Архитектура ЭВМ

Для программ:

Материалы

Экзамен

Примерные вопросы к экзамену (2025)

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. Шины, периферийные устройства и контроллеры.
  6. Аппаратные прерывания, DMA (MMIO) для устройств хранения данных и устройств реального времени; автоматическая и «ручная» настройка оборудования.
  7. Исторически значимые системные шины.
  8. Необходимость асихронных последовательных шин, примеры асинхронных шин.
  9. Тактовый сигнал, тактовая частота, способы синхронизации.
  10. Внутренняя и внешняя разрядность процессора, шин, памяти.
  11. Прямая и банковая модели адресного пространства.
  12. Сегментная модель адресного пространства.
  13. Страничная модель адресного пространства. Виртуальная память на основе страничной адресации.
  14. Cмешанная модель адресного пространства на примере 80386.
  15. Модели адресного пространства ARM и RISC-V.
  16. Логические вентили: их конструкция, возможности и применение.

Часть II

  1. Логические схемы: АЛУ, схемы сдвига, полностью про сумматоры.
  2. Логические схемы: арифметика, от вычитания до деления.
  3. Триггеры: RS, D, MS
  4. Триггеры: JK, T.
  5. Регистры: конструкция и назначение сдвигающего регистра, счетчики.
  6. Регистры: чтение и запись, передача данных.
  7. Виды энергонезависимой памяти. Эволюция.
  8. Специфика твердотельных накопителей в сравнении с механическими жёсткими дисками.
  9. Защита энергонезависимой памяти. Технология RAID. Использование для ускорения операций и обеспечения надежности.
  10. Системы хранения данных. Основные задачи и типы организации (DAS, NAS, SAN).
  11. Организация RAID-6, математические принципы, способы осуществления записи.
  12. Вычислительный конвейер; конфликты; пузырьки и торможение конвейера; особенности для CISC и RISC.
  13. Суперскалярные процессоры и процессоры с внеочередным исполнением инструкций.
  14. Регистровый файл и система команд Intel x86.
  15. Регистровый файл, система команд и формат машинного кода RISC-V.
  16. Вдумчивые и конструктивные предложения и замечания по программе курса.

Критерии оценивания

Пересчёт $R \in [0, 1] = [0\%, 100\%]$ в оценку по приказу 7293/1 от 20.07.2018.

Составляющие:

Итог:

$$ R = \min(\operatorname{if} (T \ge \frac{1}{4}) \operatorname{then} 1 \operatorname{else} \frac{1}{2}, T + \frac{3}{5} C + \frac{1}{10} B) $$

Инструменты

  1. Logisim Evolution
  2. Compiler Explorer
  3. Online Assembler and Disassembler
  4. Эмулятор RISC-V Ripes

Предыдущие версии курса

Список информационных источников

Литература

  1. Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб .:  Питер, 2011. — 688 с.
  2. 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.
  3. Код. Тайный язык информатики / Чарльз Петцольд ; пер. с англ. О. Сивченко ; [науч. ред. В. Артюхин, А. Гизатулин]. — М. : Манн, Иванов и Фербер, 2019. — 448 с.
  4. Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера. 6-е изд. — СПб.: Питер, 2013. — 816 с.
  5. Терехов А.Н. УВК «Самсон» — базовая ЭВМ РВСН // Труды SORUCOM-2011 – 2011. – С. 282-286.
  6. 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.

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) — 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

Note

Эта страница доступна на старом сайте