Архитектура компьютера в COA: понимание ЦП, памяти, устройств ввода-вывода и системной шины

Архитектура компьютера объясняется с помощью следующих временных меток:
0:00 — Архитектура компьютера в книге «Организация и архитектура компьютера»
0:11 — Основы архитектуры компьютера
3:24 — Центральный процессор
7:37 — Память
9:53 — Ввод-вывод
10:11 — Системная шина

Архитектура компьютера объясняется с помощью следующих схем:
0. Организация и архитектура компьютера
1. Архитектура компьютера
2. Основы архитектуры компьютера
3. Центральный процессор (ЦП) в архитектуре компьютера
4. Память в архитектуре компьютера
5. Устройства ввода-вывода в архитектуре компьютера
6. Системная шина в архитектуре компьютера

Подробная программа курса «Организация и архитектура компьютера» по главам выглядит следующим образом:

Глава 1. Введение в архитектуру компьютера:    • Introduction to Computer Architecture  
Архитектура компьютера, архитектура фон Неймана, гарвардская архитектура, сравнение архитектуры фон Неймана и Гарвардская архитектура, классификация Флинна, архитектура RISC и CISC, компьютеры с прямым и обратным порядком байтов, примеры интерфейса памяти, регистры компьютера, организация регистров в компьютере, доступ к общей шине в компьютере, примеры использования регистров компьютера

Глава 2. Инструкции компьютера:    • Instructions of Computer  
Форматы инструкций, примеры использования форматов инструкций, цикл инструкций, временные характеристики и блок-схема цикла инструкций, диаграмма переходов состояний в цикле инструкций, типы инструкций, режимы адресации в компьютере, примеры использования режимов адресации в компьютере, примеры использования выполнения инструкций.

Глава 3. Блок управления:    • Control Unit of Computer Architecture & Or...  
Время выполнения процессора, средний CPI процессора и MIPS, примеры производительности процессора,
Параметры производительности процессора, закон Амдаля, микрооперации инструкций, аппаратно реализованный блок управления, схема Уилкса для микропрограммного блока управления, микропрограммный блок управления, сравнение аппаратно реализованного и микропрограммного блоков управления, программирование Nano, формат микрокоманд, примеры формата микрокоманд, примеры блока управления, организация регистров в RISC-процессоре,

Глава 4. Конвейеризация:    • Pipelining in Computer Architecture and Or...  
Конвейеризация в компьютере, параметры конвейеризации, структурные Опасности конвейеризации, Опасности данных в конвейеризации, Опасности управления в конвейеризации, Примеры конвейеризации, Примеры опасностей конвейеризации, CPI и ускорение конвейеризации с учетом опасностей.

Глава 5. Исполнительный модуль:    • Execution Unit of Computer Architecture an...  
Знаковое представление данных и диапазон знаковых чисел в компьютере, Примеры представления чисел, Нормализация чисел с плавающей точкой, Представление чисел с плавающей точкой одинарной точности в формате IEEE 754, Представление чисел с плавающей точкой двойной точности в формате IEEE 754, Экстремальные случаи представления чисел с плавающей точкой в ​​формате IEEE 754, Примеры чисел с плавающей точкой, Полусумматор и Полный сумматор, Сумматор со сквозным переносом, Сумматор с предпросмотром переноса, 4-битный сумматор-вычитатель, Алгоритм Бута, Примеры алгоритма Бута, Алгоритм деления с восстановлением, Алгоритм деления без восстановления.

Глава 6. Системная шина:    • System Bus in Computer Architecture and Or...  
Основы системной шины, направление системной шины и взаимодействие с периферийными устройствами компьютера, методы борьбы за доступ к шине и арбитража шины, каскадное подключение, методы борьбы за доступ к шине с помощью опроса и независимого запроса.

Глава 7. Организация ввода-вывода:    • IO Organization in Computer Architecture a...  
Организация ввода-вывода, программируемый ввод-вывод, ввод-вывод по прерываниям, прямой доступ к памяти (DMA), примеры использования DMA.

Глава 8. Память:    • Memory in Computer Architecture and Organi...  
Организация памяти в компьютере, локальность ссылок, пространственная и временная локальность, среднее время и скорость доступа к памяти, примеры среднего времени и скорости доступа к памяти, организация кэш-памяти, прямое отображение адресов в кэш-памяти, полностью ассоциативное отображение адресов в кэш-памяти, наборно-ассоциативное отображение адресов в кэш-памяти, стратегии замены в кэш-памяти, методы обновления в кэш-памяти, метод сквозного обновления в кэш-памяти, метод обратной записи в кэш-памяти, многоуровневая кэш-память, типы промахов в кэш-памяти, примеры отображения кэш-памяти, примеры многоуровневой кэш-памяти, примеры конфликтных промахов в кэш-памяти.

Канал Engineering Funda посвящен инженерии и технологиям. Это видео — часть проекта «Организация и архитектура компьютеров».

#АрхитектураКомпьютеров #ОрганизацияКомпьютеров #СистемнаяШина @EngineeringFunda