1. Содержание понятия «архитектура эвм». Основные характеристики, на нее влияющие.

2. Архитектура ЭВМ - общее описание структуры и функций ЭВМ, ее ресурсов. В это описание входит:  общая конфигурация основных устройств;  основные возможности и характеристики устройств;  способы взаимосвязи основных устройств компьютера.  Ресурсы ЭВМ - средства вычислительной системы, которые могут быть выделены процессу обработки данных на определенный интервал времени. К ресурсам ЭВМ традиционно относят объем доступной памяти, процессорное время и др.  К центральным (системным) устройствам компьютера относят, прежде всего, центральный процессор, оперативную память, системную магистраль.  Периферийными устройствами компьютера являются: дисплей, клавиатура, манипуляторы - мышь, джойстик, световое перо и т.п., винчестер, дисководы для гибких и компакт-дисков, принтер, плоттер, сканер, модем и пр.  Порт - устройство, через которое периферийные устройства подключаются к системной магистрали.  При разработке принципов архитектуры компьютеров широко используется идея о разделении отдельных операций процесса решения задачи (процесса вычислений) между отдельными "специализированными" устройствами.  Когда Чарльз Бэббидж разрабатывал аналитическую счетную машину в 1830-х гг. он предположил, что для успешной работы необходимы как минимум следующие устройства (рис. 9):  устройство для обработки данных, в котором непосредственно осуществляются вычисления ("мельница);  устройство для хранения данных ("склад");  устройство для управления процессом вычислений ("контора").  "Контора" _sz ¦R>  Г  'Склад"  ~z\— "Мельница"  Рис. 9 Архитектура аналитической счетной машины с точки зрения Ч. Бэббиджа  Разработке Бэббиджа не суждено было воплотиться в действующей модели, но идеи о разделении отдельных операций процесса вычислений между отдельными "специализированными "устройствами получили дальнейшее развитие в принципах архитектуры компьютеров, традиционно называемых принципами фон Неймана (1940-е гг.). Эти принципы таковы: 

3. принцип программного управления. Все устройства работают под управлением программ. Программы состоят из отдельных шагов - команд. Последовательность команд и является программой;  принцип условного перехода. Существует возможность менять последовательность вычислений в зависимости от полученных промежуточных результатов;  принцип хранимой программы. Программы и данные к ним хранятся в одной той же памяти. Команды представляются в числовой форме и хранятся в том же ОЗУ, что и данные для вычислений. Таким образом, команды можно посылать в арифметическое устройство и преобразовывать как обычные числа. Это позволяет создавать программы, способные в процессе вычислений изменять сами себя;  принцип иерархичности запоминающих устройств - память делится на оперативную (быстрая, небольшого размера) и долговременную (большую, а потому медленную). Наиболее часто ис- пользуемые данные хранятся в быстром ЗУ сравнительно малой емкости, а более редко используемые - в медленном, но гораздо большей емкости;  - принцип двоичного кодирования - вся информация в компьютере хранится и обрабатывается в двоичном коде.  Начиная с первых ЭВМ (1940-е гг.), реализовывалась схема взаимодействия устройств компьютера, основанная на этих принципах, представленная на рис. 10. Память  (долговременная "медленная")  t I  Память  (оперативная, "быстрая") Процессор < ,, УУ < > АЛУ ( Устройства ввода) (Устройства вывода)  Рис. 10 Схема взаимодействий устройств компьютера согласно архитектуре фон Неймана:  УУ - устройство управления; АЛУ - арифметико-логическое устройство  Что касается персональных компьютеров (конец 1970-х - начало 1980-х гг.), то их основу составляет находящаяся в системном блоке системная ("материнская") плата, на которой размещены сис-темные (центральные) устройства компьютера - процессор и память (оперативная и постоянная), соединенные между собой системной шиной (информационной магистралью), к которой подсоединяются контроллеры всех периферийных устройств, подключаемых к компьютеру (см. рис. 11). При этом периферийными считаются и клавиатура, и монитор, и винчестер, и дисководы, и модем, и манипуляторы, и сканер, и видеокамера, и т.д. Дополнительные устройства, позволяющие пользователю компьютера слушать музыку, смотреть видеоролики, работать в сети и т.д., подключаются через специальные платы расширения. Невозможна работа компьютера и без таких вспомогательных (с точки зрения процесса обработки информации) устройств, как блок питания, система охлаждения и 

4. пр.  Системный блок компьютера  Системная (материнская) плата Центр альный ПРОЦЕССОР  М ат ем ают t с кий  сопроцессор Опера тивная ПЗУ — память Слоты —  расширения  Контроллер клавиатуры  XI  Жесткий диск (винчестер)  Системная магистраль (шина данных + адресная шина+шина управления) Адаптер портов  Контроллеры доп. устройств  Адаптер монитора  Контроллеры дисков  Дисководы для гибких дисков, компакт-дисков  Монитор  Клавиатура  Устройства, подключаемые через порты (принтер, мышь, джойстик и т.д.)  Доп. устройства (стриммер, модем, сканер и т.д.)  Рис. 11 Схема архитектуры персонального компьютера Примечание. Адаптер монитора (видеоадаптер) часто также располагается на системной плате. 

