Современная архитектура и устройство компьютеров

Книга посвящена архитектуре и принципам работы современных цифровых устройств: компьютеров, смартфонов, облачных серверов. Подробно рассмотрены архитектуры процессоров и наборы инструкций x86, x64, ARM и RISC-V. Описано внутреннее устройство процессора, логические вентили, триггеры, регистры, конвейеры, показаны режимы адресации, обработка прерываний, представлены основы машинной логики, методы повышения вычислительной производительности процессоров. Приведен пример разработки процессора RISC-V на базе недорогой платы FPGA (ПЛИС). Описаны принципы виртуализации и технологии, лежащие в основе виртуальных машин, рассмотрены архитектурные решения для обеспечения кибербезопасности и конфиденциальности вычислений. Уделено внимание специализированным компьютерным архитектурам: облачным серверам, мобильным устройствам, процессорам для нейронных сетей и машинного обучения, блокчейна и майнинга, беспилотного транспорта. На практическом примере показаны квантовые вычисления, рассмотрены другие перспективные направления в вычислительных архитектурах. Для программистов, инженеров и системных архитекторов