
- •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.
Последовательностные схемы (цифровые автоматы). Запоминающие элементы - триггеры.
Последовательные схемы – логические схемы, выходные значения которых определяются не только значениями сигналов на входах схемы в этот-же момент времени, но и зависит от предыдущих наборов в предшествующий момент.
Т
риггер
– простейший запоминающийэлемент(запоминает
1 бит).
Типы триггеров:
RS- триггер – сохраняет предыдущие состояния при нулевых входах, меняет при “1” на одном из входов.
D- триггер – запоминает состояние входа и подает на выход.
T- триггер – счетчик до 2.
TK – триггер – как RS, только меняет значение выхода на противоположное при “1” на высех входах.
Основные типы операционных элементов эвм. Шины. Организация передач между операционными элементами.
Операционные элементы – это устройства цифровой техники, которые выполняют некоторые микрооперации за один или несколько тактов. Эти устройства представляют набор логических устройств и/или элементы памяти. Для связи устройств используются управляемые шины.
Классификация логических элементов:
1. Дешифраторы (ДШ). 6. Преобразователи кодов.
2. Шифраторы (Ш). 7. Сумматоры.
3. Мультиплексоры (МП). 8. Регистры.
4. Демультиплексоры (ДМП). 9. Счетчики.
5. Схемы сравнения кодов. 10. Схема свертки.
10. Специальные операционные элементы (встречаются редко).
Элементы с 1 по 6 могут быть реализованы в виде комбинационных схем (не содержат памяти). Элементы с 5 по 10 – автоматы (автоматы – схемы с памятью).
Шина
– совокупность линий связи, объединенных
по функциональному признаку. Передача
информации может вестись, когда в
каждом разряде передается только прямое
или инверсное значение (однофазный
код). Может быть, что передача ведется
одновременно
,
(парафазный код).
Организация передач Для передачи данных в регистр используются шины, по которым передаются электрические сигналы, каждый из которых соответствует цифре двоичного разряда, передаваемого слова.
Регистры. Организация передач между регистрами. Мультиплексоры и демультиплексоры.
Регистры — последовательное логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных слов (чисел) и выполнения преобразований над ними.
Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров, число которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами.
Передача данных между регистрами осуществляется при помощи управляемой шины.
Сдвигающие регистры. Регистровые файлы.
Сдвигающие регистры- представляют собой последовательно соединённую цепочку триггеров. Основной режим работы — сдвиг разрядов кода от одного триггера к другому на каждый импульс тактового сигнала.
Параллельно-последовательный:
- Ввод осуществляется параллельно
- Вывод последовательно
Регистровые файлы -