
4.3.2. Расчет разрядности .......... 77
4.3.3. Выбор системы масштабов ........ 83.
4.3.4. Разработка микропрограммы и структуры опера-
ционной части ............ 87
4.3.5. Автоматизация проектирования ...... 97
Литература ............ 102-
Глава 5. Проектирование системы памяти специализированных ЦВМ 103
§ 5.1. Общие сведения о системе памяти ....... 103
§ 5.2. Внутренняя память ............ 106
107
5.2.2. Полупроводниковые ЗУ ......... 108
§ 5.3. Внешняя память ............. ПО
5.3.1. Накопители на магнитной ленте ..... 111
5.3.2. Накопители на магнитных дисках ..... 112
5.3.3. Перспективные типы ЗУ для внешней памяти . . 113
5.3.4. ЗУ на магнитных доменах ........ 113
5.3.5. ЗУ на приборах с зарядовой связью .... 114-
§ 5.4. Основные этапы системного проектирования памяти . \\Q
§ 5.5. Типовые задачи проектирования системы памяти . . ц$
5.5.1. Предварительное определение информационной емкости памяти .......... 118
5.5.2. Определение емкости оперативной памяти . . 121
5.5.3. Предварительный выбор структуры памяти и типа ЗУ.............. 122
5.5.4. Расчет быстродействия оперативной памяти . 123
5.5.5. Особенности выбора характеристик памяти мини-
и микро-ЭВМ............ 125
5.5.6. Организация размещения и обмена информацией
в многоуровневой системе памяти..... 126
5.5.7. Алгоритмы организации обмена информацией
в двухуровневой памяти ........ 128
Литература ............. 130
Гл а в а 6. Проектирование систем ввода-вывода специализированных
ЦВМ .................. 131
§ 6.1. Системы ввода-вывода........ . . . 131
6.1.1. Исходные положения......... 131
6.1.2. Конфигурация СВВ .......... 132
6.1.3. Функциональные параметры интерфейса ... 138
6.1.4. Система приоритетов.......... 141
6.1.5. Интерфейсные устройства........ 145
§ 6.2. Основные этапы проектирования систем ввода-вывода 147 § 6.3. Принципы организации и особенности функционирования систем ввода-вывода.......... 150
6.3.1. Интерфейс Unibus........... 150
6.3.2. Переключатель интерфейса........ 160
6.3.3. Звено связи интерфейсов......... 164
6.3.4. Окно интерфейса........... 167
Литература ............. 171
Глава 7. Проектирование системы управления специализированных
ЦВМ .................. 172
§ 7.1. Система управления ............ 172
§ 7.2. Основные этапы проектирования системы управления. 173
§ 7.3. Типовые задачи проектирования системы управления. 175
7.3.1. Операторно-схемная интерпретация алгоритма управления ............. 176
7.3.2. Автоматная интерпретация алгоритма управления ............... 184
7.3.3. Синтез блочных структур систем управления . 187
7.3.4. Синтез автоматов программного уровня управления ............... 193
7.3.5. Синтез автоматов микропрограммного уровня управления............ . 198
7.3.6. Автоматизация проектирования системы управления ............... 210
Литература ............. 212
Глава 8. Проектирование системы диагностики специализированных ЦВМ................. 213
§ 8.1. Система диагностики............ 213
§ 8.2. Основные этапы проектирования системы диагностики. 215
§ 8.3. Типовые задачи проектирования системы диагностики. 216
8.3.1. Синтез тестов для комбинационных и последо-вательностных автоматов ........ 216
8.3.2. Разработка микропрограмм диагностирования типовых узлов ............ 221
8.3.3. Разработка микропрограмм и системы функцио-нального диагноза АЛУ параллельного действия "4
8.3.4. Построение системы алгоритмического диагноза управляющих автоматов ;........ 230
8.3.5. Автоматизация проектирования систем технической диагностики........... 235
Литература ............. 237
Г л а в а 9. Особенности проектирования специализированных ЦВМ на
основе микропроцессоров........... 239
§ 9.1. Общие сведения о микропроцессорах....... 239
§ 9.2. Модель проектирования СЦВМ на основе микропроцессоров ................ 248
§ 9.3. Проектирование СЦВМ на основе микропроцессоров 250'
9.3.1. Системное проектирование........ 250
9.3.2. Выбор микропроцессора......... 252
9.3.3. Разработка микропроцессора....... 254-
9.3.4. Разработка процессора на основе микропроцессора ................ 259
9.3.5. Разработка системы ввода-вывода...... 261
9.3.6. Разработка математического обеспечения . . 266
9.3.7. Система отладки ........... 266
Литература ............. 268-
Глава 10. Технико-экономическое обоснование проектирования специализированно^ ЦВМ............ 269-
§ 10.1 Особенности технико-экономического обоснования
проектирования СЦВМ........... 269
§ 10.2. Типовые задачи технико-экономического обоснования 270>
10.2.1. Расчет годового экономического эффекта . 270>
10.2.2. Оценка экономической эффективности . . 273
Литература ............... 273
Предметный указатель......'..... 274
Цена: 150руб.
