Архитектура вычислительных систем

09.03.04, Программная инженерия

Мультимедиа

Вопросы к экзамену (2020)

Часть I

  1. Цифровые и аналоговые ВС и СПД: преимущества и недостатки.
  2. Виды модуляции, плотность каналов, теоремы Шеннона и Котельникова.
  3. История вычислительной техники: табуляторы, модели Эйкена и Фон-Неймана.
  4. Закон Мура и поколения ЭВМ.
  5. Краткая история отечественных ЭВМ.
  6. Машинные языки: их уровни и основные «ветви» архитектур систем команд.
  7. CISC, RISC, VLIW, стековые архитектуры команд; микропрограммы.
  8. Виртуальные машины, JIT и AOT-компиляторы.
  9. Шины, прерывания, порты, DMA; автоматическая настройка оборудования.
  10. Характеристики ЭВМ — система команд, тактовая частота, разрядность процессора, шин, памяти.
  11. Банковая и страничная модели адресного пространства.
  12. Сегментная модель адресного пространства.
  13. Виртуальная память на основе страничной адресации; смешанная модель адресного пространства на примере 80386.
  14. Виды энергонезависимой памяти. Эволюция.
  15. Защита энергонезависимой памяти. RAID - массивы различных уровней.
  16. Специфика твердотельных накопителей в сравнении с механическими жёсткими дисками.
  17. Вычислительный конвейер; конфликты; пузырьки и торможение конвейера; особенности для CISC и RISC.
  18. Суперскалярные процессоры и процессоры с внеочередным исполнением инструкций.

Часть II

  1. Регистровый файл и система команд Intel x86.
  2. Трансляция программ. Пример оттранслированной программы с комментариями.
  3. Уровни задач и стандартных подходов к их решению.
  4. Логические вентили: их конструкция, возможности и применение.
  5. Логические схемы: арифметика, полностью про сумматоры.
  6. Логические схемы: арифметика, от вычитания до деления.
  7. Логические схемы: плексоры.
  8. Органицация DRAM и NAND.
  9. Логические схемы: ПЛИС.
  10. Триггеры: RS, D, MS
  11. Триггеры: JK, T.
  12. Регистры: конструкция и назначение сдвигающего регистра, счетчики.
  13. Регистры: чтение и запись, передача данных.
  14. Назначение и конструкции ЦАП.
  15. Назначение и конструкции АЦП.
  16. Применение кодов Грея и последовательностей Де-Брейна.
  17. Основы векторных вычислений.
  18. Вдумчивые и конструктивные предложения и замечания по программе курса.

Предыдущие версии курса

Рекомендованные онлайн-курсы

Список источников

  • Конспект
  • Слайды
  • Литература
    1. Майерс. Г. Архитектура современных ЭВМ
    2. Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб .: Питер, 2011. — 688 с.
    3. Петцольд Ч. Код. Тайный язык информатики
    4. Seyed H. Roosta. Parallel processing and parallel algorithms: theory and computation
    5. Таненбаум Э., Бос Х. Современные операционные системы. 4-е изд. — СПб.: Питер, 2015. — 1120 с.
    6. Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера. 6-е изд. — СПб.: Питер, 2013. — 816 с.
    7. Abraham Silberschatz, Greg Gagne, Peter B. Galvin. Operating System Concepts. 10th ed., Wiley, 2018. 951 p.
    8. Терехов А.Н. УВК «Самсон» — базовая ЭВМ РВСН // Труды SORUCOM-2011 – 2011. – С. 282-286.
    9. Дэвид М. Харрис, Сара Л. Харрис Цифровая схемотехника и архитектура компьютера. / пер. с англ. Imagination Technologies. – М.: ДМК Пресс, 2018. – 792 с.
    10. Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем.: Учеб. пособие. 2-e изд., перераб. и доп. M.: Изд-во МГТУ им. H.Э. Баумана, 2008. 520 c.
  • Мультимедиа
    1. Pirates of Silicon Valley
    2. Revolution OS
    3. Stanley and Stella in Breaking The Ice (1987) (заметка) — синтезировано на LISP-машине
    4. Pierre Henry «Psyché Rock» (1967) — примеры различных электронных компонент конца 60-х
    5. Реклама Apple Macintosh «1984»
    6. Micro Men
    7. Homebrew CPU — примеры машин, ЦП которых были самостоятельно спроектированы и изготовлены энтузиастами
    8. Музей Сергея Фролова
  • Инструменты
    1. Logisim Evolution
    2. Compiler Explorer
    3. Online Assembler and Disassembler