Autori: Lucian Vintan, Adrian Florea
An aparitie: 2000
Ce prezinta lucrarea?
Aceasta carte se constituie intr-un efort de prezentare a unor aspecte aferente vastei problematici a microarhitecturilor de procesare a informatiei, din cel putin trei puncte de vedere „intersectate”: formativ, informativ si aplicativ. Se considera ca necesitatea unei asemenea carti este imediata in contextul societatii informationale spre care ne indreptam.
In particular pentru Romania, cu atat mai mult este de dorit o intelegere profunda a faptului ca – printre altele – o viata mai buna este posibila numai printr-o maturizare a domeniului „electronicii si calculatoarelor” si, in consecinta, a cresterii complexitatii proiectelor ingineresti autohtone. Acesta este si mesajul esential al cartii prezentate.
Se subliniaza acest lucru pentru ca, din pacate, mai exista unele opinii care considera ca „aplicatiile hardware” performante nu mai sunt posibile in Romania de azi, uitand ca, daca singurele „output-uri” vizibile utilizatorului aplicatiei sunt reprezentate de monitorul video sau de imprimanta, complexitatea inginereasca este fatalmente extrem de limitata si ca urmare, beneficiul social, la fel.
Iar apoi, nu este rau sa fie clar pentru toata lumea, faptul ca nici un algoritm sau program nu ruleaza prin eforturile magice ale vreunui dracusor fantomatic, chiar daca, vrand – nevrand, nociva disjunctie „hardware-software” („tehnologie-concept”) tine, cateodata, locul naturalei fuziuni.
Ca si contra-balansare la acest gen de „opinii” pesimiste, subliniem faptul ca tehnologiiile de proiectare automata in microelectronica („EDA Techniques”) cu performante practic sincronizate cu nivelul mondial, sunt accesibile acum pe scara larga si la noi. Ele se constituie in suportul tehnologic principal al arhitecturilor si aplicatiilor dedicate („embedded”), atat de necesare si diverse azi, cand vorbim de informatica si electronica „domestica”, personalizarea aplicatiilor, control automat si robotica etc.
In capitolul 1 se prezinta elementele esentiale ale arhitecturii microcontrolerelor – instrumente importante ale dezvoltarii de arhitecturi si aplicatii dedicate.
Capitolele 2 si 3 fac o trecere in revista a principalelor caracteristici hardware-software ale actualei generatii de microprocesoare, de la ierarhizarea sistemului de memorie pana la optimizarea de cod.
Capitolul 4 prezinta un studiu de caz axat pe moderna arhitectura HSA (Hatfield Superscalar Architecture). Se prezinta aici, in premiera la noi in tara credem noi, principiile moderne ale optimizarii statice de cod, pe baza unor exemple sugestive.
La fel, capitolul 5 prezinta succint noua arhitectura Intel pe 64 de biti IA-64, al carui prim procesor comercial se va numi „Itanium”.
Capitolul 6 este unul „de forta”, poate cel mai drag autorilor, in care, pe baza unei extrem de laborioase cercetari si cugetari bibliografice, s-a incearcat predictionarea caracteristicilor hard-soft ale urmatoarei generatii arhitecturale de microprocesoare comerciale.
Capitolul urmator, al 7-lea, are drept scop justificarea faptului ca arhitectura calculatoarelor se constituie intr-un domeniu viu si fascinant, posibil a fi investigat de fiecare dintre noi.
In capitolul 8 se prezinta cateva aspecte privind arhitectura sistemelor multiprocesor, incluzand modelele de performanta si problemele de coerenta si sincronizare implicate. Capitolele 9 si 10 sunt dedicate propunerii si rezolvarii de probleme.
Aceasta lucrare nu ar fi putut sa apara fara eforturile admirabile ale d-lui prof.dr.ing. Gh. Toacse – initiatorului si contractorul programului de cooperare academica TEMPUS JEP AC -13559/98 „RESUME”, prin care s-a finantat aparitia cartii.
Structura cartii
1. Arhitectura microcontrolerelor
- Introducere in problematica
- Arhitectura familiei 80C51
- Organizarea memoriei
- Modurile de adresare
- Tipuri de instructiuni
- Arhitectura interna
- Structura interfetelor de intrare / iesire
- Magistrala de interconectare – I2C
- Magistrala access.bus
- Placa de dezvoltare DB-51
2. Arhitectura microprocesoarelor actuale
- Modelul de microprocesor scalar RISC
- Microarhitecturi cu executii multiple ale instructiunilor
- Optimizarea programelor obiect. Tehnici moderne de procesare
3. Arhitectura sistemului ierarhizat de memorie
- Memorii cache
- Memoria virtuala
4. O microarhitectura moderna reprezentativa: HSA
- Introducere
- Arhitectura HSA. Componente principale
- Optimizarea statica a programelor
- Introducere
- HSS in contextul actual
- Mecanismul de reorganizare si optimizare
5. Procesorul IA-64: intre evolutie si revolutie
6. Arhitectura microprocesoarelor, incotro?
7. Simularea unei microarhitecturi avansate
- Introducere
- Principiile implementarii software
- Interfata cu utilizatorul. Crearea resurselor
- Interfata cu utilizatorul. Nucleul functional al programului
8. Arhitectura sistemelor multiprocesor
- Definiri. Clasificari
- Arhitecturi consacrate
- Granularitate si comunicare
- Modele analitice de estimare a performantei
- Arhitectura sistemului de memorie
- Definirea problemei
- Protocoale de asigurare a coerentei cache-urilor
- Sincronizarea proceselor
- Atomizari si sincronizari
- Consistenta variabilelor partajate
- Metode de interconectare la magistrale
- Tansputere in SMM
- Elemente privind implementarea sistemului de operare