Развитие электронной вычислительной техники и ее широкое применение в производстве, научно-исследовательских и проектно-конструкторских работах, плановых расчетах, сфере управления являются в настоящее время одним из основных направлений научно-технического прогресса.
В принятых XXVI съездом КПСС «Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981 -1985 гг. и на период до 1990 года» предусмотрено дальнейшее совершенствование вычислительной техники, ее элементной базы и программного обеспечения, средств и систем сбора, передачи и обработки информации, повышение эффективности автоматизированных систем управления, развитие сетей ЭВМ и вычислительных центров коллективного пользования, создание на основе применения ЭВМ систем автоматизации научных исследований и проектирования, широкое использование микропроцессорных средств для автоматизации машин, оборудования и приборов и построение на этой базе автоматизированных предприятий и технологических комплексов.
Для выполнения этих задач необходимы в широких масштабах подготовка и переподготовка специалистов по ЭВМ, АСУ, прикладной математике, применению ЭВМ и микропроцессоров в различных отраслях народного хозяйства.
Разнообразие проблем теории и методов проектирования объектов вычислительной техники, сложность ее элементов, устройств, машин и систем закономерно привели к тому, что из дисциплины «Теория и проектирование ЭВМ», еще недавно охватывавшей все основные аспекты этой области науки и техники, выделились самостоятельные курсы, например, по схемотехнике ЭВМ, периферийным устройствам и др.
Вместе с тем для студентов специальностей, ориентированных не на разработку ЭВМ, а на их использование, а также для широкого круга специалистов народного хозяйства необходима книга, в которой без излишней детализации рассмотрен
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие................... 3
Глава первая. Основные понятия.......... 5
1.1. Два класса электронных вычислительных машин . . . 6
.2. Принцип действия ЭВМ............ 8
.3. Понятие о системе программного (математического)
обеспечения ЭВМ.............. 12
.4. Поколения ЭВМ.............. 15
.5. Основные характеристики ЭВМ.....j . . . 20
.6. Основные области применения вычислительной техники
и основные типы ЭВМ............ 23
.6.1. ЭВМ общего назначения.......... 24
.6.2. Малые ЭВМ............... 27
.6.3. Микропроцессоры и микро-ЭВМ........ 29
1.7. Понятие о системах ЭВМ. Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ) и система малых ЭВМ (СМ ЭВМ) социалистических стран............. 31
Глава вторая. Представление информации в ЭВМ .... 37
2.1. Позиционные системы счисления ........ 37
2.2. Двоичная арифметика............ 41
2.3. Формы представления чисел в ЭВМ....... 42
2.4. Прямой, обратный и дополнительный коды .... 49
2.5. Кодирование десятичных чисел и алфавитно-цифровой информации........-....... 52
Г л ава третья. Логические элементы и типовые узлы .... 58
3.1. Представление информации физическими сигналами 58
3.2. Понятие о комбинационной схеме и цифровом автомате 60
3.3. Системы логических элементов . . ....... 66
3.4. Триггеры................. 68
3.5. Регистры................. 75
3.6. Дешифраторы......~"......... 76
3.7. Мультиплексоры.............. 78
3.8. Счетчики................. 81
3.9. Сумматоры................ 83
Глава четвертая. Принципы построения устройств памяти 86
4.1. Общие сведения и классификация устройств памяти 86
4.2. Адресная, ассоциативная и стековая организации памяти 92
4.3. Структуры адресных ЗУ........... 97
548
4.4. Запоминающие устройства с произвольным обращением 104
4.5. Постоянные ЗУ............... 109
Глава пятая. Язык микроопераций......... 115
5.1. Декомпозиция вычислительного устройства на операционный и управляющий блоки. Принцип акад.
