- •Понятие информации и ее виды; подходы к оценке количества информации. Аналоговая и дискретная форма представления информации. Единицы дискретной информации.
- •Понятие алгоритма. Операция. Программа. Команда. Укрупненная структура и принцип функционирования эвм.
- •Способы представления дискретной информации. Позиционные и непозиционные системы счисления.
- •Системы счисления, используемые в эвм - двоичная, восьмиричная, шестнадцатиричная и двоично-десятичные системы счисления.
- •Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую. Диапазон представления чисел со знаком и без знака. Точность представления числа.
- •Прямой, обратный и дополнительный коды. Выполнение операций двоичной арифметики в прямом, обратном и дополнительных кодах.
- •Представление чисел с фиксированной точкой и с плавающей запятой. Символьные данные.
- •Булевы функции одной и нескольких переменных. Функционально полные системы булевых функций. Логические операции и элементы для их выполнения.
- •Нормальные формы логических функций. Минимизация булевых функций.
- •Логические элементы и комбинационные схемы. Сложность комбинационных схем по Квайну.
- •Выполнение арифметических операций на основе функционально-полной системы логических функций. Комбинационные сумматоры и алу.
- •Последовательностные схемы (цифровые автоматы). Запоминающие элементы - триггеры.
- •Основные типы операционных элементов эвм. Шины. Организация передач между операционными элементами.
- •Сдвигающие регистры. Регистровые файлы.
- •Счетчики. Дешифраторы.
- •Основные характеристики компьютеров.
- •Быстродействие и производительность компьютеров.
- •Структура процессора простейшей базовой эвм. Назначение основных функцинальных устройств и элементов процессора.
- •Структура операционного автомата базовой эвм.
- •Выполнение команд в базовой эвм (на примере арифметической команды).
- •Выполнение команд в базовой эвм (на примере команд условного перехода).
- •Выполнение команд в эвм (на примере базовой эвм).
- •Понятие архитектуры и организации эвм. Основные элементы архитектуры.
- •Принцип программного управления.
- •Каноническая структура компьютера. Принстонская и гарвардская архитектура эвм.
- •Достоинства и недостатки неймановской архитектуры эвм.
- •Организация системы памяти. Внутренняя память процессора,
- •Организация ввода-вывода данных.
- •Структура компьютера с программно-управляемым интерфейсом.
- •Структура компьютера с общей шиной
- •Структура компьютера с каналами ввода-вывода.
- •Понятие системного интерфейса. Контроллеры внешних устройств. Параллельная и последовательная передача данных.
- •Способы адресации, используемые в эвм.
- •Способы адресации с модификацией адреса.
- •Стековая адресация. Выполнение вычислений в стековых эвм (на примере).
- •Система команд компьютера. Основные виды команд.
- •Понятие cisc и risc-архитектуры
- •Характерные особенности risc-процессоров
- •Однопрограммный режим работы компьютера.
- •Мультипрограммный режим работы компьютера.
- •Средства мультипрограммирования.
- •Функции управляющих программ операционной системы.
- •Привилегированные операции и состояния процессора.
- •Организация прерывания программ. Источники прерываний.
- •Основные сведения об организации ввода/вывода информации. Программно-управляемая передача данных и режим прямого доступа к памяти.
- •Организация синхронного обмена.
- •Организация асинхронного обмена.
- •Организация обмена по прерыванию.
- •Организация системы прерываний. Вектор прерывания. Понятие глубины прерывания. Уровни прерывания.
- •Понятие приоритета прерываний. Абсолютный и относительный приоритет. Организация обработки запросов на прерывание.
- •Программирование приоритетов по маске и по порогу.
- •Организация обмена в режиме прямого доступа к памяти. Функции контроллера пдп.
- •Принцип микропрограммного управления. Операционный и управляющий автоматы, их взаимодействие.
- •Микрооперация. Микрокоманда. Виды микрокоманд .Микропрограмма.
- •Горизонтальное кодирование микрокоманд.
- •Вертикальное кодирование микрокоманд.
- •Смешанное кодирование микрокоманд.
- •Управляющий автомат с хранимой микропрограммой.
- •Управляющий автомат с жесткой логикой.
- •Каноническая структура процессора.
- •Цикл выполнения машинных команд и его фазы.
- •Синхронный конвейер команд. Оценка его производительности.
- •Причины снижения производительности при конвейерном режиме обработки команд.
- •Способы повышения производительности при конвейерной обработке команд.
- •Структура процессора i8086. Организация конвейера команд. Регистровый файл процессора.
- •Особенности организации процессора i80286. Конвейер команд. Организация защиты памяти на аппаратном уровне.
- •Особенности организации конвейера команд в процессорах Pentium. Структура процессора. Понятие суперскалярной архитектуры.
Понятие системного интерфейса. Контроллеры внешних устройств. Параллельная и последовательная передача данных.
Интерфейс - это аппаратное и программное обеспечение (элементы соединения и вспомогательные схемы управления, их физические, электрические и логические параметры), предназначенное для сопряжения систем или частей системы (программ или устройств).
Системный интерфейс — это конструктивная часть ЭВМ, предназначенная для взаимодействия ее устройств и обмена информацией между ними. Системные интерфейсы: - параллельные; - последовательные.
Контроллер – устройство, выполняющее:
- определение обращения к данному ВУ путем сравнения адреса ВУ с адресом, поступившим на магистраль ввода/вывода;
- при совпадении адресов прием команды (по шине управления магистрали)
- исполнение команды ввода/вывода и передача между ядром и внешним устройством по шине данных самих данных (при этом контроллер управляет ВУ)
- формирование и передача по шине управления информации о завершении операции или ошибках.
Параллельная передача данных – по шине данных идут данные от разных ВУ, по шине управления - управляющие сигналы, чтобы их не перепутать.
Последовательная передача данных – по шине данных идут данные только от одного ВУ, потом от другого.
Способы адресации, используемые в эвм.
Под режимом адресации принято понимать способ формирования так называемого исполнительного адреса операнда (или результата) на основе информации, находящейся в адресной части команды.
Способы адресации:
Непосредственная (в адресном поле команды стоит сам операнд)
Неявная (в коде команды подразумевается где находится операнд в регистровой памяти процессора)
Прямая (в адресной части команды находится номер ячейки, в которой лежит операнд)
Косвенная (в адресной части команды лежит адрес ячейки, в которой лежит адрес операнда)
Относительная (адресная часть команды делится на 2 поля: адрес базы и адрес смещения. Удобна при работе с массивами и стэками, если немного модифицировать)
Базово-индексная (адресная часть: адрес базы, адрес индекса, смещение. Удобна для работы с двумерными массивами)
Способы адресации с модификацией адреса.
Базово-индексная адресация – адресация, при которой адресная часть делится на 3 части: адрес базы, адрес индекса, адрес смещения.
Относительная адресация – адресация, при которой адресная часть команды делится на 2 поля: адрес базы и адрес смещения.
+ стековая адресация (та же самая относительная)
Модификацией адреса это называется по причине суммирования кусков адресных частей.
Стековая адресация. Выполнение вычислений в стековых эвм (на примере).
Стековая адресация - подвид относительной, при котором указывается адрес вершины стека (адрес первой свободной ячейки).
При этом компом используются команды push и pop.
Push – команда занесения в стек.
Происходит запись по адресу вершины стека, потом к вершине стека прибавляется 1 (для перехода на следующую свободную ячейку).
Pop – команда чтения из стека.
Читать можно из ячейки с адресом <вершинастека + k>, но потом из вершины убирается 1, так как 1 элемент из стека мы уже прочитали.