Министерство связи и массовых коммуникаций
Российской Федерации
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
“Сибирский государственный университет
Телекоммуникаций и информатики”
ОДОБРЕНО
Научно-методическим советом
ГОУ ВПО “СибГУТИ”
Ректор ГОУ ВПО “СибГУТИ”
профессор______________ С.Г. Ситников
”_____”___________ 2009 г.
ДИСЦИПЛИНА
Архитектура вычислительных систем
П р о г р а м м а
Заведующий Кафедрой ВС
чл.-корр. РАН
профессор____________В. Г. Хорошевский
Новосибирск – 2009
Программа курса составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлениям подготовки бакалавра (магистра):
252800 – Информатика и вычислительная техника,
дипломированного специалиста:
654600 – Информатика и вычислительная техника.
Цель курса ”Архитектура вычислительных систем” состоит в изучении:
– основных архитектурных концепций построения средств обработки информации (от неймановских ЭВМ до параллельных вычислительных систем);
– моделей функциональной организации ЭВМ и вычислительных систем (ВС) и принципов их построения;
– канонических функциональных структур и наиболее интересных промышленных реализаций конвейерных, матричных, мультипроцессорных и распределенных вычислительных систем.
Особое внимание уделено архитектуре наиболее совершенных ВС – систем с программируемой структурой и мультиархитектуре современных суперВС.
В курсе изучаются также инженерные методы анализа производительности и надежности ЭВМ.
Содержание курса
ВВЕДЕНИЕ
Цель и задачи курса. Структура курса и его связь с другими дисциплинами. Методика изучения курса. Очерк истории вычислительной техники. Роль российских и сибирских ученых в развитии вычислительной техники. Достижения научной школы по параллельной информатике Сибирского отделения Российской академии наук. Работы сотрудников Кафедры вычислительных систем СибГУТИ в области распределенных вычислительных систем с программируемой структурой. Рекомендуемый список литературы.
Раздел 1. Предыстория вычислительной техники
Эволюция вычислительной техники. Простейшие вычислительные инструменты (абак, логарифмическая линейка). Основные этапы развития цифровой вычислительной техники: арифмометры, универсальная вычислительная машина Ч. Беббеджа, семейство машин К. Цузе. Анализ механических и электромеханических вычислительных машин.
Вычислительные машины на электронных лампах. Машина Colossus. Машина ABC (Atanasoff-Berry Computer). Принципы построения, архитектурные возможности и состав машины ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Анализ машины ENIAC.
Первые электронные вычислительные машины. Предпосылки создания ЭВМ с хранимой программой. ЭВМ M - Mark 1 (Manchester Mark 1). Машина EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator). Функциональная структура и принципы построения машины EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer). Анализ машины EDVAC.
Путь развития отечественных электронных средств вычислительной техники. ЭВМ и вычислительные системы с программируемой структурой.
Современный уровень вычислительной техники. Микропроцессоры и высокопроизводительные вычислительные системы (суперВС).