- •Архитектура вычислительных систем. Вычислительные машины, системы и сети
- •2 Простейшие типовые элементы вычислительных машин 21
- •10 Вычислительные системы параллельной обработки. 147
- •11 Организация микроконтроллеров и микроконтроллерных систем 165
- •12 Организация компьютерных сетей 174
- •13 Стандартизация компьютерных сетей. Эталонная модель взаимодействия открытых систем 182
- •1 Основные понятия вычислительной техники и принципы организации вычислительных систем
- •1.1 Основные понятия и определения
- •1.2 Принципы организации вычислительных машин и систем
- •1.3 Основные характеристики вычислительных машин и
- •1.4 Многоуровневая организация вычислительных процессов
- •Вопросы для самопроверки
- •2 Простейшие типовые элементы вычислительных машин
- •2.1 Комбинационные схемы
- •1) Конъюнкция (логическое умножение) .
- •2) Дизъюнкция (логическое сложение) .
- •3) Отрицание (инверсия) .
- •4) Конъюнкция и инверсия (Штрих Шеффера) .
- •5) Дизъюнкция и инверсия (Стрелка Пирса) .
- •6) Эквивалентность .
- •7) Отрицание эквивалентности .
- •2.2 Автоматы с памятью
- •2.3 Триггеры
- •2.4 Проблемы и перспективы развития элементной базы
- •Вопросы для самопроверки
- •3 Функциональные узлы комбинационного и
- •3.1 Функциональные узлы последовательного типа
- •3.1.1 Регистры
- •3.1.2 Счётчики
- •3.1 Функциональные узлы комбинационного типа
- •3.2.1 Шифраторы и дешифраторы
- •3.2.2 Компараторы
- •3.2.3 Сумматоры
- •Вопросы для самопроверки
- •4 Функциональная организация процессора
- •4.1 Основные характеристики и классификация процессоров
- •4.2 Физическая и функциональная структура процессора
- •4.2.1 Операционное устройство процессора
- •4.2.2 Шинный интерфейс процессора
- •4.3 Архитектурные принципы организации risc-процессоров
- •4.4 Производительность процессоров и архитектурные
- •Вопросы для самопроверки
- •5 Организация работы процессора
- •5.1 Классификация и структура команд процессора
- •5.2 Способы адресации данных и команд
- •5.2.1 Способы адресации данных
- •5.2.2 Способы адресации команд
- •5.3 Поток управления и механизм прерываний
- •Вопросы для самопроверки
- •6 Современное состояние и тенденции развития процессоров
- •6.1 Архитектурные особенности процессоров Pentium
- •6.2 Программная модель процессоров Pentium
- •6.2.1 Прикладная программная модель процессоров Pentium
- •6.2.2 Системная программная модель процессоров Pentium
- •6.2.3 Система команд и режимы адресации процессоров
- •6.3 Аппаратная организация защиты в процессорах Pentium
- •6.4 Аппаратные средства поддержки многозадачности
- •6.5 Перспективы развития процессоров
- •Вопросы для самопроверки
- •7 Память. Организация памяти.
- •7.1 Иерархическая организация памяти
- •7.2 Классификация запоминающих устройств
- •7.3 Структура основной памяти
- •7.4 Память с последовательным доступом
- •7.5 Ассоциативная память
- •7.6 Организация флэш-памяти
- •7.7 Архитектурные способы повышения скорости обмена между процессором и памятью
- •Вопросы для самопроверки
- •8 Управление памятью. Виртуальная память
- •8.1 Динамическое распределение памяти
- •8.2 Сегментная организация памяти
- •8.3 Страничная организация памяти
- •8.4 Сегментно-страничная организация памяти
- •Вопросы для самопроверки
- •9 Организация ввода-вывода информации. Системная шина
- •9.1 Организация шин. Системная шина
- •9.1.1 Структура системной шины
- •9.1.2 Протокол шины
- •9.1.3 Иерархия шин
- •9.2 Организация взаимодействия между периферийными устройствами и процессором и памятью вычислительных машин
- •9.3 Внешние интерфейсы вычислительных машин
- •9.3.1 Параллельный порт lpt и интерфейс Centronics
- •9.3.1 Последовательный порт com и интерфейс rs-232c
- •9.3.3 Универсальная последовательная шина usb
- •9.3.4 Беспроводные интерфейсы
- •Вопросы для самопроверки
- •10 Вычислительные системы параллельной обработки.
