Strukturalna organizacja systemow komputerowych Wydanie V.pdf
(
2537 KB
)
Pobierz
Strukturalna organizacja systemów komputerowych. Wydanie V
IDZ DO
PRZYK£ADOW
Y ROZDZIA£
Strukturalna organizacja systemów
komputerowych. Wydanie V
SPIS TREŒCI
KATALOG KSI¥¯EK
Autor: Andrew S. Tanenbaum
T³umaczenie: Andrzej Gra¿yñski (rozdz. 6–9, dod. A– C),
Pawe³ Koronkiewicz (przedmowa, rozdz. 1–5)
ISBN: 83-246-0238-0
Tytu³ orygina³
u:
Structured Computer Organization (5th Edition)
Format: B5, stron: 864
KATALOG ONLINE
ZAMÓW DRUKOWANY KATALOG
TWÓJ KOSZYK
Doskona³e omówienie zasad dzia³ania wspó³czesnych komputerów
Dowiedz siê, jak dzia³aj¹ procesory i magistrale
Poznaj regu³y algebry logiki
Odkryj tajemnice wspó³czesnych systemów operacyjnych
Dla wiêkszoœci u¿ytkowników komputerów, nawet tych, dla których komputer jest
narzêdziem pracy, wiedza o tym urz¹dzeniu koñczy siê na umiejêtnoœci instalowania
i uruchamiania aplikacji. Wspó³czesne, intuicyjne systemy operacyjne, technologie
maksymalnie upraszczaj¹ce pracê z komputerem, ³atwe w obs³udze aplikacje —
wszystko to powoduje, ¿e znajomoœæ zasad funkcjonowania komputerów wydaje siê
nam niepotrzebna. Tymczasem taka wiedza mo¿e okazaæ siê przydatna nie tylko
specjaliœcie, ale równie¿ zwyk³emu u¿ytkownikowi. Dziêki niej twórcy aplikacji s¹
w stanie zoptymalizowaæ ich dzia³anie i zrozumieæ przyczyny b³êdów, projektanci
urz¹dzeñ peryferyjnych wybraæ najlepszy sposób komunikacji swojego produktu
z komputerem, a osoby zainteresowane kupnem nowego sprzêtu dokonaæ
œwiadomego wyboru.
W ksi¹¿ce „Strukturalna organizacja systemów komputerowych. Wydanie V”
zaprezentowano system komputerowy w ujêciu hierarchicznym, jako zespó³ zale¿nych
od siebie warstw. Poznajemy go, poczynaj¹c od poziomu „logiki cyfrowej”, poprzez
mikroarchitekturê i poziom maszynowy, a¿ do poziomu systemu operacyjnego i jêzyka
asemblera. Ksi¹¿ka przedstawia równie¿ historiê rozwoju komputerów, zadania
systemów operacyjnych, zasady programowania w jêzyku maszynowym oraz
architektury najpopularniejszych procesorów.
Procesory i pamiêæ operacyjna
Wykonywanie rozkazów jêzyka maszynowego
Operacje wejœcia i wyjœcia
Arytmetyka cyfrowa
Magistrale ISA, PCI oraz PCI Express
Przetwarzanie danych przez procesory
Programowanie w jêzyku asemblera
Dzia³anie systemów operacyjnych
Przetwarzanie rozproszone i obliczenia równoleg³e
Dowiedz siê jak dzia³a Twój komputer
DODAJ DO KOSZYKA
CENNIK I INFORMACJE
ZAMÓW INFORMACJE
ONOWOŒCIACH
ZAMÓW CENNIK
CZYTELNIA
FRAGMENTY KSI¥¯EK ONLINE
Wydawnictwo Helion
ul. Chopina 6
44-100 Gliwice
tel. (32)230-98-63
e-mail: helion@helion.pl
S
PIS TREŚCI
O autorze ..............................................................................................................13
Przedmowa do wydania polskiego .....................................................................15
Przedmowa ..........................................................................................................19
1.
