- •Теоретические вопросы: Вопрос № 1 Состав электронно-вычислительных машин. Структурная схема. Назначение узлов и блоков эвм. Характеристики эвм.
- •Вопрос № 2 Интерфейсы пэвм ibm классификация интерфейсов. Дать определение шин. Охарактеризовать шины в зависимости от их назначения, разрядности и направленности.
- •Вопрос № 4 Структурная схема материнской платы пэвм «Агат». Назначение узлов и блоков. Характеристика интерфейса.
- •Встроенный интерфейс ввода-вывода
- •Назначение узлов и блоков
- •Принцип работы
- •Технические характеристики
- •Вопрос № 5 Управление вычислительным процессам в эвм. Взаимодействие устройств эвм. Характеристика машинных команд.
- •Вопрос № 6 Составить схему асинхронного триггера r-s типа. Пояснить принцип ее действия в зависимости от состояния входных сигналов. Привести условное обозначение триггера r-s типа.
- •Р исунок 3. Электрическая схема, временные диаграммы и условное графическое обозначение однотактного асинхронного триггера построенного на логических элементах и-не.
- •Вопрос № 7 Структура машинных команд эвм. Назначение составляющих машинных команд. Характеристика одноадресных и двухадресных команд. Алгоритм работы процессора при их обработке.
- •Вопрос № 8 Рассказать о системах счисления. Дать определение основания систем счисления. Правила перевода из одной системы счисления в другую. Перечислить достоинства и недостатки.
- •Вопрос № 9 Адресация информации и обработка адресов в эвм. Непосредственная, прямая регистровая, косвенная, индексная, относительная, адресация.
- •Вопрос №15. Устройство управления эвм. Структурная схема. Назначение узлов.
- •Вопрос №19. Арифметико-логическое устройство эвм. Обобщенная структурная схема алу. Классификация алу.
- •Вопрос №21. Операционный блок для сложения и вычитания двоичных чисел с фиксированной точкой. Назначение узлов и блоков. Алгоритм выполнения операций сложения и вычитания.
- •Вопрос №22. Оперативные запоминающие устройства на основе интегральных схем. Условное обозначение и структурная схема зу, организация поиска информации.
- •Вопрос №23. Операционный блок для умножения двоичных чисел с фиксированной точкой. Назначение узлов и блоков. Алгоритм выполнения операции умножения.
- •Вопрос №24. Структурная схема материнской платы ibm pc. Назначение узлов и блоков, принцип действия.
- •Вопрос №25. Операционный блок для деления двоичных чисел с фиксированной точкой без восстановления остатка. Назначение узлов и блоков. Алгоритм выполнения операции деления.
- •Вопрос №26. Схема управления режимами работы в пэвм «Агат». Назначение узлов и блоков, схемы, принцип действия.
- •Вопрос №27. Операционный блок для деления двоичных чисел с фиксированной точкой с восстановлением остатка. Назначение узлов и блоков. Алгоритм выполнения операции деления.
- •Вопрос №28. Статическая и динамическая память. Основное назначение сверхоперативного запоминающего устройства и кэш памяти. Характеристика кэш памяти.
- •Вопрос №29. Операционный блок десятичного сумматора. Структурная схема. Назначение узлов и блоков. Последовательность микроопераций при выполнении схемой алгоритма сложения и вычитания чисел.
- •Вопрос №30. Система прерываний микропроцессора. Алгоритм работы микропроцессора при обработки сигналов маскируемого и немаскируемого прерываний.
- •Вопрос №31. Структура операционных блоков для операций над двоичными числами с плавающей точкой. Структурная схема операционного блока выравнивания порядков двоичных чисел с плавающей точкой.
- •Вопрос №32. Микропроцессоры. Адресация и структура команд. Назначение регистров общего назначения и специальных регистров.
- •Вопрос№33. Дополнительный код положительных и отрицательных чисел. С какой целью он используется в эвм. Представление чисел в эвм с фиксированной точкой и плавающей точкой.
- •Вопрос№34. Архитектура современных пэвм. Логическая структура. Назначение узлов и блоков. Характеристика внутреннего и внешнего интерфейса.
- •Вопрос№35. Взаимодействие процессора и запоминающего устройства в процессе выполнения программы. Рассмотреть различные варианты машинных команд
- •Вопрос№37 Персональная эвм. Логическая структура. Назначение узлов и блоков. Характеристика внутреннего и внешнего интерфейса.
- •Вопрос №38. Правила перевода целых и дробных чисел из 10-й системы счисления в 2-ю, 8-ю, 16-ю и из 2-й, 8-й, 16-й в 10-ю систему счисления.
- •Вопрос №39. Поколения эвм. Идентичность и различие эвм всех поколений. Основные характеристики и особенности каждого поколения.
- •Вопрос№40. Распределение адресного пространства пэвм «агат» по функциональному назначению. Алгоритм работы процессора после включения питания.
- •Вопрос№42. Схемное и микропрограммное управление по эвм. Характеристики, достоинства и недостатки схемного и микропрограммного управления.
- •Вопрос№48. Архитектура процессоров, разработанных с использованием суперскалярной технологии. Алгоритм выполнения процессором двух команд одновреммено.
Архитектура ЭВМ
Теоретические вопросы: Вопрос № 1 Состав электронно-вычислительных машин. Структурная схема. Назначение узлов и блоков эвм. Характеристики эвм.