- •10.1 Параллельная обработка информации
- •10.2 Классификация систем параллельной обработки данных
- •10.2.1 Классификация Флинна
- •10.2.2 Классификация Головкина
- •10.2.3 Классификация многопроцессорных систем по
- •10.3 Вычислительные системы на кристалле. Многоядерные системы
- •10.4 Тенденции развития вс
- •Вопросы для самопроверки
- •11 Организация микроконтроллеров и микроконтроллерных систем
- •11.1 Общие сведения о системах управления
- •11.2 Организация микроконтроллеров и
- •11.3 Области применения и тенденции развития мк
- •Вопросы для самопроверки
- •12 Организация компьютерных сетей
- •12.1 Обобщённая структура компьютерных сетей
- •12.2 Классификация компьютерных сетей
- •Вопросы для самопроверки
- •13 Стандартизация компьютерных сетей. Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- •13.1 Понятие «открытой системы». Взаимодействие
- •13.2 Эталонная модель взаимодействия открытых систем
- •13.3 Структура блоков информации
- •7 Прикладной
- •Вопросы для самопроверки
- •Архитектура вычислительных систем. Вычисдительные машины, системы и сети
11.3 Области применения и тенденции развития мк
Производители МК предлагают широкий спектр модификаций МК, отличающихся друг от друга пользовательскими требованиями, ценой и требованиями к ресурсам кристалла.
Можно выделить два больших класса задач, которые решают встраиваемые системы /2/: 1) управление событиями в реальном времени и 2) управление потоками данных.
К первому классу относятся задачи, требующие быстрой реакции МКС на изменение внешних условий (сигналы датчиков, изменение параметров и пр.), что требует применения МК со встроенными памятью программ и памятью данных, большим объёмом внутренних ПУ, портов ввода-вывода, системой команд, включающей битовые операции. К системам управления первого класса относятся системы управления технологическим оборудованием, системы управления устройствами промышленной автоматики, распределённые системы и т.п.
Ко второму задач относятся задачи, требующие быстрой обработки значительных объёмов информации, например, задачи, характерные для систем управления бортовым оборудованием, систем обработки видеоизображений и др. В таких системах, как правило, используются 16- или 32-разрядные МК семейств 80C186, 386EX и пр.
В настоящее время в дополнение к МК общего назначения активно развиваются два направления в развитии элементной базы МК. Первое направление характеризуется развитием МК для сложных встраиваемых систем управления, в которых функциональная сложность решаемых задач сопоставима с возможностями ПК. Это направление связано с применением 16- и 32-разрядных МК, их усложнением. Второе направление, напротив, связано с некоторым «упрощением» функциональных возможностей МК. Подобные МК используются в тех случаях, когда требуется обеспечить небольшие габариты и низкую стоимость встраиваемых систем управления несложными объектами.
МК широко применяются в таких областях массового производства, как бытовая аппаратура, станкостроение, автомобильная промышленность, военное оборудование и т.д.
Более полно с характеристиками и особенностями работы МК можно познакомиться в специальной литературе и фирменных описаниях разработчиков МК.
Вопросы для самопроверки
1) Что представляет собой типовая система управления? Какие основные блоки входят в её состав?
2) Опишите модель протекания дискретного процесса.
3) Дайте определение встраиваемой системе управления, микроконтроллеру. Назовите особенности встраиваемых средств на базе МК.
4) Что представляет собой МКС? Назовите основные типы МКС, дайте характеристику каждому типу МКС.
5) Приведите функциональную схему МК, назовите его основные функциональные блоки, дайте краткую характеристику каждому блоку. Какие функциональные блоки МК отвечают за связь с ОУ, а какие осуществляют поддержку систем реального времени?
6) Для каких целей и в каких областях применяются МК? Какие существуют направления развития МК?
МОДУЛЬ 3. ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ СЕТИ
12 Организация компьютерных сетей
Телекоммуникации (от греч. tele – вдаль, далеко и лат. communication – общение) – это передача и приём любой информации (звука, изображения, текста) на расстояние по проводным и беспроводным каналам связи /27/.
Телекоммуникационная сеть – это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации.
К телекоммуникационным сетям относятся /27/: 1) компьютерные сети, 2) телефонные сети, радиосети, телевизионные сети.