Учебники к курсу

1. Гуров В.В., Чуканов В.О. Основы теории и организации ЭВМ Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2006 г., 280 с.

2. Богданов А.В., Корхов В.В., Мареев В.В., Станкова Е.Н.Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2004 г., 176 с.

3. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К.Основы микропроцессорной техники БИНОМ. Лаборатория знаний, Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2008 г., 358 с. 

4. Новиков Ю.В. Введение в цифровую схемотехнику Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 г., 344 с.

5. Гуров В.В. Архитектура микропроцессоров Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010 г., 273 с.

• Аванесян Г.Р., Лёвшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник М.: Машиностроение, 1993

• Атовмян И.О. Архитектура вычислительных систем М.: МИФИ, 2002

• Борковский А. Англо-русский словарь по программированию и информатике (с толкованиями) М.: Русский язык, 1990

• Бродин В.Б., Шагурин И.И. Микропроцессор i486.Архитектура, программирование, ин­терфейс М.:ДИАЛОГ-МИФИ,1993

• Гуров В.В. Синтез комбинационных схем в примерах М.: МИФИ, 2001

• Гуров В.В., Ленский О.Д., Соловьев Г.Н., Чуканов В.О. Архитектура, структура и организация вычислительного процесса в ЭВМ типа IBM PC М.: МИФИ, 2002. Под ред. Г.Н. Соловьева

• Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы М.: Энер­го­атом­из­дат, 1991

• Казаринов Ю.М., Номоконов В.Н., Подклетнов Г.С. и др. Микропроцессорный ком­п­лект К1810: Структура, программирование, применение М.: Высшая школа, 1990. Под ред. Ю.М. Казаринова

• Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры М.: Нолидж, 1998

• Лю Ю-Чжен, Гибсон Г. Микропроцессоры семейства 8086/8088 М.:Радио и связь, 1987

• Майоров С.А., Новиков Г.И. Структура электронных вычислительных машин Л.: Машиностроение, Ленингр.отд-ие, 1979

• Никитин В.Д., Соловьев Г.Н. Операционнные системы М.:Мир, 1989

• Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов М.: Высшая школа, 1987

• ГОСТ 15133-77. Приборы полупроводниковые, термины и определения

• ГОСТ 17021-75.Микроэлектроника, термины и определения

1.

Основные функциональные элементы ЭВМ, часть 1

Рассматриваются основные функциональные элементы ЭВМ: дешифратор, шифратор, триггерные схемы различных типов.

2.

Основные функциональные элементы ЭВМ, часть 2

Рассматриваются основные функциональные элементы ЭВМ: счетчик, регистры хранения и сдвига. Описываются их функции, внутренняя структура, временные диаграммы работы. Отмечается место и роль этих элементов при построении различных узлов и устройств ЭВМ.

3.

Арифметико-логическое устройство

Рассматриваются особенности реализации арифметико-логического устройства компьютера на примере проектирования АЛУ для умножения чисел с фиксированной запятой, заданных в прямом коде, со старших разрядов множителя.

4.

Устройство управления

Рассматриваются принципы построения схемного и микропрограммного устройств управления. Даны различные схемы реализации датчика сигнала, входящего в состав УУ. Представлена микропрограмма для управления арифметико-логическим устройством, описанным в лекции 7.

5.

Запоминающие устройства

Рассматриваются основные характеристики запоминающих устройств, их классификация, иерархическое построение запоминающих устройств современных ЭВМ, построение ЗУ заданной организации на БИС ЗУ различного типа.

6.

Режимы адресации и форматы команд 16-разрядного процессора

Рассматриваются режимы адресации 16-разрядного микропроцессора Intel-8086 и их связь с форматами команд, а также форматы и особенности реализации команд переходов.

7.

Кодирование команд (часть 1)

Рассматриваются практические вопросы, связанные с машинным представлением команд различных форматов и с различными режимами адресации операндов, с дизассемблированием команд, с оценкой влияния структуры программы на время ее выполнения.

8.

Кодирование команд (часть 2)

Рассматриваются практические вопросы, связанные с машинным представлением команд различных форматов и с различными режимами адресации операндов, с дизассемблированием команд, с оценкой влияния структуры программы на время ее выполнения.

9.

Кодирование команд (часть 3)

Рассматриваются практические вопросы, связанные с машинным представлением команд различных форматов и с различными режимами адресации операндов, с дизассемблированием команд, с оценкой влияния структуры программы на время ее выполнения.

10.

Взаимодействие основных узлов и устройств персонального компьютера при автоматическом выполнении команды. Архитектура 32-разрядного микропроцессора

Рассматриваются особенности функционирования персонального компьютера при автоматическом выполнении команды. Рассматриваются особенности 32-разрядного микропроцессора с архитектурой IA-32.

11.

Конвейерная организация работы процессора

Рассматривается конвейерная организация работы идеального микропроцессора, сравнение производительности его работы с последовательной обработкой команд, типы и причины конфликтов в конвейере и пути уменьшения их влияния на работу микропроцессора.

12.

Организация работы мультипрограммных ЭВМ

Рассматриваются основные понятия мультипрограммного режима работы ЭВМ, аппаратные и программные средства, обеспечивающие работу ЭВМ в этом режиме, показатели, характеризующие мультипрограммный режим работы, и их зависимость от коэффициента мультипрограммирования.

13.

Дисциплины распределения ресурсов и основные режимы работы мультипрограммной ЭВМ

Рассматриваются одноочередные и многоочередные дисциплины распределения ресурсов, а также основные режимы работы мультипрограммной ЭВМ.

14.

Система прерываний

Рассматриваются основные вопросы, связанные с организацией работы ЭВМ при обработке прерываний, а также особенности системы прерываний в персональной ЭВМ.

15.

Система управления памятью

Рассматриваются вопросы, связанные с распределением памяти, организацией виртуальной памяти на основе страничного распределения, а также сегментно-страничное представление памяти в персональной ЭВМ и методы сокращения времени адресного преобразования.

16.

Система управления памятью в персональной ЭВМ

Рассматриваются вопросы, связанные с распределением памяти, организацией виртуальной памяти на основе страничного распределения, а также сегментно-страничное представление памяти в персональной ЭВМ и методы сокращения времени адресного преобразования.

17.

Защита памяти в мультипрограммных ЭВМ

Рассматриваются требования к системе защиты информации, общие подходы к организации защиты памяти мультипрограммных ЭВМ, а также организация защиты памяти в персональной ЭВМ.

18.

Ввод-вывод информации

Рассматриваются вопросы взаимодействия устройств, входящих в состав ЭВМ, проблемы, возникающие при обеспечении такого взаимодействия, и пути их решения. Рассматриваются особенности программно-управляемой передачи данных между устройствами ввода-вывода и оперативной памятью, а также механизм прямого доступа к памяти. Рассматриваются основные сигналы шины ISA.

Информация о курсе В лекциях рассматриваются схемотехнические основы ЭВМ. Представлены основные устройства ЭВМ. Рассматривается взаимодействие устройств ЭВМ при автоматическом выполнении программы. Описана работа мультипрограммной ЭВМ. В курсе рассмотрены основные схемотехнические элементы ЭВМ: логические элементы, триггерные схемы, регистры, счетчики и т.д. Рассматривается организация и принципы работы запоминающих устройств, устройства управления, арифметико-логического устройства. Их анализ проводится на примерах реализации устройств, выполняющих заданные функции. Рассмотрены режимы адресации и форматы команд персональной ЭВМ с системой команд x86. Приведены основные характеристики 32-разрядного микропроцессора. Проведен анализ конвейерной организации работы микропроцессора для случая идеального конвейера и конвейера, в работе которого встречаются конфликты. Рассмотрены основные режимы работы мультипрограммной ЭВМ, характеристики ЭВМ при работе в мультипрограммном режиме, дисциплины распределения ресурсов. Описана работа системы прерывания как с классической точки зрения, так и применительно к современным персональным компьютерам. Рассмотрены вопросы, возникающие при работе системы распределения памяти. Представлен анализ классических методов защиты информации в ЭВМ и методов, поддерживаемых на аппаратном уровне в современных ЭВМ. Рассмотрена организация ввода-вывода информации, включая прямой доступ к памяти.

Цель Рассмотреть основные принципы организации вычислительного процесса в компьютере. Дать слушателю представления о том, какие устройства составляют ЭВМ и как они взаимодействуют между собой и с внешними устройствами при автоматическом выполнении программы. Представить особенности реализации этого процесса в ЭВМ с классической архитектурой и в современных персональных компьютерах.

Предварительные знания Логические, арифметические основы и принципы работы ЭВМ.

Предварительные курсы

• Логические и арифметические основы и принципы работы ЭВМ

Дополнительные курсы

• Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем

• Основы микропроцессорной техники

• Архитектура платформ IBM eServer zSeries

• Организация вычислительных систем