Wprowadzenie .....................................................................................................23
1.1. Strukturalna organizacja komputera .......................................................................................................24
1.1.1. Języki, poziomy i maszyny wirtualne .......................................................................................24
1.1.2. Współczesne komputery wielopoziomowe ...............................................................................26
1.1.3. Ewolucja komputerów wielopoziomowych ..............................................................................29
1.2. Kamienie milowe architektury komputerów ..........................................................................................34
1.2.1. Generacja 0 — komputery mechaniczne (1642 – 1945) ...........................................................36
1.2.2. Pierwsza generacja — lampy próżniowe (1945 – 1955) ...........................................................38
1.2.3. Druga generacja — tranzystory (1955 – 1965) .........................................................................40
1.2.4. Trzecia generacja — układy scalone (1965 – 1980) .................................................................43
1.2.5. Czwarta generacja — bardzo duża skala integracji (1980 – ?) .................................................44
1.2.6. Piąta generacja — niewidzialne komputery ..............................................................................47
1.3. Komputerowe zoo ..................................................................................................................................48
1.3.1. Siły techniczne i ekonomiczne .................................................................................................48
1.3.2. Rodzaje komputerów ................................................................................................................50
1.3.3. Komputery jednorazowego użytku ...........................................................................................50
1.3.4. Mikrosterowniki .......................................................................................................................52
1.3.5. Komputery do gier ....................................................................................................................54
1.3.6. Komputery osobiste ..................................................................................................................55
1.3.7. Serwery .....................................................................................................................................56
1.3.8. Grupy stacji roboczych .............................................................................................................56
1.3.9. Komputery mainframe ..............................................................................................................56
1.4. Rodziny komputerów — przykłady .......................................................................................................57
1.4.1. Pentium 4 ..................................................................................................................................58
1.4.2. UltraSPARC III ........................................................................................................................63
1.4.3. 8051 ..........................................................................................................................................64
1.5. Komputerowe jednostki miar .................................................................................................................66
1.6. Układ książki ..........................................................................................................................................67
6
SPIS TREŚCI
2.
Organizacja systemów komputerowych ...........................................................71
2.1. Procesory ................................................................................................................................................71
2.1.1. Organizacja jednostki centralnej ...............................................................................................72
2.1.2. Wykonanie rozkazu ..................................................................................................................73
2.1.3. RISC i CISC .............................................................................................................................77
2.1.4. Reguły projektowania współczesnych komputerów .................................................................78
2.1.5. Równoległość na poziomie rozkazów ......................................................................................80
2.1.6. Równoległość na poziomie procesorów ...................................................................................84
2.2. Pamięć główna .......................................................................................................................................88
2.2.1. Bity ...........................................................................................................................................88
2.2.2. Adresowanie pamięci ...............................................................................................................89
2.2.3. Porządek bajtów .......................................................................................................................90
2.2.4. Kody korekcji błędów ..............................................................................................................92
2.2.5. Pamięć podręczna .....................................................................................................................96
2.2.6. Obudowy i typy pamięci ...........................................................................................................99
2.3. Pamięć pomocnicza ..............................................................................................................................100
2.3.1. Hierarchie pamięci ..................................................................................................................100
2.3.2. Dyski magnetyczne .................................................................................................................101
2.3.3. Dyskietki ................................................................................................................................104
2.3.4. Dyski IDE ...............................................................................................................................105
2.3.5. Dyski SCSI .............................................................................................................................107
2.3.6. Macierze RAID ......................................................................................................................108
2.3.7. Dyski CD-ROM ......................................................................................................................112
2.3.8. Nagrywalne dyski CD ............................................................................................................116
2.3.9. Dyski CD wielokrotnego zapisu .............................................................................................118
2.3.10. Dyski DVD .............................................................................................................................118
2.3.11. Blu-Ray ..................................................................................................................................120
2.4. Urządzenia wejścia-wyjścia .................................................................................................................121
2.4.1. Magistrale ...............................................................................................................................121
2.4.2. Terminale ................................................................................................................................124
2.4.3. Myszy .....................................................................................................................................128
2.4.4. Drukarki ..................................................................................................................................130
2.4.5. Wyposażenie telekomunikacyjne ............................................................................................135
2.4.6. Cyfrowe aparaty fotograficzne ...............................................................................................143
2.4.7. Kody znakowe ........................................................................................................................145
2.5. Podsumowanie .....................................................................................................................................149
3.
