- •Понятие архитектуры эвм. Эволюция универсальных эвм. Поколения эвм. Элементная база эвм.
- •Основы классификации эвм. Классификационные признаки. Принципы устройства последовательной эвм (архитектура фон Неймана). Технические показатели эвм.
- •Архитектура универсальной эвм с последовательным выполнением команд. Функциональное назначение, физические принципы действия и организация основных блоков.
- •Серия ibm-совместимых пэвм (ibm pc). Основные современные конфигурации. Технические показатели и характеристики. Другие типы аппаратных платформ пэвм.
- •Блочно-функциональное устройство персонального компьютера с магистральной организацией ( общей системной шиной ). Понятие открытой архитектуры.
- •Внутренние интерфейсы эвм. Системные и локальные шины. Контроллер шины. Иерархическая организация шин.
- •Контроллер шины
- •Основы систем счисления. Методы представления чисел и операции в позиционных системах счисления с различным основанием. Системы счисления в эвм.
- •Внутренняя организация числовых и символьных данных в эвм. Машинные форматы числовых данных пэвм. Стандарты кодировок символьной информации (ascii, unicode) и десятичных чисел (код bcd).
- •Кодировка ascii
- •Кодировка (encoding) Юникод - Unicode
- •Машинный формат с фиксированной точкой (Fixed Point Representation). Специальные коды для представления знаковых целых двоичных чисел и операций с ними(прямой, обратный, дополнительный).
- •11. Машинный формат с плавающей точкой (Float Point Representation). Параметры форматов сопроцессора intel (fpu 80x87).
- •Функционально-логическая организация микропроцессоров серии intel 80x86. Основные блоки и устройства: - назначение, функции, принципы действия. Режимы работы мп и способы адресации операндов.
- •Программная модель мп Intel (ia-32). Система регистров мп. Назначение, типы регистров. Регистры прикладного программиста. Флаги.
- •Специальные типы регистров защищенного режима мп (ia-32): управляющие, отладки, системные адресные регистры. Селекторы сегментов: - организация в разных режимах.
- •Регистровая (локальная) память мп. Сверхбыстрая буферная память. Внешний и внутренний кэш: - алгоритмы обслуживания. Стековая (магазинная) память. Fifo - буфера.
- •Специализированные процессоры. Числовой арифметический сопроцессор intel 80x87(fpu). Программная (регистровая) модель. Форматы данных. Система команд.
- •Оперативная (основная) память эвм (озу). Назначение, программная модель. Элементная база озу.
- •Системы памяти в эвм. Иерархия запоминающих устройств. Оперативная и долговременная внешняя память.
- •Типы запоминающих устройств внешней памяти эвм. Методы моделирования цифровых (двоичных) данных. Общая организация носителей данных, технические характеристики.
- •Программная модель памяти эвм. Иерархическая структура памяти. Концепция виртуальной памяти. Страничное распределение памяти.
- •21. Сегментная и страничная модели оперативной памяти (на платформе Intel). Системные адресные регистры цп, таблицы дескрипторов сегментов.
- •22.Специальные типы организации памяти: - стековая (магазинная) память, fifo-буфера. Сегмент стека, команды цп для работы со стеком
- •23. Физическая организация внешней долговременной памяти эвм (дзу). Дисковая магнитная память.
- •24. Постоянные запоминающие устройства (пзу). Базовая система ввода-вывода (bios) и ее функции. Конфигурационная память (cmos), ее свойства и назначение. Часы реального времени (rtc).
- •25. Интерфейсы пэвм. Системные и локальные шины. Интерфейсы дисковых накопителей и периферийных устройств. Стандарты и технические характеристики.
- •Интерфейс scsi
- •26. Организация взаимодействия элементов эвм под управлением цп. Цикл выполнения команд. Циклы шины. Система прерываний. Типы прерываний
- •27. Система прерываний эвм. Назначение, роль и место в общей организации управления и взаимодействия в эвм. Типы прерываний.
- •28. Обслуживание запросов внешних устройств. Аппаратные (асинхронные) прерывания. Контроллер прерываний pic. Линии запросов на прерывание - irq. Исключительные ситуации цп.
- •29. Программные (синхронные) прерывания, команды прерывания мп. Сервисы bios, как программные прерывания.
- •30. Процедуры обработчиков прерывания Таблицы дескрипторов (векторов) прерываний в защищенном и реальном режимах работы процессора intel.
- •31. Организация ввода-вывода. Принципы обмена информацией цп с внешними устройствами. Порты ввода-вывода. Устройства ввода: - клавиатура, мышь. Динамик pc.
- •32. Видеоподсистема пэвм. Принципы формирования изображений. Элементы видеоподсистемы: - монитор, видеоконтроллер, видеопамять. Видеорежимы.
- •33. Периферийное оборудование пэвм. Обзор основных устройств: - принципы действия, функциональное назначение, интерфейс с компьютером.
- •34. Системный (ассемблерный) отладчик ос ms-dos - debug. Интерактивные типы отладчиков.
- •35. Ассемблер для микропроцессоров с архитектурой intel 80x86. Общая характеристика языка, основные особенности и возможности. Инструментальные системы для разработки программ на языке Ассемблера.
- •36. Алфавит языка Ассемблер. Базовые синтаксические элементы (лексемы) языка. Предложения: - команды, директивы, комментарии. Синтаксис команд и директив. Резервированные идентификаторы.
- •37. Структура программ на языке Ассемблер. Программные сегменты. Типы, описание, назначение. Макроопределения. Специальные директивы компилятора. Определение именованных констант.
