Архитектура вычислительных систем CS220 010400Б

Общая информация

Первый лекционный курс автора.

В объёме 1 академического года курс более не читается.

Читался с весны 2007 по весну 2011 включительно, родился и почил вместе с направлением подготовки бакалавров 010400 «Информационные технологии».

В 2007 и 2008 году в конце курса содержалось введение в вычислительные сети.

С 2010 года читался с проектором.

С весны 2012 года курс, построенный на базе этого, в объёме 1/2 года читается на направлении подготовки бакалавров 231000 «Программная инженерия».

Список источников

Вопросы к экзамену (весна 2011)

Приведенный список вопросов актуален для весеннего семестра 2011 года.

Вопросы выбираются электронным устройством по одному из каждой части без предварительной разбивки на билеты.

Часть I

При назначении досрочного экзамена первая часть списка вопросов выносится на него

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

  2. Виды модуляции, плотность каналов, теоремы Шеннона и Котельникова.

  3. Структура и организация вычислительных машин. Модель Фон-Неймана Многоуровневая схема.

  4. Поколения Вычислительных машин. Современные ценовые категории. Поколения операционных систем.

  5. RISC и CISC; кэш; стековые машины; современные тенденции.

  6. Векторные и суперскалярные машины. Эволюция 80x86.

  7. Особенности типичных виртуальных машин, примеры. JIT и AOT.

  8. Банковая и страничная модели адресного пространства.

  9. Сегментная модель адресного пространства.

  10. Смешанная модель адресного пространства на примере 80386.

  11. Виды энергонезависимой памяти. Эволюция.

  12. Алгебраические основы кода Хемминга на примере 4-битной контрольной суммы для 15 битов данных. Защита ОЗУ.

  13. Защита энергонезависимой памяти. RAID - массивы различных уровней.

  14. Бинарные булевы функции. Мощность и базис пространства функций.

  15. Принципы действия ламповых диодов и триодов, полупроводникового диода и биполярного транзистора.

  16. Базовые логические элементы на основе реле, триодов и транзисторов.

  17. Триггеры: RS, D. Синхронизация по фронту и спаду импульса.

  18. Триггеры: MS, JK, T.

  19. Регистры: Чтение и запись, передача данных.

  20. Регистры: конструкция и назначение сдвигающего регистра, счетчики.

Часть II

  1. Двоичная система счисления, алгебраические основы дополнительного кода.

  2. Сумматор. Вычитание при помощи суммирования и логических операций. Пример - сложение небольших отрицательных чисел в дополнительном коде.

  3. Сложение и умножение многословных чисел. Мультипликатор.

  4. (Де)шифраторы и (де)мультиплексоры.

  5. Организация динамической оперативной памяти.

  6. Назначение и конструкции ЦАП. Назначение и конструкции АЦП.

  7. Применение кодов Грея и последовательностей Де-Брейна.

  8. Регистры 80x86, способы адресации данных, команды пересылки данных, команды ввода-вывода, команды мат. сопроцессора.

  9. Команды 80x86: арифметические и стековые.

  10. Команды 80x86: сравнения и передачи управления, обработки строк.

  11. Архитектуры семейства AMD64 (и производных) и IA64.

  12. Назначение и организация ПЛИС и ППВМ.

  13. Принципы и стадии работы Компилятора.

  14. Пример программы на АЯВУ, оттранслированной в ассемблер.

  15. Задачи, архитектуры, языки программированя и топологии параллельных систем.

  16. Количественные характеристики параллельных систем. Закон Амдала.

  17. Вывод количественных характеристик распараллеливания метода Гаусса.

  18. Основы параллельного программирования с использованием OpenMP.

  19. Микроконтроллеры и встраиваемые системы.

  20. Вдумчивые и конструктивные предложения и замечания по программе курса.

ИТ-образование в РФ

Доклад на IX Всероссийской конференции «Преподавание информационных технологий в Российской Федерации»

(форматирование в сборнике конференции было нарушено, предлагаю посмотреть исходный текст).

Презентация