![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Базовые функции компьютера общего назначения. Взаимодействие компьютера с информационной средой.
- •«Узость» понятия «Архитектура компьютера». Структурная организация компьютера.
- •Уровни организации компьютера.
- •Концепция фон Неймана.
- •Машина фон Неймана: принцип разработки, базовые компоненты.
- •Цикл выполнения команды: состояния; детализированный граф переходов.
- •Архитектура системы команд: основные понятия, свойства, общая характеристика.
- •Команды компьютера общего назначения: основные группы.
- •Команды компьютера общего назначения: компоненты, формат, операционная часть.
- •Символическое представление команды. Критерии выбора формата команд.
- •Адресная часть команды компьютера общего назначения. Варианты реализации.
- •Режимы адресации: непосредственный, прямой, регистровый.
- •Адресация со смещением: общие принципы, относительная адресация, адресация через регистр базы.
- •Стековая адресация: принципы реализации, виды стека, управление стеком, стек-ориентированные операции.
- •Выполнение арифметических операций в компьютере со стековой архитектурой. Полиз.
- •Адресация с индексированием: общие принципы, разновидности.
- •Базовые типы операндов: данные логического типа, строки, адреса.
- •Базовые типы операндов: числа, разрядность основных форматов, размещение в памяти.
- •Данные символьного типа: юникод.
- •Данные символьного типа: общие сведения, принципы кодирования, стандарты ascii и iso 8859, кодовые страницы.
- •Архитектура на основе общей магистрали. Характеристики системной магистрали.
- •Алгоритм функционирования системной магистрали. Взаимодействие устройств.
- •Иерархия магистралей: двух- и трехшинная архитектура.
- •Шинный арбитраж: предпосылки введения, схемы приоритетов.
- •Шинный арбитраж: алгоритмы динамического изменения приоритетов.
- •Централизованный параллельный и многоуровневый арбитраж шины.
- •Централизованный последовательный арбитраж.
- •Децентрализованный арбитраж шин.
- •Опросные схемы арбитража шин.
- •Протокол шины: понятие, виды протоколов. Транзакции синхронной шины.
- •Асинхронные протоколы шины: транзакции, тайм-ауты.
- •Пакетный режим пересылки информации. Конвейеризация транзакций.
- •Расщепление транзакций. Увеличение полосы пропускания шины.
- •Система ввода-вывода: назначение элементов, организация адресного пространства.
- •Детализированные функции модуля ввода-вывода.
- •Структурная организация модуля ввода-вывода.
- •Алгоритм обмена информацией между центральным процессором и внешним устройством.
- •Способы организации ввода-вывода. Программно управляемый ввод-вывод.
- •Команды, используемые при программно управляемом вводе-выводе.
- •Ввод-вывод по прерываниям: принципы, механизм.
- •Методы идентификации устройств, запрашивающих прерывание.
- •Векторные прерывания: принципы реализации, виды.
- •Приоритеты прерываний. Отличие последовательной обработки прерываний от обработки вложенных прерываний.
- •Контроллер прямого доступа к памяти (кпдп): состав и назначение компонентов, инициализация.
- •Алгоритм обмена на основе пдп. Буферизация данных.
- •Варианты реализации механизма пдп. Достоинства и недостатки.
- •Понятия канала ввода-вывода и процессора ввода-вывода.
- •Канальная программа. Управляющее слово канала.
- •Алгоритм функционирования канала ввода-вывода. Способы организации взаимодействия ву с каналом.
- •Режимы канала ввода-вывода.
- •Методы доступа к данным в памяти компьютера.
- •Параметры оценки быстродействия памяти.
- •Иерархическая архитектура памяти компьютера: предпосылки внедрения, принципы реализации и функционирования.
- •Локальность по обращению: виды, использование в архитектурных решениях.
- •Иерархия памяти компьютера: характеристики, описание уровней.
- •Основная память компьютера: назначение, типы запоминающих устройств, способы организации
- •Адресная организация памяти компьютера.
- •Блочная организация памяти: назначение, виды, факторы эффективности применения.
- •Расслоение памяти и чередование адресов: назначение, принцип реализации.
- •Ассоциативная память: логическая организация, функционирование.
- •Логическая и функциональная организация кэш-памяти прямого отображения.
- •Логическая и функциональная организация полностью ассоциативной кэш-памяти.
- •Логическая и функциональная организация множественно-ассоциативной кэш-памяти.
- •Алгоритмы замещения информационных блоков в кэш-памяти: назначение, виды, реализация.
- •Согласование содержимого кэш-памяти и оп. Стратегии записи в кэш-памяти.
- •Многоуровневая кэш-память. Принстонская и гарвардская архитектуры кэш-памяти.
- •Виртуализация памяти компьютеров: предпосылки внедрения, принцип реализации, виды виртуальной памяти.
