1.6. Взаимодействие программ пользователя с внешними устройствами

Задать формулировку общих требований к программному интерфейсу.

1.7. Демонстрация возможностей взаимодействия cpu с внешними устройствами

Указать требования к программам, демонстрирующим особенности взаимодействия CPU с внешними устройствами и задать перечень демонстрируемых функциональных возможностей. Предлагается сформулировать следующие требования к двум прикладным программам. Первая программа создается с помощью языка Си для демонстрации возможностей взаимодействия с клавиатурой в среде операционной системы MS DOS. В программе необходимо инициировать переменные, используемые для описания начального положения курсора. Для перемещения символа ‘*’ в пределах заданного на экране монитора прямоугольного окна необходимо использовать клавиши, обозначенные символами ←, ↑, →, ↓ (стрелки). Рекомендуется в программе использовать средства прерывания (int21h). Вторая программа создается с помощью языка С++ для демонстрации возможностей вывода изображений на экран монитора в среде операционной системы WINDOWS.

1.8. Интерфейс Win32 api

Указать требования к программному интерфейсу и правилам вызова сервисов.

Второй раздел содержит описание воплощения классической принстонской модели ЭВМ и оценку производительности базового варианта ЭВМ. В данном разделе необходимо представить описание перечня компонентов и привести изображение регистровой модели ЭВМ. Рекомендуется использовать классическую модель принстонской ЭВМ, архитектура которой обозначается аббревиатурой ОКОД. Совокупность символов ОКОД обозначает модель ЭВМ с одиночным потоком команд и одиночным потоком данных. Необходимо разработать обобщенный алгоритм функционирования ЭВМ и представить его в виде графической схемы алгоритма (ГСА), а также представить функциональную схему устройства управления, реализующую данный алгоритм (на уровне регистровых передач).

При разработке обобщенного алгоритма функционирования ЭВМ необходимо выделить основные процедуры, используемые для выборки и исполнения команды. Составить таблицу, строки которой соответствуют выделенным процедурам, а столбцы соответствуют типам команд, выполняемых разрабатываемой ЭВМ. Для каждого типа команд в таблице необходимо указать времена выполнения выделенных процедур.

Указать способ оценки производительности классической модели ЭВМ. Составить таблицу, в которой для каждого типа команд, используемых для оценки производительности ЭВМ, указана доля времени выполнения её в заданной смеси команд. Вычислить усреднённое время выполнения команды и величину производительности ЭВМ.

Рекомендуется следующая структура второго раздела.

2. Структура и алгоритм функционирования ЭВМ классической модели

2.1. Вводные замечания

Дать пояснения отличий классических моделей принстонской и гарвардской. Пояснить классификацию архитектур, обозначаемых ОКОД, ОКМД, МКОД, МКМД. Указать, что проектируется ОКОД архитектура и привести рисунок структуры ЭВМ.

2.2. Функциональная модель ЭВМ

Представить на рисунке основные компоненты ЭВМ (в том числе контроллер прерывания) и их составные части на уровне регистровых передач. Пояснить особенности взаимодействия компонентов.

2.3. Алгоритм функционирования ЭВМ

Пояснить основные этапы выборки и выполнения команд. Указать процедуры, используемые при описании алгоритма функционирования ЭВМ. Разработать и привести графическую схему обобщенного алгоритма (ГСА) функционирования ЭВМ и ГСА процедур, используемых в алгоритме.

2.4. Средства управления прерываниями

Пояснить необходимость инициализации таблицы векторов прерываний (IVT). Пояснить алгоритм функционирования CPU при обработке запроса прерывания (вход INTR CPU). Дать рисунок, поясняющий составные части контроллера прерываний и особенности его программирования.

2.5. Организация виртуальной памяти

Пояснить назначение виртуальной памяти. Описать средства динамического преобразования логического адреса в адрес физический. Рассчитать объем ОЗУ, необходимый для реализации виртуальной памяти. Пояснить особенности реализации средств управления памятью. Пояснить понятие препятствия для динамического преобразования виртуального адреса в физический адрес и необходимость обновления таблицы дескрипторов (таблицы описания страниц). Пояснить назначение процедуры Page Fault и диспетчера памяти. Указать порядок обработки команды, содержащей виртуальный адрес.