5. Однопроцессорные ЭВМ. CISC-компьютеры.

6. Однопроцессорные ЭВМ. RISC-компьютеры.

7. Однопроцессорные ЭВМ. SIMD-компьютеры.

8. Однопроцессорные ЭВМ. Отличие матричной и векторно-конвейерной архитектур.

9. Многопроцессорные ЭВМ. MISD-компьютеры.

10. Многопроцессорные ЭВМ. MIMD-компьютеры.

11. VLIW – процессоры.

12. Процессоры: функции и основные параметры.

13. Структурная схема процессора. Виды процессоров. Фазы работы ЦП.

14. Центральное управляющее устройство: назначение и классификация.

15. Арифметико-логическое устройство. Методы повышения его быстродействия.

16. Организация памяти в ЭВМ.

17. Аппаратные средства ПК.

18. Структура и назначение оперативной памяти ЭВМ.

19. Методы управления ОП с использования внешней памяти.

20. Организация виртуальной памяти.

21. Методы управления ОП без использования внешней памяти.

22. Свопинг.

23. Методы повышения пропускной способности ОП.

24. Типовая структура КЭШ-памяти и способы размещения в ней данных.

25. Системы внешней памяти.

26. Система прерываний в ЭВМ. Ее характеристики.

27. Программно-управляемый приоритет прерывающих программ.

28. Подсистема ввода-вывода. Принципы ее организации.

29. Интерфейсы ввода-вывода. Их классификация.

30. Типы и характеристики стандартных шин.

31. Периферийные устройства.

Рассмотрено на заседании ПЦК преподавателей профессионального цикла по направлению подготовки «Электро- и теплоэнергетика» «___» _____________2014г. Протокол №________ Председатель ______________________ Т.Н. Масленникова

УТВЕРЖДАЮ Зам.директора ______________________ П.А. Стифеева «___» ____________ 2014 г.

Перечень

практических заданий к экзаменационным билетам

по учебной дисциплине «Вычислительная техника»

для студентов групп ЭМ-12 и ЭМ-21

специальности 140448

Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического электрооборудования (по отраслям)

1. В кодировке Unicode на каждый символ отводится 2 байта. Определите информационный объем слова из двадцати четырех символов в этой кодировке.

2. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8. При этом информационное сообщение уменьшилось на 480 бит. Какова длина сообщения в символах?

3. Объем информационного сообщения 12 288 битов. Выразите его объем в байтах.

4. Переведите числа из десятичной формы в двоичную и выполните арифметические операции с двоичными числами: 1) (23)₁₀ + (22)₁₀ = ? 2) (23)₁₀ - (13)₁₀ = ? .

5. Переведите числа из десятичной формы в двоичную и выполните арифметические операции с двоичными числами: 1) (12)₁₀ * (7)₁₀ = ? 2) (24)₁₀ - (16)₁₀ = ? .

6. Перевести числа из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную форму: (9A5F)₁₆ = (?)₂ ; (AB9)₁₆ = (?)_2.

7. Перевести числа из восьмеричной системы счисления в двоичную форму: (557)₈ = (?)₂ ; (364)₈ = (?)₈ .

8. С

   х1 х2 х3

   оставить логическое выражение согласно логической схеме.

9. Составить таблицу истинности логической функции: .

10. С

    х1 х2 х3

    оставить логическое выражение согласно логической схеме.

11. Составить логическую схему по заданной аналитической записи F(A,B,C) = .

12. Составить таблицу истинности логической функции: .

13. Составить логическую схему по заданной аналитической записи F(A,B,C) = .

14. Составить таблицу истинности логической функции: .

15. Составить логическую схему по заданной аналитической записи F(A,B,C) = .

16. Составить таблицу истинности логической функции: .

17. Составить логическую схему по заданной аналитической записи F(A,B,C) = .

18. Составить таблицу истинности логической функции: .

19. Составить логическое выражение согласно логической схеме.

х1 х2 х3

х1 х2 х3

20. Составить логическую схему по заданной аналитической записи: F(A,B,C) = (¬A & ¬B &¬C) V (A V B & C).

21. Составить логическое выражение согласно логической схеме.

22. Составить логическую схему по заданной аналитической записи: .

23. Перевести числа из восьмеричной системы счисления в двоичную форму и найти их разность: (574 )₈ = (?)₂ ; (235)₈ = (?)₂.

24. Составить логическую схему по заданной аналитической записи: F(A,B,C) = ¬(B V ¬C & (A V B)).

25. Перевести числа из восьмеричной системы счисления в двоичную форму и найти их сумму: (574 )₈ = (?)₂ ; (235)₈ = (?)₂.

26. Составить логическую схему по заданной аналитической записи: F(A,B,C) = (A &¬ B) V A &¬ C.

27. Составить логическую схему по заданной аналитической записи: F(A,B,C) = (¬A V¬ B & C) & (A V B & C).

28. Составить логическую схему по заданной аналитической записи: F(A,B,C) = (B &¬ C) V¬ A & B.

29. Перевести числа из восьмеричной системы счисления в двоичную форму: (574 )₈ = (?)₂ ; (235)₈ = (?)₂.

Преподаватель ___________ Т.Н. Масленникова