Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическо е обеспечение вычислительных систем

Содержание:

Введение

К настоящему времени спроектированы и опробованы сотни различных компьютеров, использующих в своей архитектуре тот или иной вид параллельной обработки данных. В научной литературе и технической документации можно найти более десятка различных названий, характеризующих лишь общие принципы функционирования параллельных машин: векторно-конвейерные, массивно-параллельные, компьютеры с широким командным словом, систолические массивы, гиперкубы, спецпроцессоры и мультипроцессоры, иерархические и кластерные компьютеры, dataflow, матричные ЭВМ и многие другие. Если же к подобным названиям для полноты описания добавить еще и данные о таких важных параметрах, как, например, организация памяти, топология связи между процессорами, синхронность работы отдельных устройств или способ исполнения арифметических операций, то число различных архитектур станет и вовсе необозримым.[3].

Основные принципы построения, закладываемые при создании ВС:

• возможность работы в разных режимах;
• модульность структуры технических и программных средств, что позволяет совершенствовать и модернизировать вычислительные системы без коренных их переделок;
• унификация и стандартизация технических и программных решений;
• иерархия в организации управления процессами;
• способность систем к адаптации, самонастройке и самоорганизации;
• обеспечение необходимым сервисом пользователей при выполнении вычислений.

В данной работе рассмотрена тема "Состав и свойства вычислительных систем. Информационное и математическое обеспечение вычислительных систем". В работе рассматриваются следующие вопросы: что такое ВС; основные понятия, используемые в ВС; структура ВС; классификация ВС.

Устройство ЭВМ

ЭВМ, используемые для целей САПР и в системах управления (СУ), состоят из :

- системного блока;

- клавиатуры для ввода символов в компьютер;

- монитора (или дисплея) для отображения текстовой и графической информации.

Клавиатура и монитор вместе образуют консоль , т.е «выступающую вперед часть»

ЭВМ. Это наследие эпохи мэйнфреймов, к которым подключалось много консолей..

РкРис 1. Консоли и мэйнфрейм ЭВМ.

Кроме того, ЭВМ оснащается дополнительными устройствами, к которым относятся:

- мышь или другой манипулятор;

- принтер (печатающее устройство);

- сканнер для считывания текстовой и графической информации;

- плоттер (графопостроитель) для вывода чертежей на бумагу.; [2]

РисРис 2. Консоли персонального компьютера

- дигитайзер (графический планшет) для ввода чертежей в компьютер;

- стример - устройство для резервного копирования на магнитную ленту информации в ЭВМ;

- модем для обмена информацией с другими компьютерами через телефонную сеть;

- радиомодем для обмена информацией через радиоканал;

- источник бесперебойного питания.

- Центральный микропроцессор (Central Processor Unit - CPU) основной элемент ЭВМ, выполняет все вычисления и обработку информации. В IBM PC используют ЦП фирм Intel, AMD, Cyrix, IBM и др.

- Арифметический сопроцессор помогает выполнять основному ЦП математические операции над вещественными числами.

Для ЦП фирмы Intel (80486, Pentium и выше) сопроцессоры не нужны.

- Оперативная память (Random Access Memory - RAM) служит для быстрой передачи данных и программ процессору и сопроцессору. После отключения все данные исчезают.

- Есть постоянная энергонезависимая оперативная память ROM, доступная только для чтения (Read Only Memory), где хранятся программы тестирования РС при включении и базовая система ввода-вывода информации -(Basic Input-Output System - BIOS).

- Контроллеры и шина служат для связи и обмена информацией между оперативной памятью и внешними устройствами - монитором, дисками, принтером и т.д.

Для каждого внешнего устройства в РС имеется управляющая схема – контроллер или адаптер.

Все контроллеры и адаптеры взаимодействуют с ЦП и оперативной памятью через магистраль передачи данных, которую называют шиной.

- Электронные платы в модульном исполнении упрощают подключение устройств. На основной плате РС – системной или материнской (Motherboard) обычно располагаются процессор, сопроцессор, оперативная память и шина.

Контроллеры и адаптеры находятся на отдельных платах, вставляющихся в унифицированные разъемы (слоты) на материнской плате. Через слоты контроллеры устройств подключаются непосредственно к шине[1].

Рис 3. Материнские платы

Рис 4. Структура материнской платы

Рис. 5 Сетевая и видеокарта

- Контроллеры портов ввода-вывода бывают параллельные (Line PrinTer – LPT1-LPT4) для подключения принтера и асинхронные последовательные (Communication – COM1-COM3) для подключения мыши, модема.

Рис 6. Порты ввода-вывода персонального компьютера

Архитектура ЭВМ

Архитектура ее абстрактное представление. Она отражает структурную, логическую, схемотехническую организацию ЭВМ и включает в себя:

• структурную схему ЭВМ;
• средства и способы доступа к элементам структурной схемы ЭВМ;
• организацию и разрядность интерфейсов ЭВМ;
• набор и доступность регистров;
• организацию и способы адресации памяти;
• способы представления и форматы данных ЭВМ;
• набор машинных команд ЭВМ;
• форматы машинных команд;
• обработку нештатных ситуаций (прерываний).

Общие архитектурные свойства и принципы ЭВМ

-Принцип хранимой программы. Код программы и ее данные находятся в одном адресном пространстве в оперативной памяти.

-Принцип микропрограммирования. В состав ЦП входит блок микропрограммного управления. Он для каждой машинной команды имеет набор действий-сигналов, которые нужно сгенерировать для физического выполнения требуемой машинной команды.

- Линейное пространство памяти. Это совокупность ячеек памяти, которым последовательно присваиваются номера (адреса) 0, 1,2, ....

-Последовательное выполнение программ. ЦП выбирает из памяти команды строго последовательно. Для изменения хода выполнения программы или ветвления используют специальные команды условного и безусловного перехода.

- Не различение ЦП между данными и командами. Данные и машинные команды в виде последовательности 0 и 1 находятся в одном пространстве памяти. Потому всегда важно в программе четко разделять пространство данных и команд.

-Безразличие к целевому назначению данных. ЭВМ все равно, какую логическую нагрузку несут обрабатываемые данные[6].

Типы процессоров

Обозначение ЦП указывает на фирму изготовитель (i - Intel, AMD - Advanced Micro Devices, CX - VIA Cyrix). Далее следуют цифры номера типа CPU 80 (часто опускают) и две-три другие (486, 586, 686), значение тактовой частоты в МГц (25, 120, 200, 330, 500, 700, 1700, 2400 и т.д.).

С июня 2004 г. все ЦП Intel разбиты на три модельных ряда: Зхх, 5хх и 7хх без указания их тактовой частоты.

Рис.7 Типы процессоров

Производительность ЦП характеризуется следующими параметрами:

• степенью интеграции;
• внутренней и внешней разрядностью;
• тактовой частотой;
• памятью, к которой он может адресовываться.

Степень интеграции микросхемы показывает, сколько транзисторов может в ней уместиться. Для ЦП Pentium Intel – около 3 млн. транзисторов на 3,5 см², для ЦП Pentium 4 – 42 млн.

Внутренняя разрядность показывает, сколько бит может одновременно обрабатывать ЦП внутри себя - 16, 32, 64, 128.

Внешняя разрядность показывает, сколько бит может одновременно обрабатываться вне ЦП другими элементами материнской платы.

Тактовая частота кварцевого датчика такта определяет скорость обработки информации в PC. Важно, чтобы все элементы системной платы могли работать с высокой тактовой частотой.

Адресация памяти определяет кол-во памяти RAM, в которую ЦП может отправлять данные.

В реальном режиме (Real Mode) ЦП (8086) может адресовать не более 1 Мб памяти.

В защищенном режиме (Protected Mode) ЦП (80286) может адресовать до 16 Мб физической и до 1 Гб виртуальной (на жестком диске). Здесь возможна многозадачность (Multitasking).

В виртуальном режиме (Enhanced Mode) ЦП (80386) может адресовать до 4 Гб физической и до 64 Гб виртуальной памяти, эмулировать работу нескольких ЦП 8086 (до 256), обеспечивая многопользовательский режим и рост числа выполняемых задач[3].

Архитектурные особенности ЦП i486 – Pentium

Для совершенствования архитектуры и роста производительности ЭВМ используют:

- распараллеливание операций;

- кэширование памяти;

- расширение системы команд.

Для распараллеливания используется конвейерная (Pipeline) и суперскалярная (Superscalar) технологии.

Конвейеризация позволяет организовать параллельную обработку нескольких инструкций в одном исполнительном блоке (с перекрытием по времени).

Суперскалярная технология позволяет произвести пространственное распараллеливание – по нескольким исполнительным блокам (конвейерам).

Обе технологии используются в комбинации.

При конвейеризации процесс выполнения инструкции раскладывается на стадии (число стадий – это длина конвейера), каждая из которых выполняется за один такт.

В конвейере одновременно обрабатываются n инструкций, а результат выполнения очередной инструкции выдается на каждый такт.

В ЦП Intel 486, P5 пятистадийный конвейер. В современных ЦП (Intel P6, AMD K7) конвейер имеет 10-12 стадий, в новом ЦП Intel Pentium 4 число стадий – 20.

Рис.8 Схема работы конвейера

Пятиступенчатый конвейер ЦП i486 включает в себя:

-выборку команды из кэш-памяти или оперативной памяти;

-декодирование команды;

-генерацию адреса, при которой определяются адреса операндов в памяти;

-выполнение операции с помощью АЛУ;

-запись результата (куда он будет записан, зависит от алгоритма работы конкретной машинной команды).

ЦП с одним конвейером называют скалярными, а с 2 и более конвейерами – суперскалярными.

ЦП Pentium (Р5) имеет два конвейера, т.е. использует суперскалярную архитектуру и может выполнять 2 команды за машинный такт.

Внутренняя структура конвейера у ЦП Pentium такая же, как и у i486.

Для снижения потерь от остановов из-за нарушения порядка операций при условных переходах (каждая пятая инструкция) применяется предсказание переходов (Branch Prediction), основанное на анализе уже осуществленных переходов.

Способствует росту производительности и спекулятивное исполнение (Speculative Execution), когда инструкции, следующие за предполагаемым переходом, начинают обрабатываться еще до самого перехода.

Кэширование памяти используется для ускорения операций с динамической памятью, которая функционирует очень медленно по сравнению с современными ЦП. Поэтому между ЦП и DRAM ставят специальный буфер (кэш-память, или кэш {Cache - склад}) на основе максимально быстрой памяти.

Оптимальным решением является иерархическая организация кэш-памяти в виде двух блоков – 1-го (L1) уровня {быстрая, небольшая по объему} и 2-го (L2) уровня {большая по объему, но более медленная}[4].

Типы сокетов, устройство процессора

Процессоры в корпусах DIP занимали много места, на смену им пришли компактные корпуса PGA, PPGA и SPGA, которые устанавливаются обычно в ZIF socket (Zero Insertion Force) – колодка (сокет) с нулевым усилием вставки.

Корпуса PQFP, SQFP предназначены для установки в специальные колодки или припаивания к плате.

Самые компактные корпуса TCP предназначены для припаивания к системной плате портативных систем.

У новых ЦП Intel используется корпус LGA (Land Grid Array). У него вместо ножек расположен массив из 775 плоских контактов, ножки же находятся в разъеме на материнской плате.
В новом конструктиве системы охлаждения радиатор крепится к самой материнской плате

Для ЦП в зависимости от типа, числа выводов, напряжения питания и назначения применяют различные корпусы и сокеты:

– для ЦП i386DX корпусы PGA и PQFP;

– для ЦП i486 корпусы PGA-168/169, PQFP SQFP с установкой в сокеты 1, 2, 3 и 6;

– для ЦП Pentium корпусы PGA-168/169, PQFP SQFP с установкой в сокеты 4, 5 и 7;

– для ЦП Pentium Pro сокет 8;

– для ЦП Pentium II/ III сокет 370, слот 1 и
слот 2;

– для ЦП Pentium 4 сокет 423, 478 и 775.

Расположение выводов Расположение выводов
ЦП i386DX в корпусе PGA ЦП i386DX в корпусе PQFP

Расположение выводов Расположение выводов
ЦП i486 в корпусе PGA ЦП i486 в сокет 1

Расположение выводов Расположение выводов
ЦП i486 в сокет 2, 3, 6 ЦП Р5 в сокет 4

Расположение выводов Расположение выводов ЦП Р5 в сокет 5, 7 ЦП Р II в сокет 8

ЦП Р III в сокет 7,370, слот 1 Расположение выводов
ЦП Р4 в сокет 423

Рис.9 Типы сокетов процессоров

Рис.10 Устройство процессора

CPU 80386DX c тактовой частотой 33 МГц обеспечивает 32-разрядные операции ввода-вывода и 32-разрядную адресацию памяти, адресацию физической памяти 4 Гб и виртуальной до 64 Гб. Он имеет кэш-память с меньшим временем доступа, чем обычная RAM.

U 80386SX c тактовой частотой 16-25 МГц работает внутри с 32 битами, а внешне - лишь с 16 битами.

CPU 80486DX имеет тактовую частоту 33 или 50 МГц (80486DX/4 75-100 МГц), внутреннюю (интегрированную в микросхему) кэш-память 8 - 16 Кб (что вместе с внешней кэш-памятью увеличивает быстродействие), интегрированный математический сопроцессор.

CPU 80586 (P5) работает с удвоенной шириной шины и обрабатывает параллельно 64 бита. Тактовая частота составляет 200 Мгц и выше.

CPU может одновременно выполнять две параллельные команды. Р5 имеет по 8 Кб внутренней кэш-памяти данных и кэш-памяти команд. Его сопроцессор в 3-4 раза быстрее, чем у CPU 486. Адресная шина Р5 32-битная, а шина данных - 64-битная.

CPU 80686 (Pentium II, III) имеет 5,5 – 28 млн. транзисторов. В Р II реализована технология динамического выполнения, основанная на:

предсказании ветвлений (multiple branch prediction), т.е. увеличения объема работ, доступных CPU для выполнения;

потоковом анализе (date flow analysis), который организует планировку последовательности выполнения команд независимо от их начального порядка; спекулятивном выполнении (speculative execution), т.е. P II выполняет те инструкции, которые теоретически наиболее необходимы.

Однако при выполнении программ, содержащих 16-разрядный код и выполняющихся в 16-разрядной ОС (DOS, Windows 3.1) РII не дает выигрыша в быстродействии. Быстродействие РII на 40-60 % выше, чем у Р5, только для 32-разрядных программ под полностью 32-разрядной ОС (Windows NT/ 2000, OS/2, UNIX).

ЦП Pentium 4 – 32-разрядный процессор 7-го поколения. По набору программно-доступных регистров Pentium 4 повторяет ЦП Pentium III.

Микроархитектура процессора NetBurst разработана с учетом высоких частот как ядра (от 1,4 ГГц), так и системной шины (400 МГц). В Pentium 4 на одном кристалле около 42 млн. транзисторов по технологии 0,18 мкм.

ЦП имеет кэш-память двух уровней. Вторичный кэш, общий для инструкций и данных, имеет размер 256 Кбайт и разрядность шины 256 бита (32 байта).

Шина вторичного кэша работает на частоте ядра с пропускной способностью 32 x 1,4 = 44,8 Гбайт/с. Кэш L2 имеет ЕСС-контроль обнаружения и исправления ошибок. Первичный кэш данных имеет такую же пропускную способность (44,8 Гбайт/с), но его объем 8 Кбайт (против 16 в Pentium III).

Первичный кэш инструкций отсутствует, его заменил кэш трассы (trace cache). В нем хранятся последовательности микроопераций, в которые декодированы инструкции. В нем помещается до 12 К микроинструкций [3].

Разрядность шины данных составляет 64 бита
(8 байт), что в режиме 4х-кратной передачи дает максимальную пропускную способность
100 4 8 = 3,2 Гбайт/с.

Здесь у Pentium 4 троекратное улучшение. Разрядность шины адреса – 36 бит, что позволяет адресовать те же 64 Гбайт памяти, из которых кэшируются только первые 4 Гбайт.

Кристалл ЦП в упаковке ОLGА смонтирован на промежуточной плате (interposer) со штырьковыми выводами для сокета-423 или 478.

Процессор требует мощного источника питания и усиленного охлаждения – при напряжении питания 1,6 В он потребляет ток до 40,6 А!

Организация памяти i8086

Память представляется в виде линейной последовательности байт.

Для обращения к памяти ЦП (совместно с внешней схемой) формирует шинные сигналы MEMWR# (Memory Write) и MEMRD# (Memory Read) для операций записи и считывания соответственно.

Логически память разбивается на сегменты размером по 64 Кбайт.

Физический адрес РА (physical address) памяти, поступающий на шину адреса разрядностью 20 бит, состоит из двух
16-битных частей – адреса сегмента (Seg) и исполнительного адреса ЕА (executive address), суммируемых со смещением на 4 бита.

Сдвиг адреса сегмента на 4 бита влево эквивалентен его умножению на 16, т.е., физический адрес РА = 16 Seg + ЕА.

Рис.11 Организация памяти i8086

Исполнительный, или эффективный адрес может быть константой, содержимым регистров, ячейки памяти или суммой нескольких; величин (например, двух регистров и константы), но эта сумма является 16-разрядной (перенос игнорируется).

Поэтому, физический адрес никогда не перейдет границу 64-килобайтного сегмента, на начало которого указывает используемый сегментный указатель.

С сегментацией памяти связаны понятия ближнего и дальнего адреса (вызова, перехода).

При ближнем (Near), внутрисегментном обращении доступ к требуемой ячейке осуществляются только указанием смещения, а адрес сегмента определяется текущим содержимым соответствующего регистра сегмента, т.е. постоянен.

При дальнем (Far), межсегментном обращении указывается полный адрес: 16-байтное значение сегмента (загружаемое в сегментный регистр) и 16-байтное смещение. Дальние обращения выполняются медленнее (из-за пересылок большего количества байт адреса).

ЦП может обращаться к одному байту памяти, слову, состоящему из двух байт, и двойному слову (4 байта) [3].

А+1

А

0

7

8

15

Слово А

0

1

2

3

4

5

6

7

байт

А+3

А+2

А+1

А

0

7

8

15

16

23

24

31

Двойное слово А

Рис.12 Байты памяти i8086

При размещении слова в памяти байт с адресом, соответствующим адресу слова, содержит его младшую часть (Low), следующий байт содержит старшую часть (High). Слово может размещаться в памяти как по четному (Even), так и по нечетному (Odd) адресу.

Двойное слово обычно используется для хранения полного адреса, и в нем располагается сначала слово смещения (в порядке L, Н), а затем сегмента (в том же порядке).

Сегментация памяти и порядок L, H являются характерной чертой процессоров Intel.

Регистры ЦП i8086

Для кратковременного хранения данных можно использовать регистры ЦП, доступные из машинных программ.

Доступ к регистрам осуществляется намного быстрее, чем к ячейкам памяти, что уменьшает время выполнения программ.

Все регистры i8086 имеют размер слова, т.е. 16 разрядов. За каждым регистром закреплено определенное имя.

По назначению и способу использования регистры делятся на следующие группы:

• регистры общего назначения (AX, BX, CX, DX, SI, DI, ВР, SP);

• сегментные регистры (CS, DS, SS, ES);

• указатель команд (IP);

• регистр флагов (Flags).

SI

DI

BP

SP

AH

AL

AX

BH

BL

BX

CH

CL

CX

DH

DL

DX

AX – accumulator, аккумулятор;

BX – base, база;

CX – counter, счетчик;

DX – data, данные;

X – eXtended, расширенный

SI – source index, индекс источника;

DI – destination index, индекс приемника;

BP – base pointer, указатель базы;

SP – stack pointer, указатель стека.

Рис.13 Регистры общего назначения

Эти регистры можно использовать в любых арифметических, логических и т. п. машинных операциях. Так, можно сложить число из DI с числом из регистра SP, вычесть из содержимого регистра ВР содержимое регистра СХ[5].

Но каждый из регистров имеет специализацию, так как некоторые команды требуют, чтобы их операнды обязательно находились в определенных регистрах.

Так, команда деления требует, чтобы первый операнд (делимое) находился в регистре АХ или АХ и DX, а команды управления циклом используют регистр СХ в качестве счетчика цикла.

Регистры АХ, ВХ, СХ, DX состоят из двух 8-битных половин, к которым можно обращаться по именам АН, ВН, СН, ОН (старшие байты – High) и AL, BL, CL, DL (младшие байты – Low).

В РС модификаторами адреса (замены адреса, указанного в команде, на исполнительный адрес) могут быть только регистры ВХ, ВР, SI и DI.

Регистр SP используется при работе со стеком – хранилищем информации. Первым из стека всегда считывается элемент, записанный в стек последним. Он должен быть в регистре SP.

CS

DS

SS

ES

СS – code segment, сегмент команд;

DS – data segment, сегмент данных;

SS – stack segment, сегмент стека;

ES – extra segment, дополнительный сегмент.

Рис.14 Сегментные регистры

Они используются для сегментирования адресов, т.е. модификации адресов, в целях сокращения размера команд. Ни в каких арифметических, логических и т. п. операциях эти регистры не могут участвовать. В них можно только записывать, либо считывать из них.

В соответствии с принятыми соглашениями в регистре CS должен находиться начальный адрес сегмента команд - той области памяти, где расположены команды программы.

Регистр DS должен указывать на начало сегмента данных, в котором размещаются данные программы.

Регистр SS должен указывать на начало области памяти, отведенной под стек [3].

В регистре IP всегда находится адрес команды, которая должна быть выполнена следующей.

Это адрес, отсчитанный на d от начала сегмента команд, на начало которого указывает регистр CS.

d

IP instruction pointer, указатель команд

CS

Сегмент команд

d

IP

Текущая команда

Рис.15 Регистр указатель команд

В результате абсолютный адрес этой следующей команды определяется содержимым регистров CS и IP. Изменение любого из этих регистров есть переход.

Поэтому содержимое регистра IP(как и регистра CS) можно менять только командами перехода.

Flags

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

CF

PF

AF

ZF

SF

TF

IF

DF

OF

Рис.16 Регистр флагов

Флаг - это бит со значением 1 (флаг установлен), если выполнено некоторое условие, и значение 0 (флаг сброшен), если нет.

В РС 9 флагов, собранных в один 16-разряд-ный регистр флагов, обозначаемый Flags. Каждый флаг - это один из разрядов данного регистра.

Есть флаги условий; они автоматически меняются при выполнении команд и фиксируют те или иные свойства их результата (например, равен ли он нулю). Проверка этих флагов позволяет проанализировать результаты команд.

Другие – флаги состояний; сами по себе они не меняются и менять их должна программа. Состояние этих флагов оказывает влияние на дальнейшее поведение процессора.

PF (parity flag) - флаг четности. Равен 1, если в 8 младших битах результата очередной команды содержится четное количество двоичных единиц. Учитывается обычно в операциях ввода-вывода.

AF (auxiliary carry flag) - флаг дополнительного переноса. Фиксирует особенности выполнения операций над двоично-десятичными числами.

Представление данных в ЦП

Числа размером в слово и двойное слово хранятся в памяти в "перевернутом" виде". Старшие (левые) 8 битов числа размещаются во втором байте слова, а младшие (правые) 8 битов - в первом байте.

В терминах шестнадцатеричной системы: первые две цифры числа хранятся во втором байте слова, а две последние цифры - в первом байте.

Например, число 98 = 0062h хранится в памяти так (А - адреса слова):

62

00

RAM

A

A+1

62

00

RAM

A

A+1

00

62

BX

BH

BL

Рис.17 Представление данных в ЦП

Но в регистрах за счет команд пересылки числа хранятся в нормальном, не перевернуто в виде.

"Перевернутое" представление чисел появилось в первых 8-разрядных ЦП. В них за раз можно было считать из памяти только один байт. Сложение же и вычитание многозначных чисел начинают с действий над младшими цифрами. Многозначное число нельзя считать из памяти сразу целиком, и в первую очередь приходится считывать байт, где находятся младшие цифры числа. Для этого надо, чтобы такой байт хранился в памяти первым[3].

Адресация ввода/вывода

Для обращения к устройству ввода/вывода ЦП имеет инструкции IN и OUT. При выполнении формируются шинные сигналы IORD# (Input/Output Read) и IOWR# (Input/Output Write) для чтения или записи 1 или 2 байт. Данные при чтении могут помещаться только в регистр AL или АХ и выводятся из этих же регистров.

В циклах ввода/вывода используется 16 младших бит шины адреса (старшие биты при этом нулевые), что позволяет адресовать до 64К байт регистров ввода/вывода. Адрес устройства задается в команде (только младший байт, а старший – нулевой), либо берется из регистра DX (полный 16-битный адрес).

Прерывания ЦП

Прерывания – это изменение текущей последовательности команд. По происхождению они делятся на программные; внутренние прерывания ЦП;

аппаратные, вызываемые электрическими сигналами на соответствующих входах ЦП.

Процессор может выполнять 256 типов (номеров) прерываний, каждому из которых соответствует свой вектор прерывания – двойное слово, содержащее дальний адрес (CS: IP) вызываемой подпрограммы (процедуры). Под векторы (указатели) прерываний в общем пространстве адресов памяти зарезервирована область 0 – 3FFh.

Программные прерывания

Вызываются исполнением команды INT хх.
По действиям ЦП они аналогичны дальним вызовам подпрограмм (сохранение в стеке адреса возврата – регистров CS и IP – и передача управления по указанному адресу), но имеют некоторые отличия:

1. В начале выполнения прерывания процессор помещает в стек регистр флагов и сбрасывает бит разрешения прерывания IF (Interrupt Flag).

2. Вместо адреса вызываемой подпрограммы аргументом вызова (хх) является номер вектора прерывания (0-255).

3. По окончании выполнения процедуры по инструкции IRET ЦП извлекает из стека кроме адреса возврата (инструкции, следующей за INT) и сохраненное значение регистра флагов.

Сброс бита прерывания не позволяет прервать выполнение процедуры прерывания до ее окончания или явного разрешения командой El (Enable Interrupt).

Само программное прерывание исполняется независимо от состояния флага IF. Программные прерывания позволяют легко и быстро вызывать общеупотребимые процедуры (сервисы BIOS и DOS) из любого сегмента без применения дальних вызовов.

Прерывание INT 3 (код 0ССh) обычно используется в целях отладки программ для создания точки останова.

Внутренние прерывания ЦП

Вырабатываются процессором по особым условиям:

– прерывание типа 0 вырабатывается в случае переполнения при операции деления на 0;

– прерывание типа 1 вырабатывается после выполнения каждой команды при установленном флаге трассировки TF;

– прерывание типа 4 вырабатывается по команде INTO (Interrupt Overflow), если установлен флаг переполнения OF.

Аппаратные прерывания

В отличие от программных и внутренних прерываний, могут возникать асинхронно по отношению к исполняемой программе.

Они подразделяются на маскируемые и немаскируемые. ЦП может воспринимать прерывания после выполнения каждой команды, длинные строковые команды имеют для восприятия прерываний специальные окна.

Маскируемые прерывания

Вызываются переходом в высокий уровень сигнала на входе INTR (Interrupt Request) при установленном флаге разрешения (IF=1).

В этом случае ЦП сохраняет в стеке регистр флагов, сбрасывает флаг IF и вырабатывает два следующих друг за другом (back to back) цикла подтверждения прерывания, в которых генерируются управляющие сигналы INTA# (Interrupt Acknowledge).

Высокий уровень сигнала INTR должен сохраняться, по крайней мере, до подтверждения прерывания.

Первый цикл подтверждения – холостой, по второму импульсу внешний контроллер прерываний передает по шине данных байт, содержащий номер вектора, обслуживающего данный тип аппаратного прерывания.

Прерывание с полученным номером вектора выполняется ЦП так же, как и программное.

Обработка текущего прерывания может быть прервана немаскируемым прерыванием, а если обработчик установит флаг IF, то и другим маскируемым аппаратным прерыванием.

После аппаратного сброса флаг IF сброшен – прерывания запрещены до явного разрешения.

Немаскируемые прерывания

Выполняются независимо от состояния флага IF по сигналу NMI (Non Mascable Interrupt). Высокий уровень на этом входе вызовет прерывание с типом 2, которое выполняется, как и маскируемое. Его обработка не может прерываться под действием сигнала на входе NMI до выполнения инструкции IRET.

Инструкция HALT переводит ЦП в состояние останова, из которого его может вывести только аппаратное прерывание или аппаратный сброс. В этом режиме ЦП не управляет локальной шиной.

Инструкция WAIT заставляет ЦП ожидать активного (низкий уровень) сигнала на входе TEST#.

До его появления ЦП также не управляет локальной шиной. В случае аппаратного прерывания по окончании его обслуживания ЦП снова вернется в состояние ожидания.

Проверка состояния входа TEST# используется для синхронизации с математическим сопроцессором 8087.

Интерфейс ЦП 8086 допускает наличие на своей локальной шине других контроллеров, а также позволяет строить многопроцессорные системы.

Управление шиной может передаваться от ЦП другому контроллеру по соответствующему запросу[1].

64-разрядные процессоры

Разработку 64-разрядного процессора Itanium/ Merced фирмы Intel и Hewlett-Packard начали еще в 1994 г. и в 1997 г. представили его первые технические характеристики. В настоящее время выпускаются процессоры Itanium 2 на ядре Madison с 0,13-микронной технологией, тактовой частотой до 1,5 ГГц и кэш-памятью объемом 6 Мб. На подходе новый процессор Itanium 2 на ядре Deerfield с 0,09-микронной технологией, частотой до 1,5 ГГц и кэш-памятью 6 Мб для использования в серверах.

В 2005 г. Intel планирует выпуск процессоров Itanium на ядре Montecito. Эти процессоры будут изготавливаться по 0,09-микронной технологии с размещением на одном кристалле сразу двух процессорных ядер.

Весной 2003 г. кампания AMD выпустила 64-разрядный процессор на ядре Hammer, а осенью 2003 г. кампания AMD официально объявила о выпуске 64-разрядных процессоров: – AMD Athlon 64 FX-51 для высокопроизводительных платформ, – AMD Athlon 3200+ для офисных РС;– AMD Athlon 3000+ для мобильных систем.

Рис.18 64-разрядные процессоры и их применение в принтерах, карманных PC

В настоящее время 64-разрядные процессоры Itanium 2 фирмы Intel и Opteron кампании AMD используются для создания кластеров и суперкомпьютеров (с числом процессоров до 12000!).

Все процессоры Opteron, независимо от модели, имеют кэш-память объемом 1 Мб и поддерживают два набора инструкций: традиционный 32-разрядный набор команд x86 и расширенные 64-разрядные инструкции x86-64. Это позволяет этим процессорам эффективно справляться с существующими 32-разрядны-ми приложениями, однако полностью их возможности проявляются в 64-разрядном режиме.

Для этого необходимо использовать 64-разряд-ные ОС и приложения – программы. Одной из 64-разрядных ОС является Microsoft .NET Server Beta. Поддержка 64-разрядных процессоров включена также в Windows XP sp2, Windows 2003 Server.

IBM создала ОС Monterey-64 для 64-разрядного процессора Itanium/Merced корпорации Intel.

Кампания Sun Microsystems в 2000 г. представила 64-разрядный процессор UltraSPARC IIe для встроенных коммуникационных систем.

Китайский Институт компьютерных технологий разработал 64-разрядный процессор Godson-2, работающий на частоте 500 МГц[3].

Электронная память PC

Это:

- Основная или оперативная память (Main Memory) – ОЗУ (RAM).

- Кэш-память (Cache Memory) – сверхоперативная память (СОЗУ).

- Постоянная память ROM, доступная только для чтения (Read Only Memory).

- Полупостоянная память.

- Буферная память различных адаптеров.

Рис.19 Оперативная память ПК

Используется для оперативного обмена информацией (командами и данными) между ЦП, внешней памятью и периферийными подсистемами (графика, ввод/вывод, коммуникации и т. п.).

Другое название – ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) соответствует английскому RAM (Random Access Memory) – память с произвольным доступом Произвольность доступа – это возможность операций записи /чтения с любой ячейкой ОЗУ в произвольном порядке.

Требования к основной памяти:

- большой объем – десятки и сотни мегабайт;

- быстродействие и производительность, позволяющие реализовать вычислительную мощность современных ЦП;

- высокая надежность хранения данных – ошибка даже в одном бите может привести и к ошибкам вычислений, к искажению и потере данных, иногда и на внешних носителях.

Кэш память PC

Это буфер между ОЗУ и ЦП, другими абонентами системной шины. Информация в ней не адресуема. Кэш хранит копии блоков данных областей ОЗУ, к которым происходили последние обращения, и вероятное последующее обращение к тем же данным будет обслужено кэш памятью быстрее, чем оперативной памятью. Кэш в современных компьютерах строится по двухуровневой схеме: первичный кэш L1 – внутренний у ЦП 486 и старше; вторичный кэш L2 – внешний. В Pentium Pro/ II кэш L2 в одном корпусе с ЦП.

Программное и математическое обеспечение компьютерной системы.

Классификация программного обеспечения.

Программное обеспечение - набор программ, используемых компьютером. Самое дорогое и современное аппаратное обеспечение само по себе ничего не стоит, если нет соответствующего программного обеспечения.

Программа - точная и подробная последовательность инструкций как обрабатывать информацию. В зависимости от назначения программ различают: системные, прикладные, инструментальные.

Инструментальные программы (системы программирования) служат инструментом для создания других компьютерных программ. [8]

Прикладные программы, предназначены для решения конкретных задач обработки информации, например, для создания текстовых документов и графических объектов, для расчётов, для ускорения процесса обучения, для проведения досуга (текстовый процессор, графический редактор, электронные таблицы, обучающие программы, компьютерные игры). Примеры прикладных программ:

• программы для обработки текстов – текстовые процессоры MS Word; системы распознавания текстов после сканирования FineReader; системы автоматического перевода с одного языка на другой, электронные словари Prompt 98, Lingvo и др.;

Рис.20 Классификация программного обеспечения.

• сопровождение выступлений – системы подготовки презентаций MS PowerPoint;
• программы для работы с графикой – системы обработки изображений Adobe Photoshop; системы создания изображений CorelDraw;
• программы для обработки данных – электронные таблицы MS Excel; системы управления базами данных MS Access; системы статистической обработки данных Statistika и SPSS и др.

Среди прикладного программного обеспечения можно выделить ряд направлений. Первое касается обработки текстов. Здесь самыми популярными программами являются текстовые процессоры. Программы этого класса позволяют не только вводить и редактировать текст, но и оформлять его, а также внедрять в текст графическое изображение, таблицы и другие объекты. Самым распространенным текстовым процессором является Word (продукт фирмы Microsoft). [8]

Для автоматизации процедуры ввода текстов разработаны системы распознавания текстов, которые позволяют выделить текст из полученного после сканирования изображения. Примером может служить программа FineReader.

Для работы с текстами на иностранных языках разработаны электронные словари и системы автоматического перевода с одного языка на другой, такие как Lingvo.

Следующее направление в прикладных программах связано с подготовкой специальных слайдов, демонстрируемых на мониторе компьютера для сопровождения всевозможных выступлений. Для подобных целей разработаны системы подготовки презентаций, примером может служить MS PowerPoint.

Среди программ, предназначенных для работы с графикой, можно выделить программы, в основном предназначенные для обработки готовых изображений, введенных с помощью сканера, например Adobe Photoshop. Следующий класс программ предназначен для создания высококачественных изображений. Популярным представителем является CorelDraw.

Среди систем обработки данных следует упомянуть электронные таблицы или табличные процессоры, работающие с информацией, представленной в виде таблицы, в ячейки которой можно размещать символы, цифры и формулы, производящие операции над колонками цифр. Популярным представителем является MS Excel.

Системы управления базами данных (СУБД) позволяют проводить обработку и анализ огромного массива данных, организованных в табличные структуры. В комплект программ Microsoft Office входит СУБД Access.

Разработаны специальные программы, позволяющие проводить статистическую обработку данных, например программа Statistika, SPSS.

В настоящее время компьютер активно используется для автоматизации процессов верстки электронных изданий. Программы, реализующие эту возможность, называются настольными издательскими системами. В принципе текстовые процессоры также обладают чертами издательских систем, однако профессионалы предпочитают работать со специализированными пакетами типа PageMaker.

Системы автоматизации проектирования, в основном, используются в приборостроении и архитектуре для автоматизации чертежно-графических и расчетных работ. Примером подобной системы является AutoCAD.

Для людей, занимающихся проблемами высшей математики, неоценимую услугу окажут программы, позволяющие проводить аналитические преобразования и численные расчеты. Одним из самых мощных пакетов программ этого направления считается пакет Mathematica.

Системы для автоматизации бухгалтерской деятельности сочетают в себе функции текстовых и табличных процессоров и систем управления базами данных. Они позволяют проводить облегчить процедуру подготовки и учета бухгалтерских документов, а также автоматизировать процесс подготовку всевозможных финансовых отчетов. Примером подобной программы может служить программа 1C-Бухгалтерия.

Прикладные программы часто группируются в интегрированные пакеты.

Они сочетают в себе возможность системы управления базами данных, табличного процессора, текстового редактора, системы деловой графики, а иногда и другие возможности. Как правило, все компоненты интегрированной системы имеют схожий интерфейс, что облегчает обучение работе с ними. Представители интегрированных систем – пакет Microsoft Office и его бесплатный аналог Open Office. Microsoft Office создан корпорацией Microsoft для операционных систем Windows и Apple Mac OS X. В состав этого пакета входит программное обеспечение для работы с различными типами документов: текстами, электронными таблицами, базами данных и др.

Microsoft Office является сервером OLE объектов и его функции могут использоваться другими приложениями, а также самими приложениями Microsoft Office. Поддерживает скрипты и макросы, написанные на VBA.

Стандартный выпуск пакета Microsoft Office включает следующие программы:

• Microsoft Word - многофункциональный текстовый редактор (который при случае может послужить для верстки текстов, изготовления WWW-страниц и прочего).
• Microsoft Excel — программа для создания и обработки электронных таблиц.
• Microsoft PowerPoint — программа для подготовки презентаций, включающих графические, текстовые, звуковые и даже видеоэлементы.
• Microsoft Outlook — мощнейший офисный менеджер, сочетающий в себе программу электронной почты, программу для создания и отправки факсов, Планировщик Встреч и Контактов, записную книжку и многое другое. Большинство достоинств Outlook проявляется только при работе с локальной сетью — для Интернет эта программа, мягко говоря, слабо приспособлена. [10]

Операционные системы

• графический интерфейс;
• наличие почти полного набора системных программных средств;
• приемлемая устойчивость в работе;
• упрощенная настройка и подключение новых периферийных устройств;
• многозадачность.

Эволюция операционных систем связана с эволюцией компьютерных технологий. Когда вычислительная мощность компьютеров была мала, действия над данными совершались с помощью набора команд. Эти команды обрабатывались специальной программой, находящейся в оперативной памяти. Одновременно могла обрабатываться только одна задача. С увеличением мощности компьютеров был применён объектно-ориентированный метод, когда указанному объекту и назначается действие и реализована многозадачность (кооперативная и вытесняющая).

В случае кооперативной многозадачности все запущенные приложения образовывали очередь на предмет выделения операционной системой ресурсов. Если приложение обращалось к системе чаще, чем другие, то выполнялось только оно, а остальные приложения только занимали оперативную память и замедляли работу в целом. В случае вытесняющей многозадачности ресурсы системы эффективно распределены между приложением, с которым пользователь работает непосредственно, и приложениями, работающими в фоновом режиме. Заканчивающие работу приложения вытесняются и их ресурсы предаются активным приложениям.

DOS (Dick Operating System) – 16-разрядная однозадачная операционная система обладала интерфейсом командной строки и могла работать только с 640 килобайтами оперативной памяти. С ростом оперативной памяти компьютеров и появлением программ, которым требовался для работы весь объем памяти, DOS перестала удовлетворять предъявляемым к ней требованиям.

Windows 3.0 – графическая надстройка над DOS упростила работу пользователя благодаря полноценному графическому интерфейсу. Windows 3.1 и Windows 3.11. стали следующим этапом в развитии Windows. Разработчики называли ее операционной системой, хотя в действительности она таковой не являлась, а представляла собой оболочку установленную поверх DOS. В Windows 3.х было введено несколько весьма существенных решений, которые позволили сделать работу в этой версии системы более удобной быстрой. Система включала относительную поддержку мультимедиа и работу в локальной сети, исчез пресловутый барьер 640 килобайт и компьютер мог использовать всю установленную в нѐм оперативную память. Недостатком Windows 3.х. являлось неустойчивость при выполнении дисковых операций чтения/записи в многозадачном режиме.

Windows 95 – новая 32-разрядная версия операционной системы. Ее отличала абсолютная поддержка мультимедиа, т.к. в нее был интегрирован программно-драйверный комплекс, предоставляющий приложениям Windows прямой доступ к аппаратным устройствам (звуковой карте, видеокарте и т.д.), большая стабильность, по сравнению с Windows 3.x, повысившаяся производительность, новый существенно более легкий в применении интерфейс, использование длинных имен файлов.

Windows 98 не является чем-то принципиально новым. Можно подумать, что это та же Windows 95, но с установленным Internet Explorer. Внешне версии этих операционных систем достаточно отличаются, но из "внутренних" различий следует отметить улучшенный механизм управления оперативной памятью, улучшенные средства управления Windows и восстановления после сбоев и многое другое. Windows 98 содержала массу новых программ и утилит – полный комплект программного обеспечения для работы в Интернет и утилиту конвертации файловой системы FAT 16 в новую версию FAT 32. Для работы Windows 98 комфортный объём оперативной памяти – 64 Мб. Windows 95/98 не являются в абсолютном понимании операционными системами, т.к. их работа требует установленной DOS, и загрузка системы начинается именно с загрузки DOS.

Windows ME — следующий этап в развитии семейства Windows 3.х/9х/МЕ. Она стала первой «домашней» системой, отказавшейся от поддержки DOS. В состав Windows ME вошли новая версия Internet Explorer, пакет для редактирования видео, универсальный проигрыватель, ряд новых инструментов обеспечения сохранности конфигурации и системных файлов, введена поддержка цифровых устройств ввода (цифровых фото- и видеокамер). Полный комплект Windows ME занимает на жёстком диске 400 Мб – втрое больше места, чем Windows 98, и оперативной памяти требует 96 Мб.

Windows NT/2000, следует рассматривать отдельно от Windows З.х/95/98/МЕ. Эти 32- разрядные системы являются истинными операционными системами, поскольку имеют собственное ядро загрузки. Они были разработаны для управления компьютерными сетями, являются более сложными в настройках и поддерживают собственную файловую систему — NTFS, несовместимую с FAT16/32, которую используют Windows 3.х/95/98/МЕ, отличаются высокой стабильностью работы и более высокими требованиями к ресурсам компьютера (64 Мб оперативной памяти и процессора Pentium II-300 им уже недостаточно). Однако обыкновенный пользователь, работая с программами под управлением Windows NT/2000, может и не заметить ощутимой разницы, т.к. интерфейс у этих систем, практически одинаков.

Windows XP – 32 и 64 разрядная операционная система с полностью настраиваемым интерфейсом, поддерживает запись компакт-дисков на уровне самой ОС, содержит множество новых и обновлённых программ, обеспечивает стабильность и удобство работы, но требует не меньше 256 Мб оперативной памяти, процессора с частотой не менее 800 МГц и 2 Гб дискового пространства.

Windows 7 можно считать эволюционным развитием Windows Vista, поэтому заметных для пользователя внешних различий между этими системами не так много. Главное внимание разработчиков было направлено на развитие и «шлифовку» уже выбранных решений, повышение производительности и обеспечение совместимости. Windows 7 – это общее имя для целого семейства операционных систем, ориентированных на разные задачи и различные аппаратные платформы, а поэтому выпускающихся в нескольких редакциях. В настоящее время компания Microsoft делает основной акцент на продвижение трѐх общедоступных редакций: Windows 7 Домашней расширенной, ориентированной на широкий круг домашних пользователей; Windows 7 Профессиональной, предназначенной для бизнеса; Windows 7 Максимальной, имеющей все реализованные возможности. Тем не менее, линейка систем остаётся практически той же, которая существует для Windows Vista, хотя более строгой стала иерархия: каждая более «старшая» редакция включает в себя все функциональные возможности более «младших» редакций.

Новейшая и долгожданная операционная система - Windows 8.

Windows 8, в отличие от своих предшественников — Windows 7 и Windows XP, — использует новый интерфейс под названием Metro (произносится мэ тро). Этот интерфейс появляется первым после запуска системы; он схож по функциональности с рабочим столом — стартовый экран имеет плитки приложений (сродни ярлыкам и иконкам), по нажатию на которые запускается приложение, открывается сайт или папка (в зависимости от того, к какому элементу или приложению привязана плитка). Также в системе присутствует и «классический» рабочий стол, в виде отдельного приложения. Вместо меню «Пуск» в интерфейсе используется «активный угол», нажатие на который открывает стартовый экран. Прокрутка в Metro-интерфейсе Дизайн экрана «Пуск» в Windows 8 в стиле Metro8 идет горизонтально. Также, если сделать жест уменьшения (или нажать на минус внизу экрана), будет виден весь стартовый экран. Плитки на стартовом экране можно перемещать и группировать, давать группам имена и изменять размер плиток (доступно только для плиток, которые были изначально большими). В зависимости от разрешения экрана система автоматически определяет количество строк для плиток — на стандартных планшетных компьютерах три ряда плиток. Цвет стартового экрана меняется в новой панели управления, также меняется и орнамент на заднем фоне.

Однако сразу же после релиза, компания Microsoft начала разрабатывать новую ОС, не желая останавливаться на достигнутом. В марте 2013 года в Microsoft официально подтвердили, что работают над обновлением под кодовым именем Windows Blue. В мае обновление получило официальное название Windows 8.1, также стало известно, что обновление будет бесплатным для обладателей официальных версий Windows 8. Публичная предварительная версия Windows 8.1 появилась в июне 2013 года. Windows 8 станет лишь частью масштабного обновления Blue. Апдейт затронет не только "восьмерку", но и многие другие сервисы Microsoft — "облачное" файлохранилище SkyDrive, почту Hotmail, серверную платформу Windows Server и прочие. 31 октября 2014 года Microsoft прекратила продажи компьютеров на ОС Windows 7 Домашняя. С февраля 2015 года упразднилась Windows 7 Профессиональная. Стоит отметить, что приобрести Windows 7 в качестве отдельного продукта нельзя с 31 октября 2013 года. [8]

Другие операционные системы

Следует остановиться на операционных системах других разработчиков (не Microsoft). Концепция графического интерфейса для Windows была заимствована из операционной системы MacOS компании Apple Computers. Компания Apple Computers была первой компанией, разработавшей полноценную многозадачную операционную систему для настольных компьютеров. Единственный недостаток этой системы заключается в том, что она работает на Apple-компьютерах.

Также существуют так называемые платформо-независимые операционные системы, которые работают на компьютере с процессором любой архитектуры. Операционная система OS/2 компании IBM (еще до выхода операционной системы Windows 95) была 32-разрядной, использовала вытесняющую многозадачность и собственную файловую систему HPFS. Единственным недостатком этой системы является малая доступность и дороговизна прикладного программного обеспечения, что ограничивает ее широкое применение. Компания IBM не проводила такой маркетинговой политики для своей операционной системы, как это делала Microsoft, поэтому об OS/2 известно мало.

Операционные системы семейства UNIX . Почти сразу после рождения Unix раскололся на две ветви. Ветвь как бы "прародительская", которой владеет "официальный" хозяин торговой марки Unix — Unix System Laboratory — фактически ветвь коммерческая. И проект Исследовательского института Беркли — ветвь в основном свободных (бесплатных) Unix. Linux, Solaris, SunOS, AIX, HP-UX, Dynix, SVR4/88, Bestix, Ultrix, OSF/1, Free BSD, IRIX, QNX RtP — операционные системы-клоны UNIX.

Эти системы гибко настраиваемы, изменяемы и ориентированы на сетевые решения и обеспечение работы серверов. [8]

Заключение

Основной тенденцией развития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшее расширение сфер применения компьютеров и, как следствие, переход от отдельных машин к их системам — вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций с широким диапазоном функциональных возможностей и характеристик. Наиболее перспективные, создаваемые на основе персональных компьютеров, территориально распределенные информационно-вычислительные сети ориентируются не столько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационные информационные услуги: электронную почту, системы телеконференций и информационно-справочные системы.

Информационная революция затронет все стороны жизнедеятельности. Компьютерные системы: при работе на компьютере с «дружественным интерфейсом» человек будет воочию видеть виртуального собеседника, активно общаться с ним на естественном речевом уровне с аудио- и видео-разъяснениями, советами, подсказками. «Компьютерное одиночество», так вредно влияющее на психику активных пользователей, исчезнет.

Системы автоматизированного обучения: при наличии обратной видеосвязи ученик будет общаться с персональным виртуальным наставником, учитывающим психологию, подготовленность, восприимчивость подопечного.

Торговля: любой товар будет сопровождаться не штрих-кодом, нанесенным на торговый ярлык, а активной компьютерной табличкой, дистанционно общающейся с потенциальным покупателем и сообщающей всю необходимую ему информацию — что, где, когда, как, сколько и почем [3].

Литература

1. Аппаратные средства РС. – СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1997. – 544 с.
2. Гук М. Аппаратные средства IBM РС. – СПб.:
3. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. СПб.: Питер, 2001. – 576 с.
4. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. – СПб.: Питер, 2003. – 528 с.
5. Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт ПК. – М.: Изд. дом. «Вильямс», 2004. – 1884 с.
6. Оглри Терри. Модернизация и ремонт сетей. – М.: Изд. дом. «Вильямс», 2001. – 928 с.7. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб.: Питер. 2001. – 672 с.
7. Новиков Ю.В., Карпенко Д.Г. Аппаратура локальных сетей. – М.: Изд-во ЭКОМ, 1988. – 288 с.
8. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Сетевые операционные системы. - СПб.: Питер. 2001. – 544 с.
9. Орлов С. А., Цилькер Б. Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2011. — 688.
10. Хорошевский B.Г. Архитектура вычислительных систем.: Учеб. пособие. 2-e изд., перераб. и доп. M.: Изд-во МГТУ им. H.Э. Баумана, 2008. 520 c.: ил. (Информатика в техническом университете).
11. Пржиялковский В. В., Ломов Ю. С. Технические и программные средства Единой системы ЭВМ (ЕС ЭВМ-2). — М.: Статистика, 1980. — 232 с.
12. Королев Л. Н., Структуры ЭВМ и их математическое обеспечение, 2 изд., М., 1978