В. М. Глушкова.............. 115
5.2. Иерархия языков описания вычислительных устройств 116
5.3. Язык микроопераций............. 119-
Глава шестая. Принципы организации арнфмегическо-логн-
ческих устройств _................ 125
6.1. Общие сведения............... 125
6.2. Структура и микропрограмма АЛУ для сложения
и вычитания чисел с фиксированной запятой ... 127
6.3. Структуры и микропрограмма АЛУ для умножения чисел с фиксированной запятой......... 130
6.4. Методы ускорения умножения......... 138
6.5. Структура АЛУ для деления чисел с фиксированной запятой................ 141
6.6. Устройства для выполнения логических операций 145
6.7. Особенности операций десятичной арифметики ... 147
6.8. Операции над числами с плавающей запятой .... 149
6.9. Многофункциональное АЛУ.......... 152
6.10. Особенности АЛУ микропроцессоров...... 155
Глава седьмая. Управляющие автоматы...... . 157
7.1. Общие сведения............... 157
7.2. Принцип действия управляющего автомата с хранимой
в памяти логикой. Микропрограммное управление 160
7.3. Управляющие автоматы с «жесткой» логикой ... 168
7.4. Программируемые логические матрицы в управляющих автоматах................. 178
Глава восьмая. Процессоры и микропроцессоры: элементы
архитектуры................. . 180
8.1. Предварительные замечания.......... 180
8.2. Адресные структуры основных памятей ...... 180
8.3. Проблема выбора структуры и формата -команд. Кодирование команд . .' .......... . 182
8.4. Способы адресации............. 187
8.5. Стековая адресация............. 192
8.6. Команды, процедуры и микропрограммы передачи управления в программах....... ... 194
8.7. Индексация................ 199
8.8. Сопоставление программистских моделей (регистровых структур) машин общего назначения, малых и микро-ЭВМ и микропроцессоров.......... 204
8.9. Структура команд ЕС ЭВМ II очереди..... 206
8.10. Особенности адресации и системы команд 16-разряд-
ных малых и микро-ЭВМ (СМ-4, СМт1300, «Электро-
ника-60»)................. 209
8.11. Особенности адресации и системы команд 8- и 16-разрядных микропроцессоров.......... 214
Глава девятая. Процессоры и микропроцессоры: принципы
организации.................. 219
9.1. Назначение и структура процессора....... 2И1
9.2. Микропрограммная интерпретация "языка команд ЭВМ 222
9.3. Понятие о состоянии процессора (программы). Вектор
(слово) состояния ............. 22(i
9.4. Принципы организации систем прерывания программ 228
9.5. Особенности систем прерывания малых ЭВМ, микропроцессоров и микро-ЭВМ.......... 240
9.6. Система прерывания и некоторые особенности организации режимов управления в ЕС ЭВМ . . . 247
9.7. Влияние системы прерывания на оценку эффективности вариантов структуры процессора...... 255
9.8. Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора .................. 256
9.9. Принцип совмещения операций академика С. А. Лебедева. Конвейер операций.......... 259
9.10. Организация 8-разрядных микропроцессоров . . . 263
9.11. Организация 16-разрядных микропроцессоров . . . . 269
9.12. Особенности процессоров ЭВМ общего назначения
(ЕС ЭВМ)............. . . . 272
Глава десятая. Периферийные устройства ЭВМ: внешние ЗУ и
устройства ввода-вывода............. 274
10.1. Общие понятия о периферийных устройствах . . . 274
10.2. Принципы действия внешних запоминающих устройств 275
10.3. Методы записи информации на магнитный носитель 284;
10.4. Представление информации на магнитных лентах j и дисках................. 28|
10.5. Основные типы устройств ввода-вывода информации 2Я
10.6. Представление информации на перфолентах и перфо- Ц картах.................. 297
10.7. Устройства ввода информации с перфолент и перфокарт .................. 300
10.8. Устройства вывода информации на перфоленты
и перфокарты............... 301.
