МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Книга 2 Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области историко-архивоведения в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 090103 «Организация и технология защиты информации» и 090104 «Комплексная защита объектов информатизации» Орел 2009 УДК 004.3 (075) ББК 32.973 – 018.2я7 А76 Рецензенты: доктор технических наук, профессор учебно-научного комплекса «Автоматизированные системы и информационные технологии» Академии Государственной противопожарной службы МЧС России Н.Г. Топольский, доктор физико-математических наук, декан факультета «Компьютерные системы и информационные технологии» Российского нового университета А.С. Крюковский А76 Аппаратные средства вычислительной техники. <...> Книга 2: учебник для вузов / В.А. Минаев, А.П. Фисун, В.А. Зернов, В.Т. Еременко, И.С. Константинов, А.В. Коськин, Ю.А. Белевская, С.В. Дворянкин; под общей научной редакцией В.А. Минаева, В.А. Зернова, А.П. Фисуна. <...> Учебник предназначен для студентов, обучающихся по специальностям 090104 «Комплексная защита объектов информатизации», 090103 «Организация и технология защиты информации» и аспирантов, изучающих дисциплины «Аппаратные средства вычислительной техники» и «Вычислительная техника и программирование». <...> Системы и устройства вывода Контрольные вопросы РАЗДЕЛ 5 ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ Глава 16 НАНОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕМЕНТЫ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ 16.1. <...> Управление структурами вещества на основе «квантовой точки» 16.5. <...> Гибкая электроника <...>
Аппаратные_средства_вычислительной_техники_учебник_для_вузов._В_2-х_книгах._Книга_2.__Под_общей_научной_редакцией_В.А._Минаева,_В.А._Зернова,_А.П._Фисуна_(Рекомендован_УМО_вузов_Российской_Федерации).pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ОРЛОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Книга 2
Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов
Российской Федерации по образованию в области
историко-архивоведения в качестве учебника
для студентов высших учебных заведений,
обучающихся по специальностям
090103 «Организация и технология защиты информации»
и 090104 «Комплексная защита объектов информатизации»
Орел 2009
Стр.1
УДК 004.3 (075)
ББК 32.973 – 018.2я7
А76
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор учебно-научного комплекса
«Автоматизированные системы и информационные технологии»
Академии Государственной противопожарной службы МЧС России
Н.Г. Топольский,
доктор физико-математических наук, декан факультета «Компьютерные
системы и информационные технологии» Российского нового университета
А.С. Крюковский
А76 Аппаратные средства вычислительной техники. Книга 2:
учебник для вузов / В.А. Минаев, А.П. Фисун, В.А. Зернов, В.Т.
Еременко, И.С. Константинов, А.В. Коськин, Ю.А. Белевская,
С.В. Дворянкин; под общей научной редакцией В.А. Минаева,
В.А. Зернова, А.П. Фисуна. – Орел: ОрелГТУ, ОГУ, 2009. – 151 с.
ISBN 978-5-93932-313-0
Системно изложены фундаментальные знания по современным
про-цедурам обработки информации и основные принципы построения
вычислительных средств и систем. Впервые раскрыты основы
построения
и перспективы развития аппаратных средств вычислительной техники
во взаимосвязи с направлениями развития элементной базы вычислительной
техники на основе внедрения нанотехнологий.
Учебник предназначен для студентов, обучающихся по специальностям
090104 «Комплексная защита объектов информатизации»,
090103 «Организация и технология защиты информации» и аспирантов,
изучающих дисциплины «Аппаратные средства вычислительной
техники» и «Вычислительная техника и программирование». Может
быть использован студентами и аспирантами, изучающими автоматизированные
системы обработки информации и управления, информационные
телекоммуникационные системы и обеспечение их информационной
безопасности, а также будет полезен преподавателям и
специалистам этих систем.
УДК 004.3 (075)
БББК 32.973 – 018.2я7
ISBN 978-5-93932-313-0
ОрелГТУ, 2009
ОГУ, 2009
2
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ПРЕДИСЛОВИЕ
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ 4
ВНУТРЕННЯЯ КОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА
И СИСТЕМА ВВОДА-ВЫВОДА ЭВМ
Глава 14. ВНУТРЕННЯЯ КОММУНИКАЦИОННАЯ
СИСТЕМА ЭВМ
14.1. Основные понятия
14.2. Стандартный интерфейс
14.3. Классификация интерфейсов
14.4. Функциональная организация интерфейсов
14.4.1. Арбитраж информационного канала
14.4.2. Синхронизация обмена информацией
14.4.3. Координация взаимодействия
14.4.4. Обмен и преобразование формы представления информации
14.5.
Система шин
14.6. Иерархия шин
14.6.1. ЭВМ с одним видом шин
14.6.2. ЭВМ с двумя видами шин
14.6.3. ЭВМ с тремя видами шин
14.6.4. Микросхемы системной логики современных ЭВМ
14.7. Реализация стандартных шин и интерфейсов
Глава 15. СИСТЕМА ВВОДА-ВЫВОДА
15.1. Классификация систем ввода-вывода
15.2. Модули ввода-вывода
15.3. Методы управления вводом-выводом
15.3.1. Система прерываний (синхронный метод обмена)
15.4. Конструктивное исполнение модулей
ввода-вывода
15.5. Внешние устройства
15.5.1. Устройства ввода
3
11
11
11
13
15
17
17
22
24
25
25
27
28
29
29
30
37
47
47
48
50
51
53
56
58
5
6
9
Стр.3
15.5.2. Системы и устройства вывода
Контрольные вопросы
РАЗДЕЛ 5
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ АППАРАТНЫХ
СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Глава 16 НАНОТЕХНОЛОГИИ И ЭЛЕМЕНТЫ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ
ТЕХНИКИ
16.1. Основные понятия, содержание, особенности
и перспективы использования нанотехнологий
в информационной сфере
16.2. Использование нанотехнологий в решении
проблем записи и хранения информации
16.3. Управление доменной структурой вещества
с помощью электрического поля
16.4. Управление структурами вещества
на основе «квантовой точки»
16.5. Электронные наноэлементы
и наноустройства
16.5.1. Одноэлектронные транзисторы
16.5.2. Наностекла для запоминающих устройств
16.5.3. Одноэлектронные запоминающие устройства
16.5.4. Биодатчики и информационные терминалы
16.6. Практические достижения в области
нанотехнологий
16.6.1. Наносеть
16.6.2. Гибкая электроника и чип с интегрированными
наносенсорами
16.6.3. Самособирающиеся источники электропитания
16.6.4. Энергонезависимое нанозапоминающее устройство (нанопамять)
16.6.5.
Молекулярный компьютер
16.6.6. Нанотелефон
Контрольные вопросы
Литература
105
105
105
107
112
116
117
117
119
121
122
125
125
127
130
131
132
133
135
138
74
100
4
Стр.4