Архитектура вычислительных систем

09.03.04, Программная инженерия

Дистанционные занятия

  • Коданда MS Teams: код 5fg34z2

Вопросы к экзамену (2021)

Часть I

  1. Цифровые и аналоговые ВС и СПД: преимущества и недостатки.

  2. Виды модуляции, теоремы Шеннона и Котельникова.

  3. История вычислительной техники: табуляторы, модели Эйкена и Фон-Неймана.

  4. Закон Мура и поколения ЭВМ. Краткая история отечественных ЭВМ.

  5. Машинные языки: их уровни и основные «ветви» архитектур систем команд.

  6. CISC, RISC, VLIW, стековые архитектуры команд; микропрограммы.

  7. Виртуальные машины, JIT и AOT-компиляторы.

  8. Шины, прерывания, порты, DMA; автоматическая настройка оборудования.

  9. Характеристики ЭВМ — система команд, тактовая частота, разрядность процессора, шин, памяти.

  10. Банковая и страничная модели адресного пространства.

  11. Сегментная модель адресного пространства.

  12. Виртуальная память на основе страничной адресации.

  13. Cмешанная 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.

Часть II

  1. Суперскалярные процессоры и процессоры с внеочередным исполнением инструкций.

  2. Регистровый файл и система команд Intel x86.

  3. Трансляция программ. Пример оттранслированной программы с комментариями.

  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. Вдумчивые и конструктивные предложения и замечания по программе курса.

Предыдущие версии курса

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. Сара Л. Харрис, Дэвид Харрис. Цифровая схемотехника и архитектура компьютера: RISC-V / пер. с англ. В. С. Яценкова, А. Ю. Романова; под ред. А. Ю. Романова. – М.: ДМК Пресс, 2021. – 810 с.: ил.

    11. 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.

  • Онлайн-курсы, рекомендованные в качестве дополнительных материалов

    1. Computer Architecture Princeton University

  • 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