- •Концепция страничной организации памяти. Взаимодействие виртуальной памяти с кэш-памятью.
- •Ограничения страничной организации памяти. Сегментация памяти.
- •Проблемы динамического распределения памяти при сегментации. Сегментно-страничная организация памяти.
- •Метод колец защиты памяти.
- •Метод граничных регистров памяти.
- •Защита памяти по ключам.
- •Концепция raid: принципы построения массивов дисковой памяти, назначение, способы реализации.
- •Дисковые массивы raid уровней 0, 1, 10: назначение, принципы реализации, свойства.
- •Дисковые массивы raid уровней 5, 6: назначение, принципы реализации, свойства.
- •Многопортовые озу и озу типа fifo.
- •Прерывания: фаза прерывания, поток данных, классы прерываний.
- •Арифметический конвейер: назначение, принципы реализации. Понятие суперконвейера.
- •Конвейерная обработка данных: предпосылки внедрения, принципы реализации, способы синхронизации ступеней.
- •Синхронный конвейер: реализация 6-ступенчатого конвейера, метрики эффективности, оценка выигрыша от внедрения.
- •Виды рисков синхронного конвейера.
- •Методы снижения приостановок конвейера.
- •Risc-архитектура: предпосылки создания, принципы реализации.
- •Risc-архитектура: средства оптимизации использования регистров.
- •Параллелизм уровня команд. Концепция vliw-архитектуры.
- •Суперскалярные компьютеры: принципы построения, структура процессора.
Адресация с индексированием: общие принципы, разновидности.
Один из разновидностей адресации со смещением.
ЕА = А + (R):
- база – поле А;
- индекс (положительное смещение относительно базы) – регистр R.
Применяется при обработке элементов массивов. Регистр R чаще всего называют индексным регистром; задается явно или подразумевается.
Принципиально не отличается от адресации через регистр базы, но адресное поле имеет бОльшую длину.
При такой адресации может быть реализована автоиндексация - автоматическая модификация содержимого индексного регистра при вычислении исполнительного адреса. Автоиндексация может быть автоинкрементной (положительное приращение) и автодекрментной (отрицательное приращение).
Базовые типы операндов: данные логического типа, строки, адреса.
Логические данные: интерпретация n-битового элемента как множества n независимых элементов. Таким образом один элемент хранит массив логических элементов. Логические операции осуществляются с отдельными битами.
Адреса рассматриваются как целые числа без знаков. Назначение адресных данных – указание расположение операндов команд в памяти. Адресные данные могут использоваться для вычисления исполнительного адреса операнда (например, сложение адресных данных при адресации со смещением).
Строковые данные – непрерывная последовательность битов, байтов, слов или двойных слов. Элементы строки – однотипные данные. Если байты байтовой строки представляют коды символов, то рассматриваемая строк – текстовая строка. Длина строки может быть очень разной. Длина строки определяется с помощью:
- использования кода ограничителя в последнем байте;
- указания в начале строки ее длины.
Базовые типы операндов: числа, разрядность основных форматов, размещение в памяти.
Числа в компьютерных системах представляются в трех формах:
- с фиксированной точкой (целые и дробные);
- с плавающей точкой (вещественные);
- в двоично-десятичной системе (BCD).
Форматы числовых данных:
- фиксированной длины – обрабатываются в АЛУ, блоке работы с числами с плавающей запятой, устройствах десятичной арифметики;
- переменной длины – обрабатываются в приложениях.
Разрядность форматов данных в IBM PC:
= Целочисленный формат (в знаковых форматах старший разряд кодирует знак числа):
- Byte Unsigned/Signed Integer – 8 бит=1 байт;
- Word Unsigned/Signed Integer – 2 байта;
- Doubleword Unsigned/Signed Integer – 4 байта;
- QuadroWord Unsigned/Signed Integer – 8 байт.
= Десятичный формат (BCD) – 80 бит;
= Вещественный формат (в знаковых форматах старший разряд кодирует знак числа):
- Single-Precision Floating Point Number – 32 бита; 8 бит для кодирования степени, целая часть – неявная (1.0), остальные биты – дробная часть;
- Double-Precision FP Number - 64 бита; 10 бит для кодирования степени, целая часть – неявная (1.0), остальные биты – дробная часть;
- Double Extended-Precision FP Number - 80 бит; 15 бит для кодирования степени, целая часть явно задается в 63м бите, остальные биты – дробная часть;
Т. к. разрядность ячейки ОП – 1 байт, а длина кодов данных – часто больше 1 байта, то последовательные октеты размещают в нескольких ячейках с последовательными адресами; для доступа к элементу данных указывается наименьший из адресов.
Порядок байтов – метод записи многооктетных кодов данных; должен быть строго определен в АСК.