Предисловие

Учебное пособие написано в соответствии с программой ОПД.Ф.07 «Организация ЭВМ и систем» по направлению подготовки дипломированного специалиста 230100 (654600) «Информатика и вычислительная техника» с учетом программ по другим направлениям.

Объекты изучения. Основными объектами являются устройства персональных компьютеров фирмы IBM PC. Это связано со следующими обстоятельствами:

=> прежде всего, персональные компьютеры вытеснили ЭВМ, обладая более широкими функциональными возможностями и лучшими техническими характеристиками. В компьютерах используются современные технические решения и технологии;

=> благодаря открытости стандартов и спецификаций компьютеры, совместимые с IBM PC (в отличие от Macintosh компании Apple Computer), а также их отдельные компоненты и устройства производятся многими фирмами и получили самое широкое распространение;

=> технические решения и технологии, отдельные компоненты и устройства персональных компьютеров (как покупные изделия) могут быть использованы при проектировании и разработке компьютерных систем различного целевого назначения.

К другим объектам относятся параллельные компьютерные системы.

Цель учебного пособия — дать общее представление:

=> о принципах построения и функционирования центральных и периферийных устройств современных компьютеров;

=> о взаимодействии аппаратных и программных компьютерных средств; => о современных компьютерных технологиях;

=> о конструктивном исполнении компьютерных устройств и комплектующих изделий;

=> об основных тенденциях и направлениях развития современных

компьютерных средств.

Структура пособия. Учебное пособие содержит 20 глав, разбитых на 6 разделов. Используется сквозная нумерация глав, двойная нумерация параграфов (номер главы, номер параграфа), а также рисунков и таблиц в пределах каждой главы.

Содержание пособия. Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ В КОМПЬЮТЕРНУЮ ТЕХНИКУ. Этот базовый раздел пособия, состоящий из 4 глав, даст общее представление об истории развития компьютерной техники, аппаратных и программных средствах, об особенностях организации цифровой информации и общих принципах функционирования компьютера.

Раздел 2. МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ. В разделе из двух глав рассматриваются основополагающие принципы структурно-функциональной организации микропроцессоров и микропроцессорных систем: общие принципы построения процессоров, архитектура 8-разрядного процессора, принципы построения основных узлов системы и организации их взаимодействия, параллельный и последовательный способы обмена данными, организация прерываний и прямого доступа к памяти.

Раздел 3. ОСНОВНАЯ ПАМЯТЬ КОМПЬЮТЕРА. Данный раздел посвящен полупроводниковой памяти, которая совместно с процессором играет важную роль с точки зрения функционирования компьютера. В нем приводятся общие сведения о полупроводниковой памяти, о се структурно-функциональной и логической организации. Описываются основные виды памяти: постоянная, статическая и динамическая.

Раздел 4. УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ. В двух главах раздела рассматриваются наиболее популярные в настоящее время магнитные и оптические способы записи данных для хранения и их реализации в виде дисковых накопителей.

Раздел 5. УСТРОЙСТВА ВВОДА И ВЫВОДА. Этот раздел, включающий в себя 4 главы, посвящен клавиатурам, манипуляторам типа мышь, сканерам и дигитайзерам, мониторам, видеоадаптерам и печатающим устройствам.

Раздел 6. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ. Раздел содержит 4 главы. В нем раскрываются вопросы параллельной обработки информации. В главе 17 рассматриваются общие вопросы: пути повышения производительности компьютеров, классификация компьютерных систем, коммуникационные сети, программное обеспечение, элементная база. В остальных главах излагается материал по трем основным типам компьютеров параллельного действия: мультипроцессорам, мультикомпьютерам и процессорам типа SIMD.

Оформление пособия. Для лучшего восприятия и понимания сути излагаемых вопросов материал учебного пособия подробно структурирован, использованы текстовые выделения, приведено большое количество иллюстраций. Имеется указатель наиболее важных понятий и терминов. Для облегчения форматирования вместо знака инверсии используется принятое фирмой Intel обозначение #, например вместо X используется X#. В тексте пособия в квадратных скобках приводятся работы из библиографического списка.

При написании пособия большое внимание было уделено выбору содержания тем и последовательности их изложения. Материал излагается с учетом двухступенчатой подготовки специалистов (бакалавр — магистр) и может быть полезен аспирантам и преподавателям.

Автор надеется, что приведенный в учебном пособии материал поможет студентам сформировать целостное представление об основных концепциях и общих тенденциях развития компьютерной техники.

В результате изучения дисциплины студент должен: знать:

составные части, общие принципы организации и функционирования компьютерных систем;

архитектуру процессоров и микропроцессорных систем; основную память и периферийные устройства; основные типы компьютеров параллельного действия; уметь:

проводить анализ архитектуры и структуры ЭВМ и систем; оценивать эффективность архитектурно-технических решений, реализованных при построении ЭВМ и систем; владеть:

терминологией, навыками работы с технической документацией и методиками оценки показателей качества и эффективности ЭВМ и систем.

Автор: Новожилов Олег