10.9. Печатающие устройства........... 302
10.10. Дисплеи................ . 305
Глава одиннадцатая. Принципы организации систем ввода'
вывода. Интерфейсы ЭВМ и микропроцессоров . . . . . 309
11.1. Проблемы организации систем ввода-вывода .... 309
11.2. Прямой доступ к памяти .......... 311
11.3. Основные принципы построения и структуры системы ввода-вывода............... 314
11.4. Основные функции каналов ввода-вывода. Управляющая информация для операций ввода-вывода . . . 319
11.5. Основные типы и структуры каналов ввода-вывода 327
11.6. Детерминированная модель канала. Критерии эффективности каналов............. 336
11.7. Элементы организации интерфейсов ....... 340
11.8. Интерфейс ввода-вывода ЕС ЭВМ....... 344
11.9. Развитие системы ввода-вывода в ЕС ЭВМ
II онереди.................. 35t=
11.10. Структура и временные диаграммы интерфейса «общая шина» малых ЭВМ.......... 355
11.11. Особенности интерфейса «мультишина» микропроцессоров и микро-ЭВМ............ 362
Глава двенадцатая. Системы автоматического контроля и
диагностирования ЭВМ......'....... . 368
12.1. Основные характеристики надежности ЭВМ. Функции систем контроля и диагностирования ...... 368
12.2. Контроль передачи информации........373
12.3. Контроль арифметических операций .......380
12.4. Взаимодействие систем автоматического контроля, восстановления вычислительного процесса и диагностирования ................. 384
12.5. Принципы построения систем автоматического диагностирования ЭВМ............. 387
Глава тринадцатая. Принципы организации вычислительных систем: мультипрограммные ВС, системы коллективного пользования и реального времени.........393 .
13.1. Классификация вычислительных систем...... 393
13.2. Организация вычислительного процесса в мультипрограммных ВС.............. 397
13.3. Структуры и принцип действия ВС коллективного пользования (разделения времени)........ 406
13.4. Вычислительные системы реального времени. Принцип действия управляющего вычислительного комплекса АСУ ТП.................412
Глава четырнадцатая. Принципы организации многоуровневой памяти в мультипрограммных вычислительных системах................... 417
14.1. Проблемы организации памяти мультипрограммных систем..................417
14.2. Защита памяти...............418
14.3. Организация работы памяти в режиме многоабонентного обслуживания............ . 423
14.4. Динамическое распределение памяти. Организация виртуальной памяти............. 426
14.5. Алгоритмы управления многоуровневой памятью 434
Глава пятнадцатая. Принципы организации многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем .... 440
15.1. Понятие о многомашинных и многопроцессорных
ВС................... 440
15.2. Типы структур многопроцессорных ВС, ориентированных на достижение сверхвысокой производительности 444
15.3. Методы и средства организации многомашинных и многопроцессорных вычислительных комплексов
на основе ЭВМ общего назначения (ЕС ЭВМ) 449
551
15.4. Многопроцессорная система с коммутатором межмодульных связей (.«Эльбрус»)......... 455
15.5. Многопроцессорные и многомашинные комплексы
с общей шиной (СМ ЭВМ)......... 459
15.6. Особенности организации отказоустойчивых многопроцессорных вычислительных комплексов .... 465
15.7. Многомикропроцессорные комплексы на основе объектно-ориентированных микропроцессоров .... 473
Глава шестнадцатая. Принципы организации вычислительных сетей....... . . . -....... 479
16.1. Вычислительные сети. Общие сведения..... 479
16.2. Классификация вычислительных сетей...... 483
16.3. Эталонная логическая модель вычислительной сети
и иерархия протоколов............ 484
16.4. Методы передачи данных по каналам связи. Коммутация каналов, сообщений, пакетов...... 488
16.5. Управление вычислительной сетью по протоколу X. 25 494
16.6. Локальные вычислительные сети . *...... 498
16.7. Принципы организации и средства телеобработки данных.................. 506
Глава семнадцатая. Вероятностные аналитические модели
вычислительных систем............. 510
17.1. Общие принципы построения моделей ВС . . . . 510
17.2. Сети массового обслуживания......... 514
17.3. Модель вычислительной системы коллективного пользования.................. 527
17.4. Модели конфликтов в памяти многопроцессорных ВС 528
17.5. Модель вычислительной сети......... 533
Список литературы................. 537
Алфавитный указатель................ 543
Цена: 150руб.
