Программа курса «архитектура ЭВМ и систем» 2 курс, специальность: «Информационные системы»

Вид материала

Программа курса

Подобный материал:

• Программа курса (syllabus) По дисциплине «архитектура компьютерных систем» Специальность, 208.48kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» для специальности 230201, 202.14kb.
• Рабочая программа По дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» По специальности 230201., 336.12kb.
• Рабочая программа дисциплины «архитектура ЭВМ и сетей» опд., 203.61kb.
• Учебно-методический комплекс по дисциплине архитектура ЭВМ (физико-математический факультета, 322.24kb.
• Рабочая программа курса "архитектура компьютера и операционные системы " (специальность, 189.16kb.
• Программа для поступающих на Направления подготовки бакалавров 231000 «Программная, 191.41kb.
• Программа курса для направления 230200. 68 «Информационные системы. Программа Базы, 119.9kb.
• Неймана Термин «архитектура», 53.96kb.
• Программа дисциплины "Информационно-поисковые системы" Направление 230200 Информационные, 236.78kb.

ПРОГРАММА КУРСА «АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ»

(2 курс, специальность: «Информационные системы» факультета информационных технологий РГПУ им. А. И. Герцена, осенний семестр 2008/2009 учебный год)

Лекции: 36 ч., лабораторные работы: 18 ч.

Предварительные понятия и соглашения.

Понятия: «формальный язык», «система счисления».

Основные понятия: «ЭВМ», «Архитектура ЭВМ», «Фон-неймановская архитектура ЭВМ», «Вычислительная система».

Тема 1. Многоуровневая модель архитектуры ЭВМ.

Модель архитектуры ЭВМ по Э. Таненбауму: цифровой логический уро­вень, микроархитектурный уровень, уровень архитектуры команд, уро­вень операционной системы, уровень языка ассемблера, уровень языка высокого уровня.

Модель архитектуры ЭВМ на уровне математических оснований ис­пользуемой парадигмы программирования: равнодоступная адресная ма­шина с хранимой программой (РАСП) - компьютер с сокращённым набором команд. Особенности РАСП-машины.

Процесс развития многоуровневых машин: изменение границ между аппаратным и программным обеспечением.

Тема 2. Модель архитектуры ЭВМ на уровне архитектуры микропро­цессора Intel.

Понятие "микропроцессор".

Классы процессоров (CISC, RISC, MISC, VLIW).

Структурная схема типичной микропроцессорной системы.

Программная модель микропроцессора Intel - отладчик Turbo Debug­ger. Отладка программы. Типы отладчиков.


Тема 2₁. Организация памяти ЭВМ и команды процессора Intel. Модель памяти. Единицы машинных данных.

Физический адрес ячейки памяти. Адресное пространство. Сегмента­ция памяти. Понятие "сегмент". Типы сегментов. Логический адрес ячейки памяти.

Модели использования памяти: сегментированная и страничная. Организация быстродействующей памяти ЭВМ. Группы регистров и их назначение.

Типы данных микропроцессора (с точки зрения размерности и их ло­гической интерпретации).

Понятия «команда» и «операция». Структура команд микропроцессора и их представление в памяти.

Регистр флагов как средство контроля выполнения команд. Примеры установки флагов. Прагматика команд для работы с битами. Примеры.

Тема 2₂. Фон-неймановская архитектура ЭВМ.

Понятие «фон-Неймановская архитектура». Принципы, лежащие в ос­нове данной архитектуры. Индивидуальные архитектурные свойства ЭВМ. Основной алгоритм работы процессора. Цикл выполнения команды. Классификация команд процессора Intel.

Тема 2₃. Исполняемые программы фон-неймановской архитектуры ЭВМ.

Исполняемые программы: позиционно-зависимые (ехе-программы), позиционно-независимые (com-программы).

Сегментная структура программ и отличительные особенности com-файлов от ехе-файлов.

Тема 2₄. Организация доступа к памяти с помощью команд языка ас­семблера.

Понятие "директива". Директивы сегментации памяти.

Директивы резервирования и инициализации данных в языке ассемб­лера. Примеры.

Адресация памяти. Понятие "адресация". Типы операндов команд микропроцессора. Режимы адресации.

Стековая организация памяти. Управление стеком. Доступ к ячейкам стековой памяти.

Тема 2₅. Концепция модульного программирования на ЭВМ фон-нейма­новской архитектуры.

Концепция модульного программирования.

Понятия "процедура", "макрокопроцедура" {"макрокоманда").

Синтаксис описания процедуры в языке ассемблера. Размещение про­цедур в программе. Команда безусловной передачи управления: вызов процедуры и возврат управления в исходную программу. Примеры.

Организация интерфейса с процедурой: передача аргументов через регистры, стек, общую область памяти и с помощью директив EXTRN и PUBLIC. Примеры.

Понятие "рекурсивная процедура". Организация рекурсивной проце­дуры на языке ассемблера. Распределение памяти стека при выполнении рекурсивной процедуры.

Тема 2_б. Организация прерываний в ЭВМ.

Понятие "прерывание". Классификация прерываний. Программные и аппаратные средства, составляющие систему прерыва­ний. Примеры.

Механизм обработки прерываний посредством программных средств. Составляющие компоненты микросхемы программируемого контроллера прерываний i8259A.

Механизм обработки прерываний посредством аппаратных средств. Понятие о портах ввода-вывода.

Общая схема формирования сигнала, подаваемого на динамик (управ­ление динамиком через порт 61h).

Тема 3. Вычислительные системы. Понятие "вычислительная система".

Основные типы вычислительных систем: многомашинная вычислитель­ная система, многопроцессорная вычислительная система.

Примеры некоторых архитектур вычислительных систем: асимметрич­ная многопроцессорная (мультипроцессорная) архитектура; симметрич­ная многопроцессорная архитектура; гибридная архитектура с неодно­родным доступом к памяти; параллельная архитектура с векторными процессорами; кластерная архитектура.

Перспективные типы процессоров ЭВМ: ассоциативные процессоры; матричные процессоры; клеточные и ДНК-процессоры; коммуникационные процессоры; процессоры баз данных; потоковые процессоры; нейронные процессоры; процессоры с многозадачной (нечёткой) логикой.