Poziom układów logicznych .............................................................................153
3.1. Bramki i algebra Boole’a .....................................................................................................................153
3.1.1. Bramki ....................................................................................................................................154
3.1.2. Algebra Boole’a ......................................................................................................................156
3.1.3. Implementacja funkcji logicznych ..........................................................................................158
3.1.4. Równoważność układów logicznych ......................................................................................160
3.2. Podstawowe układy cyfrowe ................................................................................................................163
3.2.1. Układy scalone .......................................................................................................................163
3.2.2. Układy kombinacyjne .............................................................................................................165
3.2.3. Układy arytmetyczne .............................................................................................................. 170
3.2.4. Zegary .....................................................................................................................................174
SPIS TREŚCI
7
3.3. Pamięć ..................................................................................................................................................175
3.3.1. Zatrzaski .................................................................................................................................176
3.3.2. Przerzutniki ............................................................................................................................178
3.3.3. Rejestry ...................................................................................................................................180
3.3.4. Organizacja pamięci ...............................................................................................................182
3.3.5. Układy pamięci .......................................................................................................................184
3.3.6. Pamięci ROM i RAM .............................................................................................................187
3.4. Układy procesorów i magistrale ...........................................................................................................190
3.4.1. Układy procesorów .................................................................................................................190
3.4.2. Magistrale ...............................................................................................................................192
3.4.3. Szerokość magistrali ...............................................................................................................195
3.4.4. Taktowanie magistrali ............................................................................................................196
3.4.5. Arbitraż magistrali ..................................................................................................................201
3.4.6. Operacje magistrali .................................................................................................................204
3.5. Przykładowe układy procesorów ..........................................................................................................206
3.5.1. Pentium 4 ................................................................................................................................206
3.5.2. UltraSPARC III ......................................................................................................................212
3.5.3. 8051 ........................................................................................................................................216
3.6. Przykładowe magistrale .......................................................................................................................218
3.6.1. Magistrala ISA ........................................................................................................................219
3.6.2. Magistrala PCI ........................................................................................................................220
3.6.3. PCI Express ............................................................................................................................228
3.6.4. Universal Serial Bus ...............................................................................................................233
3.7. Interfejs wejścia-wyjścia ......................................................................................................................236
3.7.1. Układy wejścia-wyjścia ..........................................................................................................237
3.7.2. Dekodowanie adresów ............................................................................................................238
3.8. Podsumowanie .....................................................................................................................................241
4.
Poziom mikroarchitektury ...............................................................................247
4.1. Przykładowa mikroarchitektura ...........................................................................................................247
4.1.1. Ścieżka danych .......................................................................................................................249
4.1.2. Mikrorozkazy .........................................................................................................................254
4.1.3. Wykonywanie mikroprogramów: Mic-1 ................................................................................257
4.2. Przykładowy poziom maszynowy: IJVM ................................................................................................262
4.2.1. Stosy .......................................................................................................................................262
4.2.2. Model pamięci maszyny IJVM ...............................................................................................264
4.2.3. Lista rozkazów IJVM .............................................................................................................266
4.2.4. Kompilowanie języka Java do postaci IJVM ..........................................................................269
4.3. Przykładowy poziom realizacji ............................................................................................................271
4.3.1. Notacja mikrorozkazów ..........................................................................................................271
4.3.2. Implementacja IJVM w architekturze Mic-1 ..........................................................................276
4.4. Projektowanie poziomu mikroarchitektury ..........................................................................................288
4.4.1. Szybkość a koszt .....................................................................................................................288
4.4.2. Skracanie ścieżki wykonania ..................................................................................................291
4.4.3. Wstępne pobieranie rozkazów: Mic-2 ....................................................................................297
4.4.4. Konstrukcja potokowa: Mic-3 ................................................................................................301
4.4.5. Potok siedmiostopniowy: Mic-4 .............................................................................................306
4.5. Poprawianie wydajności mikroarchitektury .........................................................................................309
4.5.1. Pamięć podręczna ...................................................................................................................310
4.5.2. Przewidywanie rozgałęzień ....................................................................................................316
4.5.3. Wykonywanie rozkazów poza kolejnością i przemianowywanie rejestrów ...........................321
4.5.4. Wykonanie spekulatywne .......................................................................................................327
8
SPIS TREŚCI
4.6. Przykłady mikroarchitektury ................................................................................................................329
4.6.1. Mikroarchitektura procesora Pentium 4 .................................................................................. 330
4.6.2. Mikroarchitektura procesora UltraSPARC III Cu ...................................................................335
4.6.3. Mikroarchitektura procesora 8051 ..........................................................................................340
4.7. Porównanie przykładowych mikroarchitektur ......................................................................................342
4.8. Podsumowanie .....................................................................................................................................344
5.
