Семестр 2. Раздел 1. Архитектура эвм

СОДЕРЖАНИЕ

Тема 1. Архитектуры ЭВМ. Принципы фон Неймана. Конвейеры. Тактовый генератор и резонаторы. 4

Архитектура компьютера 4

Архитектура фон Неймана 4

Принципы фон Неймана 5

Гарвардская архитектура 6

RISC 7

Скалярный процессор 11

Векторный процессор 11

Вычислительный конвейер 12

Генератор тактовых импульсов 19

Кварцевый резонатор 20

Тема 2. Схема ЦПУ, регистры, шины, мосты, чипсеты, слоты расширения, порты 23

Типовые структуры операционного блока микропроцессора 23

Системная шина микропроцессора 25

Принципы построения параллельного порта 26

Принципы построения последовательного порта 29

Синхронные последовательные порты 29

Асинхронные последовательные порты 32

Принципы построения микропроцессорных таймеров 32

Чипсеты современных компьютеров 35

Компоненты южного моста 36

Тема 3. ПЗУ, ОЗУ и способы их организации. Ассоциативная память (кэш). 38

ПЗУ 38

Статические оперативные запоминающие устройства - ОЗУ (RAM) 47

Кэш 53

Тема 4. Накопители данных: накопители на жестких магнитных дисках, накопители на гибких магнитных дисках, накопители на магнитных лентах, оптические накопители, flash-память 59

Жёсткий диск 59

Устройство 62

Низкоуровневое форматирование 64

Геометрия магнитного диска 65

Адресация данных 66

Технологии записи данных 66

Накопитель на гибких дисках 68

Конструкция 69

Оптический диск 72

[править] Некоторые параметры оптических дисков 72

Флеш-память 74

Принцип действия[1] 74

[править] Технологические ограничения 76

Твердотельный накопитель 80

Тема 5. Устройства ввода и вывода данных: принтеры, сканеры, факс-модемы, мыши, клавиатуры, мониторы, электронная бумага 82

Принтер 82

[править] Классификация 82

[править] Матричные принтеры 82

[править] Струйные принтеры 83

[править] Сублимационные принтеры 86

[править] Лазерные принтеры 87

[править] Другие принтеры 88

[править] История и принципы работы 89

[править] Картридж принтера 91

[править] Печатающая головка 92

Копировальный аппарат 92

Модем 93

История 95

Модуляция 96

[править] Виды модуляции 96

xDSL 98

Факс 99

Компьютерная мышь 104

[править] Трекболы 108

[править] Сенсорные полоски и панели 109

Тачпад 112

Компьютерная клавиатура 113

Монитор (устройство) 115

ЖК-дисплей 116

Электронная бумага 121

Тема 6. Сетевые устройства: сетевые платы, сетевое оборудование 124

Активное сетевое оборудование 124

Пассивное сетевое оборудование 124

[править] Принцип работы 124

[править] Таблица маршрутизации 125

[править] Применение 125

Сетевой коммутатор 126

Сетевой концентратор 128

[править] Упрощённое описание принципа работы 128

[править] Характеристики сетевых концентраторов 128

Межсетевой экран 129

Другие названия 129

Разновидности сетевых экранов 129

[править] Типичные возможности 130

Тема 7. Параллельные архитектуры, графические процессоры. Языки cuda и OpenCl. Квантовые вычисления, днк-компьютеры, нанопроцессоры. 132

Квантовый компьютер 132

Теория 133

[править] Применение квантовых компьютеров 136

[править] Физические реализации квантовых компьютеров 136

Транзисторы на нанотрубках 139

Графический процессор 141

GPGPU 141

CUDA 141

OpenCL 142

Массово-параллельная архитектура 144

Многоядерный процессор 145

Hyper-threading 147