Архитектура вычислительных систем

09.03.04, Программная инженерия

Дистанционные занятия

Коданда MS Teams: код 5fg34z2

Слайды

Прочие материалы

Электронные схемы

Вопросы к экзамену (2021)

Часть I

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

Часть II

Суперскалярные процессоры и процессоры с внеочередным исполнением инструкций.
Регистровый файл и система команд Intel x86.
Трансляция программ. Пример оттранслированной программы с комментариями.
Логические вентили: их конструкция, возможности и применение.
Логические схемы: арифметика, полностью про сумматоры.
Логические схемы: арифметика, от вычитания до деления.
Логические схемы: плексоры.
Органицация DRAM и NAND.
Логические схемы: ПЛИС.
Триггеры: RS, D, MS
Триггеры: JK, T.
Регистры: конструкция и назначение сдвигающего регистра, счетчики.
Регистры: чтение и запись, передача данных.
Назначение и конструкции ЦАП.
Назначение и конструкции АЦП.
Применение кодов Грея и последовательностей Де-Брейна.
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