- •Include - Вложить другой файл
- •38. Форматы загрузочных (исполняемых) модулей типа *.Exe и *.Com. Загрузка программ, инициализация сегментных регистров. Префикс программного сегмента. (psp).
- •39. Типы данных Ассемблера. Константы. Директивы описания и инициализации данных, директивы эквивалентности (описания констант). Формат директив.
- •40. Директивы описания сегментов. Процедуры в Ассемблере. Вызовы и возвраты (дальние и ближние).
- •Система команд Ассемблера. Основные типы команд и их классификация. Синтаксис (формат записи) команд. Способы адресации операндов.
- •Методы адресации
- •Команды пересылки данных. Операции со стековой памятью. Арифметические команды Ассемблера. Команды пересылки данных
- •Арифметические команды
- •Логические команды. Команды сдвига. Команды прямой манипуляции с битами. Логические команды
- •44. Команды программной передачи управления. Команды переходов
- •Команды обработки строк. Префиксы повторения.
- •Организация циклов в Ассемблере. Команды управления циклами. Организация циклов
- •Режимы адресации операндов в командах Ассемблера. Косвенная адресация. Модификация адресов, и индексирование.
- •48. Команды управления состоянием микропроцессора.
- •Моделирование структурных типов данных в Ассемблере (строки, векторы, матрицы, записи, структуры). Организация обработки структурных данных.
- •Двухмерные массивы
- •Структуры
- •Описание шаблона структуры
- •Определение данных с типом структуры
- •Объединения
- •Описание записи
- •Определение экземпляра записи
- •Функциональное обслуживание устройств на уровне ос ms-dos. Прерывания dos. Программный интерфейс ms-dos - прерывание int 21h. Основные группы функций. Прерывания dos
- •Получение системной информации.
- •Символьный ввод/вывод.
- •Работа с файловой системой.
- •Управление программами.
- •Управление памятью.
- •Связь с драйверами устройств.
Понятие архитектуры эвм. Эволюция универсальных эвм. Поколения эвм. Элементная база эвм.
Архитектура компьютера определяется совокупностью ее свойств, существенных для пользователя. При этом основное внимание уделяется структуре и функциональным возможностям ЭВМ. Основные функции определяют назначения ЭВМ (обработка, хранение информации; обмен информации с внешними источниками). Дополнительные функции - это функции повышающие эффективность работы ЭВМ (удобный интерфейс пользователя, ввод/вывод данных, надежность/безопасность работы и др.)
Структура компьютера - это некоторая модель, устанавливающая состав, порядок и принципы взаимодействия компонентов ЭВМ.
Поколения ЭВМ
1. Основной признак – элементарная база, состоящая из электровакуумных ламп. Недостатки: большие габариты, большие затраты электроэнергии, большое время переключения состояний, высокая стоимость, быстрый износ.
2. Середина 50-х. Элементная база – транзистор. Это позволило уменьшить габариты, увеличить скорость и уменьшить стоимость. ЭВМ 2-го поколения производились уже серийно. Принципиальное отличие: работа с алгоритмическими языками программирования высокого уровня. Появились телетайпы для ввода и печатающие устройства для вывода информации, накопители на магнитных дисках.
3. Элементная база – интегральные микросхемы, появившиеся в 1960-х гг. В их состав были включены дисплеи, накопители на магнитных дисках, и некоторые другие элементы. ЭВМ 3-го поколения уже производились промышленно, и решались на них достаточно серьезные задачи.
4. В 1970-х гг. появились большие интегральные схемы (БИС), где на одной полупроводниковой пластине находилось несколько тысяч транзисторов. Такая высокая степень интеграции позволила создать микропроцессор (1972г). На их основе появился ПК. Кроме того, ЭВМ 4-го поколения имели цветные графические дисплеи, магнитные диски, электронные печатающие устройства.
5. ЭВМ 5-го поколения имеют элементной базой так называемые большие интегральные схемы, которые на одной пластине имеют миллионы транзисторов. Это позволило увеличить вычислительную мощность компьютера и все остальные элементы ПК должны соответствовать.
Классы современных ЭВМ:
1. Супер ЭВМ – многопроцессорный вычислительный комплекс, имеющий 64- или 128-разрядный процессор, десятки, а то и сотни гигабайт оперативной памяти; десятки, сотни терабайт ПЗУ. Единственный недостаток – высокая стоимость. Супер ЭВМ фирмы Cray стоит около 70 млн. долларов
2. Рабочая станция (Power Station) – ЭВМ, основанная на RISK-процессорах (имеют меньшую производительность, чем супер ЭВМ, но большую, чем ПК). Выпускаются серийно и предназначены для определенных задач: САПР, геоинформационных систем, систем аудио- и видеомонтажа, банковских систем. В настоящее время большинство рабочих станций работает на UNIX-подобных ОС, которые называются AIX. Стоимость рабочей станции – от 20 до 100 тыс. долларов.
3. Персональные компьютеры – предназначены для решения очень широкого класса задач. Первый персональный компьютер был выпущен фирмой Apple в 1972 году. В 1981 году появился первый ПК IBM.
В ПК IBM используется принцип «открытой архитектуры»: регламентируется и стандартизируется только принцип действия компьютера и его конфигурации. Таким образом, компьютер можно собирать из отдельных узлов, выпущенных независимыми производителями. Кроме того, в компьютер можно вставлять различные устройства, удовлетворяющие стандартам.