1. Информационная система. Информация. История развития компьютера

2. Позиционные системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

3. Арифметика ЭВМ. Представление чисел в форме с фиксированной точкой.

4. Сложение в формате с фиксированной точкой. Переполнение.

5. Операция вычитания с фиксированной точкой. Дополнительный код числа.

6. Представление чисел в формате с плавающей точкой. Мантисса и характеристика числа.

7. Нормализованные и денормализованные числа. Погрешность представления числа.

8. Арифметические операции в формате с плавающей точкой.

9. Стандарт IEEE 754.

10. ФорматBCD. Представление текстовой информации ASCII

11. Алгебра логики. Переменные и константы алгебры логики

12. Законы и аксиомы алгебры логики. Логические функции

13. Конъюнкция. Дизъюнкция. Инверсия. Функционально полная система ЛФ. Функции И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Исключающее или.

14. Формы представления ЛФ. Таблица истинности. СДНФ и СКНФ. Переход от одной формы к другой.

15. Преобразование логических выражений. Склеивание. Минимизация логических функций.

16. Логический элемент. Логическая комбинационная схема. ЛЭ как физическое устройство.

17. Обратная связь. Бистабильная ячейка–триггер. RS-триггер. D-триггер. Т-триггер.

18. Синхронный триггер. Понятие о синхронизации

19. Узлы ЭВМ. Регистры. Счетчики. Сумматоры. Шифраторы и дешифраторы. Мультиплексоры. АЛУ.

20. Буферные элементы. Шинная организация современного компьютера.

21. Понятие архитектуры компьютера. Структура компьютера. Понятие о CISC и RISC.

22. Регистры общего назначения и их особенности у Intel

23. Команда. Формат команды. Классификация команд. Особенности формата команд Intel

24. Ввод-вывод: программный, по прерываниям и ПДП

25. Адресация памяти и ввода-вывода. Циклы обмена между процессором и памятью.

26. Непосредственная, прямая и косвенная адресация

27. Автоинкрементная и автодекрементная адресация.

28. Стек. Работа стека и его использование.

29. Иерархия памяти. Кэш памяти.

30. Режимы работы процессора Intel. RM, VM, PM, SMM.

31. Сегментная и страничная организация доступа к памяти.

32. Управление сегментами в защищенном режиме. Дескрипторы и дескрипторные таблицы.

33. Страничная организация – реализация виртуальной памяти.

34. Повышение производительности процессора. Конвейеризация команд и данных. Предсказание переходов. Суперскалярность. Многоядерность.

35. Понятие шины расширения. Шины PCI, PCI-X, PCI-E

36. Внешние интерфейсы ПК. Интерфейс USB

37. Устройства ввода информации. Сенсорные экраны

38. Устройства вывода информации.

1. Информационная система. Информация. История развития компьютера

Информационная система - система, предназначенная для сбора, передачи, обработки, хранения и выдачи информации потребителям и состоящая из следующих основных компонентов:

• программное обеспечение,

• информационное обеспечение,

• технические средства,

• обслуживающий персонал.

Информация наряду с материей и энергией является первичным понятием нашего мира и поэтому в строгом смысле не может быть определена.

Можно лишь перечислить ее основные свойства, например:

1. информация приносит сведения, об окружающем мире, которых в рассматриваемой точке не было до ее получения;

2. информация не материальна, но она проявляется в форме материальных носителей дискретных знаков или первичных сигналах;

3. знаки и первичные сигналы несут информацию только для получателя, способного ее распознать.

Информация – мера разрешения неопределенности.

• 1 бит (1 bit, binary digit) - Разрешает неопределенность при выборе одного из двух возможных вариантов (минимальную неопределенность).

• 1 байт (1 byte) = 8 bit - Разрешает неопределенность при выборе одного из 2⁸ = 256 вариантов

3 История компьютера

1000 – 500 до н.э. изобретен абак

1500 - Леонардо да Винчи Механический калькулятор

1642 - Блез Паскаль «Паскалина»

1822 Чарльз Бэббидж - Дифференциальная машина

1830 Чарльз Бэббидж - Аналитическая машина

1847-54 Джордж Буль - Булева алгебра

1930-е – 1940-е годы

• Норберт Винер «Кибернетика»

• Атанасофф, электронный сумматор

• Конрад Цузе Z1,Z2,Z3,Z4

• Англия Колосс, 1943

• Эккерт, Моучли ENIAC – 1946,  (Electronic Number Integrator And Computer) EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer)

• Джон фон Нейман 1945  «Предварительный доклад»

• Клод Шеннон 1948 «Математические основы теории связи»

• Лебедев С.А. 1950, МЭСМ

Первый транзистор

Первый действующий транзистор создали в 1947 году американские физики Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн в лабораториях Bell Labs.

Первая микросхема

Первая микросхема была изготовлена в компании Texas Instruments под руководством Джека Килби (JackKilby) в 1958 году (Нобелевская премия 2000 г.).

Независимо от Килби приблизительно в то же время Роберт Нойс(RobertNoyce) в основанной им вместе c Гордоном Муром (GordonMoore) и еще шестью коллегами компанииFairchildSemiconductorобъединил полупроводниковые элементы на едином кристалле кремния.

Первый микропроцессор

Первый микропроцессор выпущен в 1971 году фирмой Intel Corp.Это был Intel 4004.

Микросхема включала в себя 2250 транзисторов и имела тактовую частоту около 100 кГц.В серию 4xxxвходили и другие м/с (4001, 4002 и др.).

Мэйнфреймы

Мэйнфрейм- большой универсальный компьютер.

Доминировали системы фирмы IBM.

IBMSystem/360

IBMSystem/370

Суперкомпьютеры

Суперкомпьютер – универсальный компьютер большой вычислительной мощности.

Сегодня это обычно многопроцессорные системы или компьютерные кластеры.Cray-1 (133MFLOPS), также -2, -3, -4

Сайт «Топ-500» (www.top500.org):

Nebulae,Fermi,Sequoia,Tianhe,Jaguar, …

Первые ПК

• Altair 8800 (фирма MITS)

• Radio Shack TRS-80 (Tandy)

• Commodore PET (Commodore)

• Sinclair ZX81 (Sinclair)

• ZX Spectrum (Sinclair)

• Amiga 1000(Commodore)

Apple& IBM

Apple I выпущен в 1976 году.

Процессор 6502 (MOS Technology).

Apple II – 1977 год.

IBM PC – 1981 год.

Процессор 8088 (Intel).

IBM PC/XT – 1983 год.