Электронно-вычислительная машина состоит из многих частей. Самые важные (без них компьютер не получится) это: процессор, оперативная память, ПЗУ (BIOS), ВЗУ (жёсткий диск). Также не маловажны устройства ввода/вывода (клавиатура, монитор, принтер и др.). Все эти выше упомянутые устройства (элементы) крепятся или подключаются к материнской плате, на которой имеются специальные (PS\2,COM,LPT, слоты для процессора и ОЗУ) или универсальные выводы (USB, слоты PCI). Информация передаётся на выводы через контроллер ввода/вывода, который контролирует потоки информации. С ним же соединён BIOS, который хранит все настройки машины. На этот контроллер информация приходит по шине (интерфейсу) ввода/вывода, которая подключена к контроллеру памяти. Интерфейс вв/выв соединяет центральную часть машины с внешней.
К контроллеру памяти подключены основные части машины: ОЗУ, графический порт и через шину процессора подключен центральный процессор.
Рисунок 1. Структурная схема современной ЭВМ.
ЭВМ характеризуется различными параметрами, такие как:
объём внутренней памяти (байты, регистры) – влияет на производительность и быстродействие машины
объём оперативной памяти (байты, Кбайты…) – влияет на производительность и быстродействие машины, на разрядность шины адреса.
количество способов адресации
количество выполняемых операций – влияет на способность выполнять больше операций
пропускная способность (разрядность) различных шин – влияет на производительность и быстродействие машины
тактовая частота процессора – влияет на производительность и быстродействие машины
Вопрос № 2 Интерфейсы пэвм ibm классификация интерфейсов. Дать определение шин. Охарактеризовать шины в зависимости от их назначения, разрядности и направленности.
Шина – канал связи, по которому внутри ПК передаётся информация. В ЭВМ различают несколько основных типов шин:
Шина процессора
Шина памяти
Шина ввода/вывода – основная системная шина
Локальная шина
Шина процессора используется для передачи информации между микропроцессором и Кэш-памятью. Шина работает на той же тактовой частоте, что и микропроцессор. Для определения скорости передачи данных по шине процессора надо умножить ширину (разрядность) на тактовую частоту шины (она равна тактовой частоте микропроцессора). Например: 64 МГц * 64 бит = 4224 Мбит/с, 4224Мбит/с : 8 = 528 Мбайт/с. Эта скорость также называется полосой пропускаемости шины. Примеры шин процессора в различных типах ЭВМ: В ЭВМ с 486-ым микропроцессором шина процессора содержит 32 линии адреса, 32 линии данных и несколько линий управления. В ПК с микропроцессором Pentium – 64 линии данных, 32 линии адреса и соответствующее количество линий управления.
Шина памяти предназначена для передачи информации между оперативной памятью и микропроцессором. Для её построения используют специализированные микросхемы, осуществляющие передачу информации между микросхемами МП и ОП. Информация по этой шине передаётся с меньшей скоростью, чем по шине процессора, так как микросхемы памяти не могут записывать и воспроизводить информацию с такой скоростью как МП.
Шина ввода/вывода предназначена для передачи информации между центральной частью (МП, ОЗУ…) и внешней частью ЭВМ (внешние уст-ва). Эта шина «медленней», чем предыдущие две. Это объясняется тем, что внешние устройства содержат механические узлы, значительно снижающие их быстродействие. Управление процессом обмена данными по шине ввода-вывода осуществляет периферийный процессор (контроллер) ввода-вывода. Примеры типов шин вв/выв: ISA, EISA…PCI.
Локальная шина предназначена для передачи информации между ЭВМ и каким-то одним типом периферийного устройства. Например: под видеокарту на материнской плате используют только один тип интерфейса и слот, в который кроме видеокарты больше ничего нельзя вставить. Этот интерфейс локальный и имеет своё название AGP 8х.
Вопрос № 3
Классификация и характеристики запоминающих устройств ЭВМ. Внутренняя, внешняя и постоянная память. Иерархическая структура запоминающих устройств. Пояснить принцип работы запоминающих устройств в зависимости от назначения.
В ЭВМ представлены несколько видов ЗУ: внутренняя, оперативная, внешняя и постоянная память. Внутренняя память самая быстродействующая, объём гораздо меньше, чем объёмы других ЗУ. В современных ПК внутренняя память является частью микропроцессора и называется Кэш-памятью. Внутренняя память энергозависима, т.е. после отключения питания память очищается. Данный вид ЗУ в процессе работы ЭВМ хранит наиболее используемые части программы. Оперативная память менее быстродействующая, чем КЭШ. Объёмы данного вида ЗУ в несколько раз больше, чем объёмы КЭШа. ОП способна хранить целиком всю программу (если размер программы «умещается» в размер ОП). Также как и КЭШ энергозависима. Является отдельной микросхемой, которая вставляется специальный слот на материнской плате. Внешняя память ещё менее быстродействующая, чем остальные. В отличие от других типов ЗУ энергонезависима, т.е. хранит информацию после отключения питания. Внешними называются запоминающие устройства не входящие в состав центральной части ЭВМ (информационной системы). К ним относятся накопители информации и некоторые устройства чтения с машинных носителей (CD-ROM).В большинстве случаев носитель информации является сменным, что позволяет накапливать информацию в неограниченном объеме. Во всех случаях запись и чтение осуществляются на движущийся носитель (кроме Флэш-памяти). Постоянная память также энергонезависима. Память только для чтения! В современных ЭВМ постоянной памятью является BIOS, которая хранит программу загрузчика ОС, а также все настройки системы.