Geum.ru

Республики Беларусь «24»

Вид материалаПояснительная записка

Содержание


Микропроцессоры и микрокомпьютеры
Кафедра информатики и вычислительной техники
Рекомендована к утверждению в качестве типовой
Пояснительная записка
Содержание дисциплины
В цифровых эвм. способы кодирования двоичных чисел
И назначение регистров 32-разрядного процессора. организация памяти 32-разрядных процессоров. прерывания и исключения
И многозадачность. вызов функций win32
И организация программ под win32
C и assembler, работающих под управлением операционных систем win32. совместное программирование на языках
На assembler
Примерный перечень лабораторных работ
Примерный перечень компьютерных программ
Подобный материал:
1   ...   6   7   8   9   10   11   12   13   ...   19

МИКРОПРОЦЕССОРЫ И МИКРОКОМПЬЮТЕРЫ



Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности 1-53 01 02 Автоматизированные

системы обработки информации


Согласовано:

Учебно-методическое управление БГУИР

« 28 » мая 2003 г.


Составители:

А.А. Иванчиков, доцент кафедры информационных технологий автоматизированных систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», доцент, кандидат технических наук


Рецензенты:

А.Н. Смирнов, заведующий кафедрой экономической информатики Негосударственного института современных знаний, профессор, доктор технических наук;

Кафедра информатики и вычислительной техники Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» (протокол № 11 от 30.06.2000 г.)


Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой информационных технологий автоматизированных систем Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники» (протокол № 11 от 04.02.2002 г.);


Научно-методическим советом по направлению 1-53 Автоматизация УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники (протокол № 1 от 11.02.2002 г.)


Разработана на основании Образовательного стандарта РД РБ 02100.5.111-98


Ответственный за редакцию: Т.А. Лейко

Ответственный за выпуск: Ц.С. Шикова

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА



Типовая программа «Микропроцессоры и микрокомпьютеры» разработана в соответствии с Образовательным стандартом РД РБ 02100.5.111-98 по специальности 1-53 01 02 Автоматизированные системы обработки информации высших учебных заведений.

Цель курса "Микропроцессоры и микрокомпьютеры " – ознакомление с современным состоянием проблемы разработки микропроцессоров и построения на их основе персональных компьютеров структуры IBM; рассмотрение правил организации программ, работающих под управлением операционных систем Win32; изучение структуры и системы команд процессоров Pentium шестого поколения; разработка программ на машинно-ориентированном языке Assembler под управлением операционных систем Win32.

Задачи курса:
  1. Ознакомление с историей компьютерной техники вообще и микропроцессоров в частности.
  2. Рассмотрение технологии создания микропроцессоров и структурной схемы их построения.
  3. Ознакомление со структурой и внутренними командами микропроцессора Pentium шестого поколения (начиная с Pentium Pro).
  4. Рассмотрение базовой системы ввода/вывода процессоров шестого поколения.
  5. Изучение машинно-ориентированного языка Assembler для Win32.
  6. Создание полнофункциональных Win32-приложений на языке C, использующих вызовы функций, написанных на Assembler.

Программа рассчитана на объем 96 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 64 часа, лабораторных работ – 32 часа.


СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОРОВ ВСЕМИРНО ИЗВЕСТНОЙ КОМПАНИИ INTEL. БУДУЩИЕ УЖЕ АНОНСИРОВАННЫЕ РАЗРАБОТКИ ПРОЦЕССОРОВ INTEL И РОССИЙСКОЙ КОМПАНИИ ЭЛЬБРУС

Историческая справка развития микропроцессоров компании Intel, начиная с 1971 г. и заканчивая текущим. Ключевые этапы, ознаменованные переходом от 16 разрядных процессоров к 32- и 64-разрядным. Закон Гордона Мура (Gordon Moore) – роста производительности процессоров. Модификации процессоров пятого и шестого поколения (Pentium MMX, Pentium Pro, Pentium III, Pentium IV). План выпуска процессоров архитектуры IA64. Российская компания «Эльбрус» и ее процессор E2k.

Тема 2. ПРИНЦИП ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ И СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ЭВМ. ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЭВМ. ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЧИСЕЛ
В ЦИФРОВЫХ ЭВМ. СПОСОБЫ КОДИРОВАНИЯ ДВОИЧНЫХ ЧИСЕЛ
В ЦИФРОВЫХ ЭВМ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ

Смысл принципа программного управления, предложенного в 1945 г. Дж. фон Нейманом и нашедшего наибольшее применение при конструировании ЭВМ. Состав и назначение базовых устройств, входящих в состав цифровой ЭВМ. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Естественная и нормальная формы представления чисел. Способы кодирования двоичных чисел: прямой, дополнительный и обратный. Высказывания, переключательные функции, законы алгебры логики и следствия из законов, основные формулы.

