Передмова
Комп'ютерні технології все стрімкішими темпами входять в усі сфери життя суспільства, що викликає потребу підготовки фахівців за відповідними напрямами, в першу чергу за напрямами "Комп'ютерна інженерія", "Комп'ютерні науки", "Про грамна інженерія", "Прикладна математика", "Захист інформації в комп'ютерних системах та мережах", "Комп'ютеризовані системи, автоматика і управління". Однією з базових дисциплін підготовки бакалаврів за названими напрямами є дис ципліна "Архітектура комп'ютера". Цей підручник повною мірою відповідає змісту міністерських програм за вищеназваними напрямами.
Запропонований підручник орієнтований на студентів вищих навчальних закла дів, викладачів та аспірантів комп'ютерних напрямів підготовки та покликаний прищепити талановитій молоді розуміння основних принципів побудови та органі зації сучасних комп'ютерів. Він також може бути корисним для фахівців в області комп'ютерних та інформаційних технологій.
Підручних охоплює весь комплекс питань, пов'язаних з теорією, принципами та методами побудови й організації функціонування комп'ютерів та складається з два надцяти розділів.
В першому розділі розглянуто історичні аспекти розвитку комп'ютерів, подано основні поняття, функції та основні функціональні вузли комп'ютера, їх взаємозв'я зок, а також загальну організацію роботи комп'ютера. Розглянуто характерні риси та сфери застосування різних типів комп'ютерів. Обгрунтовано місце предмета да ної книги серед суміжних дисциплін та порядок його розгляду.
В наступному, другому, розділі розглянуто основні елементи архітектури комп'ютера. Показано як кодуються та виконуються команди в комп'ютері. Про ведена класифікація команд відповідно до ініційованих ними типів операцій та де тально розглянуті команди обробки даних, переміщення даних, передачі керування, введення-виведення. Введено поняття конвеєрного виконання команд - одного з ви дів паралелізму нарівні команди. Розглянуто три типи архітектур комп'ютера за типом адресованої пам'яті: стекова, акумуляторна, та на основі регістрів загально го користування, їх переваги і недоліки. Наведено різні способи адресації, включаючи безпосередню, пряму, непряму, базову, індексну, сторінкову і стекову. Детально роз глянуто архітектури комп'ютерів з складною, з простою, з доповненою та з орієн тованою системою команд.
В третьому розділі розкрито основні питання представлення даних в комп'юте рі, які є важливими для розуміння матеріалу наступних розділів. Наведено правила подання даних в позиційних системах числення та переведення чисел із однієї систе ми числення до іншої. Описано представлення чисел зі знаком в прямому, оберненому та доповняльному кодах а також формати даних з фіксованою та з рухомою комою, включаючи стандарт ІЕЕЕ-754. Розглянуто питання кодування алфавітно-цифро вої інформації кодами ASCII, EBCDIC та Unicode.
В четвертому розділі розкрито основні алгоритми виконання в комп'ютері опе рацій обробки даних: логічних, зсуву, відношення, арифметичних, обчислення еле ментарних функцій, перетворення даних (перетворення із формату з фіксованою в формат з рухомою комою і навпаки, перетворення з двійково-десяткового коду в двійковий і навпаки), реорганізації масивів і визначення їх параметрів (сортування, пошук максимуму або мінімуму, вибір заданого масиву, зсув елементів масиву, стиск масиву), обробки символів та стрічок символів (пошук символу, зсув, заміна символів в стрічці, пакування стрічок символів, порівняння стрічок символів).
В п'ятому розділі розглянуто принципи побудови арифметико-логічного при строю (АЛП) сучасних комп'ютерів, який є одним з основних вузлів процесора. Роз крито структури АЛП для виконання елементарних та складних операцій. Опи сано багатоблокові АЛП на основі табличних, однотактових, багатотактових та конвеєрних операційних пристроїв для виконання операцій додавання, віднімання, множення, ділення та обчислення елементарних функцій над двійковими числами в форматах з фіксованою та рухомою комою.
В шостому розділі розглянуто стр...
