К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки - Организация ЭВМ - 5-е издание (2003)

ББК 32.973.2 УДК 681.3 Х18 Х18 Организация ЭВМ. 5-е изд.! К. Хамакер, 3. Вранешич, С. Заки. — СПбд Питер; Киев; Издательская группа ВНтг, 2003. — 848 сц ил. — (Серия «Классика сспзри1ег вс)епсе»). 18ВН 5-8046-0162-8 16ВН 966-552-122-5 Очередное издание книги всемирно известных авторов отражает их богатый опьп преподавания курса «Организация ЭВМут в Университете г. Торонто. В книге на конкретных примерах современных устройств подробно описана архитектура компьютеров и строение их компонентов: процессоров, блоков памяти, устройств ввода-вывода.

Аппаратные средства рассматриваются с учетом их взаимодействия с системным программным обеспечением. Большое внимание уделено современным компьютерным технологиям, новыы стандартам памяти, а также компьютерным системам на базе встроенных процессоров и мультипроцессорным системам параллельного действия. Отдельная глава посвящена машинным кодам и языку ассемблера. Книга может быть рекомендована как учебное пособие лля студентов, обучающихся по направлению «Информатика и вЫчислительная техника», а также веем, кто интересуется устройством современных компьютеров.

ББК 32.973.2 УДК 681.3 18ВН 0-07-232086-9 (англ.) 1ВВН5-8046-0162-8 ~ВВН 966-552-122-5 Е Мсегаш-НШ Сошрап1ев, !пс, 2002 сз ЗАО Издательский дом «Питер», 2003 Ю Издательская группа ВНЧ, Киев, 2003 Информапин, содерввюаяся в дан юй книге, попу енв из источников, рассматриваеиык нздвтепыпво» как наде шые Тем н* менее, имея в виду еозмои ые человеческие ипи технические сшиб и, издательство не макет г*рв тироввть абсолют ую точносзь и полноту приводимык сведений и е несет ответственности за возмомныв Ошибки, связанные с использованием миги, Краткое содержание Об авторах. Предисловие. Глава 1. Базовая структура компьютеров ..24 ...49 Глава 2. Машинные команды и программы..

Глава 3. Системы команд процессоров АВМ, Мо1ого!а и !п1е! ..............128 Глава 4. Ввод-вывод Глава 5. Система памяти.. ..325 .....405 Глава 6. Арифметика. ..451 Глава 7. Процессор. ..493 Глава 6. Конвейерная обработка команд 551 Глава 9. Встроенные системы .. 595 Глава 10. Периферийные устройства.. ..620 Глава 1 1. Семейства процессоров . ,.659 Глава 12. Большие компьютерные системы. ..705 Приложение А. Логические схемы.. ,....778 Приложение Б. Система команд процессора АЯМ ...

Приложение В. Система команд процессора Мо1ого!а 68000 ... ...794 .....811 Приложение Г. Система команд процессоров !А-32... ....827 Приложение Д. Коды символов и преобразование чисел .. Алфавитный указатель.. .. 833 Содержание Об авторах. Предисловие.. Глава 1. Базовая структура компьютеров. 1.1.

Типы компьютеров .. 1.2. Функциональная структура компьютера..............,................ 1.2.1. Устройство ввода.. 1.2.2. Блок памяти .. 1.2.3. Арифметике-логическое устройство .. 1.2.4, Блок вывода 1.2.5. Блок управления. 1.3. Основные концепции функционирования....... 1.4. Структура шины .. 1.5. Программное обеспечение... 1.6. Производительность. 1.6.1. Частота процессора.. 1.6.2. Основная формула вычисления производительности ... 1.6.3. Конвейерная и суперскалярная обработка ................ 1.6.4.

Тактовая частота. 1.6.5. Система команд процессора 1.6.6. Компилятор. 1.6.7. Оценка производительности.. 1.7. Мультипроцессорные и мультикомпьютерные системы ......... 1.В. Историческая справка. 1.8.1. Первое поколение 1.8.2. Второе поколение. 1.8.3. Третье поколение . 1.8.4. Четвертое поколение ......,......................................... 1.8.5. После четвертого поколения . 1.8.6. Эволюция производительности .

1.9. Резюме. Упражнения . Глава 2. Машинные команды и программы .... 2.1. Числа, арифметические операции и символы ... .24 24 ...26 27 27 ..29 .......29 ......29 .30 .......ЗЗ 34 ..36 ....... 38 .......38 .......39 ..41 ..42 ..45 ......45 ....46 ...46 ..46 ....46 ....49 ......50 Содержание 51 52 .............................53 ......,......................56 56 ..56 58 58 59 м ...........................59 ..60 ..60 ..........................,..61 ..61 ..62 .............................66 ..67 ,.70 ..71 ..71 ..72 ..73 ..76 ..80 .............................8 1 ..... .. 82 ..84 ........,....................87 ..88 ..89 ..93 ..97 .............................98 ................99 ..101 .. 105 ,.106 ..107 ..110 .....111 ния векторов.......111 .....112 .....114 ..119 .....123 .....123 2.1.1.

Представление чисел. 2.1.2. Сложение положительных чисел 2.1.3. Сложение и вычитание чисел со знаком ............ 2.1.4. Переполнение в целочисленной арифметике..... 2.1.5. Символы.. 2.2. Память и адреса . 2.2.1. Байтовая адресация. 2.2.2. Прямой и обратный порядок байтов 2.2.3. Расположение слов в памяти..... 2.2.4. Доступ к числам, символам и символьным строка 2.3.

Операции с памятью., 2.4. Команды и последовательности команд 2.4.1. Нотация для описания операций с регистрами .. 2.4.2. Нотация языка ассемблера .. 2.4.3. Базовые типы команд 2.4.4. Выполнение команд и линейный код.................. 2.4.5. Ветвление . 2.4.6. Флаги кодов условий.. 2.4.7. Формирование адресов памяти. 2.5. Режимы адресации .. 2.5.1. Реализация переменных и констант. 2.5.2. Косвенная адресация и указатели.. 2.5.3. Индексация и массивы.

2.5.4. Относительная адресация.. 2.5.5. Дополнительные режимы адресации ................. 2.6. Язык ассемблера. 2.6.1. Директивы ассемблера .. 2.6.2. Ассемблирование и выполнение программ........ 2.6.3. Запись чисел .. 2.7. Базовые операции ввода-вывода 2.8. Стеки и очереди 2.9. Подпрограммы. 2.9.1.

Вложенность подпрограмм и стек процессора .. 2.9.2. Передача параметров 2.9.3. Стековый фрейм .. 2.10. Дополнительные команды 2.10.1. Логические команды. 2.10.2. Команды сдвига.. 2.10.3. Команды умножения и деления 2.11. Примеры программ.. 2.11.1. Программа вычисления скалярного произведе 2.11.2. Программа выполнения сортировки байтов........ 2.11.3. Связные списки.. 2.12. Кодирование машинных команд 2.13. Резюме .. Упражнения.. 8 Содержание 128 129 129 130 137 138 138 140 141 142 142 143 144 145 147 150 152 154 155 155 157 161 164 165 165 166 169 170 175 176 178 180 180 180 183 Глава 3.

Системы команд процессоров АНМ, Мотого!а и !пте! .....128 Система команд процессоров АВМ .. 3.1. Регистры, доступ к памяти и пересылка данных .............,....................... 3.1.1. Регистры .. 3.1.2. Команды доступа к памяти и режимы адресации ........................, 3.1.3. Регистровые команды пересылки ....... 3.2. Арифметические и логические команды 3.2.1. Арифметические команды . 3.2.2. Логические команды 3.3. Команды перехода 3.3.1. Установка кодов условий . 3.3.2. Программа с циклом для сложения чисел ...............................,.... 3.4. Язык ассемблера 3.4.1.

Псевдокоманды 3.5. Команды ввода-вывода 3.6. Подпрограммы .. 3.7. Примеры программ. 3.7.1. Программа для вычисления скалярного произведения двух векторов . ..151 3.7.2. Программа сортировки байтов., ..151 3.7.3. Подпрограммы для вставки и удаления элементов связного списка Система команд процессора Мо1ого1а 68000 . 3.8. Регистры и адресация.. 3.8,1. Регистры процессора 68000 ..

3.8.2. Адресация .. 3,9. Команды 3.10. Язык ассемблера 3.11. Управление потоком выполнения программы .........,............................... 3.11.1. флаги кодов условий . 3.11.2. Команды перехода 3.12. Операции ввода-вывода .. 3.13. Стеки и подпрограммы .. 3.14. Логические команды .. 3.15.

Примеры программ.. 3.15.1. Программа для вычисления скалярного произведения двух векторов.. ..177 3.15.2. Программа сортировки байтов ..177 3.15.3. Подпрограммы вставки и удаления элементов связного списка . Система команд процессоров !А-32 Реп!1цгп 3.16. Регистры и адресация . 3.16.1. Структура регистров процессоров !А-32..................................... 3.16.2. Режимы адресации .. Содержание 3.17. Команды 1А-32. 3.17.1. Формат машинных команд 3.18.

Язык ассемблера 1А-32 .. 3.19. Управление потоком выполнения программы ..................................... 3.19.1. Условные переходы и флаги кодов условий............................ 3.19.2. Безусловный переход .. 3.20. Логические команды, команды сдвига и циклического сдвига ........... 3.20.1. Логические операции.... 3.20.2. Операции сдвига и циклического сдвига .......,..........,............. 3.21. Операции ввода-вывода . 3.21.1. Ввод-вывод с отображением в память.................................... 3.21.2.

Изолированный ввод-вывод. 3.21.3. Блочная пересылка .. 3.22. Подпрограммы.. 3.23. Другие команды .. 3.23.1. Команды умножения и деления.. 3.23.2. Команды мультимедийного расширения................................. 3.23.3. Векторные команды . 3.24. Примеры программ.. 3.24.1. Программа для вычисления скалярного произведения двух векторов ....... 3.24.2. Программа сортировки байтов 3.24.3. Подпрограммы для вставки и удаления элементов связного списка 3.25. Резюме .

Упражнения . Процессоры АНМ. Процессор Мо1ого!а 68000 .. Процессоры 1п1е1!А-32. 209 210 211 212 213 213 217 222 227 ..228 ..232 .....235 ..236 .....238 ..242 ..244 ,....246 ,....250 .....250 .....257 .....259 ....261 ..264 .....268 Глава 4. Ввод-вывод.. 4.1. Доступ к устройствам ввода-вывода., 4.2. Прерывания 4.2.1. Аппаратное обеспечение для поддержки прерываний ..... 4.2.2. Запрет и разрешение прерываний. 4.2.3. Обслуживание нескольких устройств ................,..............

4.2.4. Управление запросами устройств 4.2.5. Исключения .. 4.2.6. Прерывания в операционных системах ............................ 4.3. Примеры обработки прерываний различными процессорами........ 4.3.1. Механизм прерываний процессора АНМ ........................... 4.3.2.Механизм прерываний процессора 68000..........,.............. 4.3.3.Механизм прерываний процессора Реп11цгп ...................... 4.4. Прямой доступ к памяти .. 4.4.1.