Тема 3. ПРОГРАММНАЯ МОДЕЛЬ 32-РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОРОВ. СОСТАВ
И НАЗНАЧЕНИЕ РЕГИСТРОВ 32-РАЗРЯДНОГО ПРОЦЕССОРА. ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ 32-РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОРОВ. ПРЕРЫВАНИЯ И ИСКЛЮЧЕНИЯ

Основные режимы (Read Address Mode – режим реальной адресации, Protected Virtual Address Mode – защищенный режим виртуальной адресации) функционирования процессоров и служебный режим (System Management Mode – режим системного управления). Основные регистры микропроцессора и их назначение: регистры общего назначения, указатель инструкций, регистр флагов, регистры сегментов, системные адресные регистры, управляющие регистры, регистры отладки, регистры тестирования и модельно-специфические регистры. Организация памяти 32-разрядных процессоров. Режимы адресации. Прерывания (маскируемые и немаскируемые) и исключения (отказ, ловушка, аварийное завершение). Таблица дескрипторов прерываний – Interrupt Descriptor Table.

Тема 4. МАТЕМАТИЧЕСКИЙ СОПРОЦЕССОР. ТЕХНОЛОГИЯ MMX и XMM. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ДАННЫХ 32-РАЗРЯДНЫХ ПРОЦЕССОРОВ

Семь типов данных математического сопроцессора: 16-, 32-, 64-битные целые числа; 32-, 64-, 80-битные числа с плавающей точкой и 18-разрядные числа в двоично-десятичном формате. Основные группы дополнительных инструкций MMX и XMM для одновременной обработки нескольких операндов данных. 32-разрядные процессоры непосредственно поддерживают (используют в качестве операндов) знаковые и беззнаковые целые числа, строки байт, битовые строки, указатели и числа с плавающей точкой.

Тема 5. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ НА ASSEMBLER. ИСПОЛНИМЫЕ EXE, COM И DLL – ФАЙЛЫ

Текстовые редакторы, компиляторы и компоновщики командной строки для создания программ на Assembler. Организация исполнимых файлов 16- и 32-разрядных структур, особенности и отличия.

Тема 6. ИНСТРУКЦИИ МИКРОПРОЦЕССОРА PENTIUM PRO

Система команд процессоров шестого поколения. Инструкции микропроцессоров: пересылки данных, двоичной арифметики, десятичной арифметики, логических операций, сдвигов, обработки бит и байт, передачи управления, строковых операций, работы с флагами, загрузки указателей, MMX, XMM и математического сопроцессора.

Тема 7. ОБЗОР ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ. СООБЩЕНИЯ
И МНОГОЗАДАЧНОСТЬ. ВЫЗОВ ФУНКЦИЙ WIN32

Обзор операционных систем Win32s и Win32. Классы, подклассы и суперклассы окон. Типы сообщений операционных систем Win32, структуры Windows представления сообщений. Понятие сообщений, очереди сообщений, потоков и процессов, их взаимосвязь. Системные вызовы Windows: службы ядра, включающие системные вызовы для управления процессами и потоками, управления ресурсами, файлами и памятью; службы пользователя, включающие в себя системные вызовы для управления элементами пользовательского интерфейса, такими, как окна, элементы управления, диалоговые окна или окна сообщений; службы Graphics Device Interface – интерфейса графических устройств, предлагающие аппаратно независимые функции графического вывода.

Тема 8. ЦИКЛ СООБЩЕНИЙ WINDOWS. ОКОННЫЕ ПРОЦЕДУРЫ. СТРУКТУРА
И ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОГРАММ ПОД WIN32

Принципы многозадачности. Корпоративная и вытесняющая многозадачность. Потоки пользовательского интерфейса и рабочие потоки. Программирование процессов и потоков. Синхронизация потоков. Структура приложений, функционирующих под Win32: главная и оконная процедуры.