Konwencjonalny poziom maszynowy (ISA) ...................................................349
5.1. Ogólny przegląd poziomu ISA .............................................................................................................351
5.1.1. Własności konwencjonalnego poziomu maszynowego ..........................................................351
5.1.2. Modele pamięci ......................................................................................................................353
5.1.3. Rejestry ...................................................................................................................................355
5.1.4. Rozkazy ..................................................................................................................................357
5.1.5. Poziom maszynowy procesora Pentium 4 ..............................................................................357
5.1.6. Poziom maszynowy procesora UltraSPARC III ..................................................................... 359
5.1.7. Konwencjonalny poziom maszynowy procesora 8051 ........................................................... 363
5.2. Typy danych .........................................................................................................................................366
5.2.1. Dane numeryczne ...................................................................................................................366
5.2.2. Dane nienumeryczne ..............................................................................................................367
5.2.3. Typy danych procesora Pentium 4 ..........................................................................................368
5.2.4. Typy danych procesora UltraSPARC III ................................................................................369
5.2.5. Typy danych procesora 8051 ..................................................................................................369
5.3. Formaty rozkazów ................................................................................................................................370
5.3.1. Kryteria projektowania formatu rozkazów .............................................................................371
5.3.2. Rozszerzalne kody operacji ....................................................................................................373
5.3.3. Formaty rozkazów procesora Pentium 4 .................................................................................375
5.3.4. Formaty rozkazów procesora UltraSPARC III ....................................................................... 376
5.3.5. Formaty rozkazów procesora 8051 .........................................................................................377
5.4. Adresowanie .........................................................................................................................................378
5.4.1. Tryby adresowania .................................................................................................................378
5.4.2. Adresowanie natychmiastowe ................................................................................................379
5.4.3. Adresowanie bezpośrednie .....................................................................................................379
5.4.4. Adresowanie rejestrowe ..........................................................................................................379
5.4.5. Adresowanie pośrednie rejestrowe .........................................................................................380
5.4.6. Adresowanie indeksowe .........................................................................................................381
5.4.7. Adresowanie indeksowe z wartością bazową .........................................................................383
5.4.8. Adresowanie stosowe .............................................................................................................383
5.4.9. Tryby adresowania w rozkazach rozgałęzień .........................................................................386
5.4.10. Ortogonalność kodów operacji i trybów adresowania ............................................................387
5.4.11. Tryby adresowania procesora Pentium 4 ................................................................................389
5.4.12. Tryby adresowania procesora UltraSPARC III ...................................................................... 391
5.4.13. Tryby adresowania procesora 8051 ........................................................................................391
5.4.14. Porównanie trybów adresowania ............................................................................................392
5.5. Typy rozkazów .....................................................................................................................................393
5.5.1. Rozkazy do przenoszenia danych ...........................................................................................393
5.5.2. Operacje dwuargumentowe ....................................................................................................394
5.5.3. Operacje jednoargumentowe ..................................................................................................395
5.5.4. Porównania i skoki warunkowe ..............................................................................................398
5.5.5. Rozkazy wywoływania procedur ............................................................................................399
5.5.6. Sterowanie wykonywaniem pętli ............................................................................................400
Plik z chomika:
janowiec
Inne pliki z tego folderu:
Asembler dla procesorow Intel Vademecum profesjonalisty.pdf
(400 KB)
Asembler cwiczenia praktyczne.pdf
(358 KB)
Architektura systemow zarzadzania przedsiebiorstwem Wzorce projektowe.pdf
(829 KB)
Architektura oprogramowania Metody oceny oraz analiza przypadkow.pdf
(429 KB)
Aplikacje w Visual C++ 2005 Przyklady.pdf
(296 KB)
Inne foldery tego chomika:
PHP
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin