Bazele matematice, arhitecturale şi organizatorice ale calculatoarelor
Detalii
Descriere
Construită după modelul tratatelor de răsunet în branşă, lucrarea abordează o problematică fundamentală cu valabilitate perenă de la dispozitive arhaice la cele mai evoluate procesoare actuale, dar mai inserează, în manieră originală, unele exemple prin implementare a elementelor teoretice de bază în produse industriale, măsurând eficienţa acestora prin metrici de evaluare a performanţelor. Secondată de o bogată listă bibliografică, cartea îndeamnă spre o lectură instructivă a problemelor specifice arhitecturii şi organizării calculatoarelor.
CUPRINS
- SCURT ISTORIC AL CALCULATOARELOR
- CONSIDERAŢII INTRODUCTIVE
- Noţiuni fundamentale
- Componentele arhitecturale ale unu calculator
- Acşiuni ce au loc la pornirea unui calculator
- DESPRE MEMORIE
- DESPRE INTERFEŢE
- DESPRE PROCESOR. UNITATEA ARITMETICO-LOGICĂ: BAZE MATEMATICE ŞI DISPOZITIVE DE EFECTUARE A CALCULELOR
- Reprezentarea numerelor în calculator
-Reprezentarea numerelor în virgulă fixă
- Reprezentarea numerelor pozitive
- Reprezentarea numerelor de orice semn
- Reprezentarea semn-mărime
- Reprezentarea prin complement de unu
- Reprezentarea prin complement de doi
- Reprezentarea numerelor în virgulă flotantă
- Principii
- Standardul IEEE 754 pe 32 de biţi
- Standardul IEEE 754 pe 64 de biţi
- Dispozitive de adunare şi scădere
- Principii
- Dispozitive de adunare şi scădere
- Principii
- Dispozitive de adunare seriale
- Principii
- Proiectarea unui dispozitiv de adunare serial folosind bistabile J-K
- Proiectarea unui dispozitiv de adunare serial folosind bistabile D
- Avantaje şi dezavantaje ale dispozitivelor de adunare seriale
- Dispozitive de adunare paralele
- Principii
- Dispozitive de adunare “riple carry”
- Dispozitive de adunare “carry lookahead”
- Dispozitive de înmulţire
- Principii
- Sinteza unui dispozitiv de înmulţire de numere în semn-mărime secvenţial
- Sinteza unui dispozitiv de înmulţire de numere în semn-mărime combinaţional
- Dispozitive de împărţire
- Principii
- Sinteza unui dispozitiv de împărţire de numere în semn mărime secvenţial, operând cu refacerea resturilor
- DESPRE PROCESOR. UNITATEA DE REGISTRE
- Introducere
- Unitatea de registre a procesorului PD
- DESPRE PROCESOR. UNITATEA DE COMANDĂ
- Preliminarii. Paradigma von Neumann
- Elemente constitutive ale unităţilor de comandă von Neumann
- Instrucţiile procesoarelor von Neumann. Studiu de caz pe setul de instrucţii al procesorului PD
- Aspecte introductive
- Codificarea instrucţiilor
- Conţinutul instrucţiilor
- Interpretarea instrucţiilor în procesoarele von Neumann
- Aspecte introductive
- Implementarea ciclului fetch
- Implementarea instrucţiei “COPY SP, aaaa”
- Implementarea instrucţiei “JUMP aaaa”
- Implementarea instrucţiei “ADD A, @X”
- Implementarea instrucţiei “CALL aaaa”
- Implementarea instrucţiei “RET”
- Implementarea instrucţiei “OUT @aa, A”
- Capabilităţi de relaţionare a procesoarelor
- Capabilitatea de aşteptare
- Capabilitatea de cedare a magistralelor
- Capabilitatea de întrerupere
- EVALUAREA PERFORMANŢELOR PROCESOARELOR ŞI SOLUŢII DE ÎMBUNĂTĂŢIRE A LOR
- Evaluarea performanţelor procesoarelor
- Preliminarii
- Metrica “timpul de execuţie”
- Metrica “timpul CPU”
- Metrica “MIPS”
- Metrica “MFLOPS”
- Legea lui Amdahl
- Soluţii de îmbunătăţire a performanţelor procesoarelor
- Consideraţii preliminare
- Procesoare pipeline
- Conceptul pipeline
- Probleme comportate de procesarea pipeline
- Procesoare superscalare
- ILUSTRĂRI DE PRODUSE INDUSTRIALE DE MARE SUCCES
- Microconrolere de top pe 8 biţi-produsele ‘AVR128DB28/32/48/64 ale firmai Microchip
- Prezentare generală
- Setul de instrucţii
- Microcontrolere de top pe 16 biţi-produsele MSP430xxxx ale firmei Microchip
- Prezentare generală
- Chestiunea spaţiului de adrese
- Aspecte privind procesorul
- Prezentare generală
- Modurile de adresare
- Setul de instrucţii
- Microcontrolere de top pe 32 biţi-produsele STM32 ale firmei ST Microelectronics
- Prezentare generală
- Aspecte privind procesorul Arm Cortex M7 folosit în microcontrolerele STM32
- Prezentare generală
- Modelul de programare
- Setul de instrucţii
Bibliografie