Тема 9. ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОГРАММ НА ЯЗЫКАХ
C И ASSEMBLER, РАБОТАЮЩИХ ПОД УПРАВЛЕНИЕМ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ WIN32. СОВМЕСТНОЕ ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКАХ
С И ASSEMBLER. НИЗКОУРОВНЕВЫЙ ВЫЗОВ ФУНКЦИЙ ПО ПРАВИЛАМ
C И PASCAL. ОРГАНИЗАЦИЯ ВЫЗОВА ФУНКЦИЙ API WIN32 ИЗ ПРОГРАММ
НА ASSEMBLER

Особенности приложений с графическим интерфейсом под Win32. Передача параметров функциям и возвращаемые функциями значения по соглашениям C, Pascal и смешанным соглашениям. Классы окон и оконные процедуры. Использование элементов управления в программах на Assembler. Основные элементы языка организации ресурсов. Использование редакторов ресурсов для визуального создания графического интерфейса. Компиляция ресурсов.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
  1. Простейшее приложение на языке Assembler. Использование регистров микропроцессора и различных режимов адресации операндов.
  2. Простейшее приложение на языке Assembler. Использование основных прерываний базовой системы ввода/вывода.
  3. Приложение на языке Assembler, работающее в реальном режиме и реализующее работу строковых команд, команд условной и безусловной передачи управления.
  4. Приложение, организованное в соответствии с принципом совместного программирования на C и Assembler.
  5. Простейшее приложение на языке Assembler под Win32. Организация программы, цикл сообщений, оконная процедура. Вызов простейших функций API.
  6. Мультимедийное приложение на Assembler, использующее вызовы функций API Windows.
  7. Организация и использование DLL-приложения на Assembler.
  8. Приложение на Assembler, реализующее команды математического сопроцессора.
  9. Приложение на Assembler, реализующее команды MMX-расширения процессоров.
  10. Приложение на Assembler, реализующее команды XMM-расширения процессоров.


ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ

(или другой информации, необходимого оборудования и т.п.)

Для успешного проведения лабораторных работ необходимо:
  1. IBM-совместимые персональные компьютеры (Pentium MMX, Pentium Pro или выше) с любой операционной системой Win32.
  2. Любой компилятор языка C/C++ (Microsoft Visual C++ 4.0 и выше, Borland C++ 3.0 и выше).
  3. 16- и 32-разрядный компиляторы и компоновщики командной строки компании Borland International (tasm.exe, tlink.exe, tasm32.exe, tlink32.exe).
  4. Библиотечный менеджер и компилятор ресурсов командной строки компаний Borland International или Microsoft Corporation (tlib.exe, brcс32.exe или lib.exe, rc.exe).



ЛИТЕРАТУРА

Основная
  1. Гук М. Процессоры Pentium II, Pentium Pro и просто Pentium. Архитектура. Интерфейс. Программирование. –СПб.: Питер Ком, 1999.
  2. Зубков С.В. Assembler для DOS, Windows и UNIX. –М.: ДМК, 2000.
  3. Юров В., Хорошенко С. Assembler: Учеб. курс. –СПб.: Питер, 1999.
  4. Юров В. Assembler. – СПб.: Питер, 2001.
  5. Юров В. Assembler: Практикум. – СПб.: Питер, 2001.
  6. Юров В. Assembler: Спец. справочник. – СПб.: Питер, 2001.
  7. Гук М., Юров В. Процессоры Pentiun 4, Athlon и Duron. – СПб.: Питер, 2001.
  8. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. –М.: Нолидж, 1998.
  9. Андреев А., Беззубов Е., Емельянов М., Кокорева О., Чекмарев А. Microsoft Windows 2000. Server и Professional. Наиболее полное руководство. – СПб.: BHV–Санкт-Петербург.


Дополнительная
    1. Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование. –М.: Мир, 1990.
    2. Шилдт Г. Программирование на C и С++ для Windows 95. – Киев: Торг.-изд. бюро BHV, 1996.
    3. Фролов А.В., Фролов Г.В. Локальные сети персональных компьютеров. –М.: Диалог-МИФИ, 1994.
    4. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT. –М.: Финансы и статистика, 1991.
    5. Стивен Г., Маккарти Б. Программирование на Visual C++ 6. Этюды профессионалов. –Киев: DiaSoft, 1999.
    6. .ru
    7. s.ru
    8. newmail.ru/
    9. edunet.kz/hardware/



Утверждаю

Председатель УМО вузов Республики Беларусь по образованию в области информатики и радиоэлектроники

« 03 » июня 2003 г.


Регистрационный № ТД-53-002/тип.