Архитектура ЭВМ
Для программ:
- Программная инженерия
- Технологии программирования
Материалы
Экзамен
Примерные вопросы к экзамену (2025)
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.
- Шины, периферийные устройства и контроллеры.
- Аппаратные прерывания, DMA (MMIO) для устройств хранения данных и устройств реального времени; автоматическая и «ручная» настройка оборудования.
- Исторически значимые системные шины.
- Необходимость асихронных последовательных шин, примеры асинхронных шин.
- Тактовый сигнал, тактовая частота, способы синхронизации.
- Внутренняя и внешняя разрядность процессора, шин, памяти.
- Прямая и банковая модели адресного пространства.
- Сегментная модель адресного пространства.
- Страничная модель адресного пространства. Виртуальная память на основе страничной адресации.
- Cмешанная модель адресного пространства на примере 80386.
- Модели адресного пространства ARM и RISC-V.
- Логические вентили: их конструкция, возможности и применение.
Часть II
- Логические схемы: АЛУ, схемы сдвига, полностью про сумматоры.
- Логические схемы: арифметика, от вычитания до деления.
- Триггеры: RS, D, MS
- Триггеры: JK, T.
- Регистры: конструкция и назначение сдвигающего регистра, счетчики.
- Регистры: чтение и запись, передача данных.
- Виды энергонезависимой памяти. Эволюция.
- Специфика твердотельных накопителей в сравнении с механическими жёсткими дисками.
- Защита энергонезависимой памяти. Технология RAID. Использование для ускорения операций и обеспечения надежности.
- Системы хранения данных. Основные задачи и типы организации (DAS, NAS, SAN).
- Организация RAID-6, математические принципы, способы осуществления записи.
- Вычислительный конвейер; конфликты; пузырьки и торможение конвейера; особенности для CISC и RISC.
- Суперскалярные процессоры и процессоры с внеочередным исполнением инструкций.
- Регистровый файл и система команд Intel x86.
- Регистровый файл, система команд и формат машинного кода RISC-V.
- 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:
- теоретический зачёт из двух вопросов — $T=(T_1+T_2+\mathrm{Доп~или~вопросы~на~определения})/3$;
- онлайн-курс (ниже) — $C \in [0, 1] = [0\%, 100\%]$ — загружайте сюда;
- бонус для особо отличившихся — $B \in \{0, 1\}$ — эквивалент «+1 весёлая буква ECTS».
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
Предыдущие версии курса
Список информационных источников
Литература
- Орлов С.А., Цилькер Б.Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб .: Питер, 2011. — 688 с.
- 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.
- 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.
- Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера. 6-е изд. — СПб.: Питер, 2013. — 816 с.
- Терехов А.Н. УВК «Самсон» — базовая ЭВМ РВСН // Труды SORUCOM-2011 – 2011. – С. 282-286.
- 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
- Computer Architecture Princeton University
Мультимедиа
- Pirates of Silicon Valley
- Revolution OS
- Stanley and Stella in Breaking The Ice (1987) — синтезировано на LISP-машине
- Pierre Henry «Psyché Rock»* (1967) — примеры различных электронных компонент конца 60-х
- Реклама Apple Macintosh «1984»
- Micro Men
- Homebrew CPU — примеры машин, ЦП которых были самостоятельно спроектированы и изготовлены энтузиастами
- Музей Сергея Фролова
https://edu.dluciv.name/search_index.ru.json $MATCHES more matchesNote