Организация ЭВМ и систем

В результате изучения дисциплины студент должен:

• знать основные виды архитектуры ЭВМ и систем, принципы работы однопроцессорных и многопроцессорных комплексов и систем
• уметь по техническим требованиям сформировать структуру вычислительной системы, режимы функционирования. Уметь разрабатывать структурные и функциональные схемы всех узлов ЭВМ, знать и применять методы повышения производительности и надежности вычислительных систем, выбирать, а при необходимости и разрабатывать, структуру и компоненты ПО, уметь оценивать основные характеристики системы, иметь представление о перспективах развития ЭВМ и систем.

Дисциплина связана с предшествующими дисциплинами: «Вычислительная математика», «Информатика», «Электротехника и электроника», «Программирование на языке высокого уровня».

Список рекомендованной литературы:

1. Бурдинский И.Н. Системы счисления и арифметика ЭВМ, 2008
2. Каган Б.М.,Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики, 1987
3. Джордейн Р. Справочник программиста ПК типа IBM PC, XT и АТ: Пер. с англ./ Предисл. Н.В. Гайского, 1991
4. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения. Микропроцессоры. В 3-х книгах./ под ред. Л.Н. Преснухина, 1986
5. Пухальский Новосельцева Т.Я. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах: Справочник, 1990
6. Хвощ С.Т. и др. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления: Справочник, 1987
7. Сташин В.В.Мологонцева А.В. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах, 1990
8. Однокристальные микроЭВМ. Справочник, 1994
9. Соловьев В.В. Проектирование функциональных узлов цифровых систем на программируемых логических устройствах, 1996

Вопросы входного контроля:

Вычислительная математика

1. Особенности математических вычислений, реализуемых на ЭВМ.
2. Теоретические основы численных методов: погрешности вычислений; устойчивость и сложность алгоритма (по памяти, по времени).
3. Математические программные системы.

Информатика

1. Понятие «информация» и ее измерение; количество и качество информации; единицы измерения информации.
2. Сообщения и сигналы; кодирование и квантование сигналов.
3. Технические и программные средства информационных технологий; основные виды обработки данных; обработка аналоговой и цифровой информации; устройства обработки данных и их характеристики.
4. Представление информации в цифровых автоматах (ЦА); позиционные системы счисления; методы перевода чисел; форматы представления чисел с плавающей запятой; двоичная арифметика; коды - прямой, обратный, дополнительный, модифицированный; выполнение арифметических операций с числами с фиксированной и плавающей запятой.

Электротехника и электроника

1. Основные законы теории электрических и магнитных цепей; переходные процессы во временной области.
2. Схемы замещения, параметры и характеристики полупроводниковых приборов.
3. Цифровой ключ; базовые элементы, свойства и сравнительные характеристики современных интегральных систем элементов.
4. Методы и средства автоматизации схемотехнического проектирования электронных схем.
5. Программирование на языке высокого уровня
6. Основные этапы решения задач на ЭВМ.
7. Способы записи алгоритма.

Программирование на языке высокого уровня

1. Программирование рекурсивных алгоритмов.
2. Способы конструирования и верификации программ.

Вопросы выходного контроля:

1. Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов.
2. Схемотехника ЭВМ.
3. Принцип построения и работы сумматора.
4. Назначение и структура процессора.
5. Операционное устройство: назначение и принципы функционирования.
6. Устройство управления (УУ): назначение и принципы функционирования.
7. Конвейер.
8. Принцип микропрограммирования.
9. Архитектура RISCпроцессоров.
10. Архитектура CISCпроцессоров.
11. ЗУ – классификация, принципы построения и функционирования.
12. ОЗУ – классификация, принципы построения и функционирования.
13. ПЗУ– классификация, принципы построения и функционирования.
14. Методы расширения адресного пространства.
15. Основные понятия, принципы построения и классификация интерфейсов.
16. Арбитраж – централизованные структуры.
17. Арбитраж – децентрализованные структуры.
18. Программный обмен.
19. Обмен по прерываниям программы.
20. Прямой доступ к памяти.
21. Организация устройств ввода-вывода.
22. Архитектурные особенности организации обмена для ЭВМ различных классов.
23. Перспективные направления построения ЭВМ - однокристальные системы.
24. Перспективные направления построения ЭВМ - технология FPGA.
25. Перспективные направления построения ЭВМ - Технология CSoC.