- •Таврійський національний університет ім. В. І. Вернадського
- •Робоча навчальна програма Архітектура комп`ютерів
- •Вступление
- •Цель и задание дисциплины, ее место в учебном процессе
- •II. Тематический план изучения дисциплины
- •Тема 1. Введение в архитектуру современных высокопроизводительных эвм.
- •Тема 2. Машинные команды и программы.
- •Тема 3. Организация эвм.
- •Тема 4. Семейство процессоров Intel ia-32.
- •Тема 4. Большие компьютерные системы.
Тема 1. Введение в архитектуру современных высокопроизводительных эвм.
План лекции №1. Введение
-
Введение в дисциплину. Предмет и задачи дисциплины, место дисциплины в системе компьютерных наук.
-
Информационно-логические основы компьютеров, информация, измерение информации.
-
Системы счисления.
-
Преобразование чисел в системах счисления с различным основанием.
План лекции №2. Логические схемы компьютеров.
-
Базовые логические функции.
-
Электронные логические вентили.
-
Объединение логических функций и синтез логических вентилей. Законы двоичной логики.
-
Минимизация логических выражений.
План лекции №3. Реализация логических узлов компьютера
-
Практическая реализация логических вентилей компьютеров.
-
Синтез вентилей И-НЕ, ИЛИ-НЕ.
-
Схемы КМОП.
-
Синтез логических схем компьютеров.
-
Компоненты ЭВМ.
План лекции №4. Состав современных высокопроизводительных ЭВМ
-
Функциональная структура компьютера.
-
Основные концепции функционирования.
-
Структура шины.
-
Программное обеспечение компьютеров.
-
Алгоритмы и способы их описания.
-
Классификация ЭВМ по областям применения.
Тема 2. Машинные команды и программы.
План лекции №5. Представление чисел и операции в компьютере.
-
Представление чисел в компьютере.
-
Положительные, отрицательные, целые и вещественные числа и символы.
-
Арифметические операции.
-
Память и адреса. Операции с памятью
План лекции №6. Система команд процессора IA-32 Intel.
-
Программная модель процессора Intel.
-
Регистры
-
Память и адресация.
-
Команды IA-32.
-
Формат команд.
План лекции №7. Язык ассемблера процессора Intel IA-32.
-
Директивы ассемблера.
-
Структура программы на языке ассемблера.
-
Управление потоком выполнения команд.
-
Арифметические и логические команды.
-
Команды арифметического и логического сдвига.
План лекции №8. Язык ассемблера процессора Intel IA-32.
-
Операции ввода-вывода. Ввод-вывод с отображением в память. Изолированный ввод-вывод. Блочная пересылка данных.
-
Другие команды, команды умножения и деления, команды мультимедийного расширения, векторные команды.
-
Подпрограммы. Вызов подпрограмм, передача параметров, вложенные подпрограммы.
-
Стек процессора, стековый фрейм.
План лекции №9. Примеры программ на языке ассемблера процессора Intel IA-32.
-
Программа вычисления скалярного произведения;
-
программа сортировки чисел;
-
программа обработки списковой структуры;
-
программы сложения, вычитания, умножения и деления целых чисел с учетом содержимого флагов регистра состояния процессора.
Тема 3. Организация эвм.
План лекции №10. Ввод-вывод.
-
Организация ввода-вывода.
-
Доступ к устройствам ввода-вывода.
-
Прерывания.
-
Пример обработки прерываний процессора Pentium.
-
Интерфейсные схемы ввода-вывода.
План лекции №11. Система памяти.
-
Базовые концепции.
-
RAM и ROM память.
-
Организация и принцип работы Кэш-памяти.
-
Концепция виртуальной памяти.
-
Требования к управлению памятью.
План лекции №12. Арифметика.
-
Сложение и вычитание чисел со знаком.
-
Логический блок сложения/вычитания.
-
Архитектура быстродействующих сумматоров.
-
Умножение, деление целых чисел.
-
Обработка чисел с плавающей запятой, представление чисел с плавающей запятой.
-
Разряды защиты и усечение.
-
Арифметические операции над числами с плавающей запятой
План лекции №13. Процессор.
-
Базовые концепции.
-
Пересылка данных между регистрами.
-
Выполнение арифметической или логической операции.
-
Выборка слова из памяти.
-
Сохранение слова в памяти.
План лекции №14. Конвейерная и суперскалярная обработка команд.
-
Базовые концепции.
-
Роль кэш-памяти.
-
Производительность конвейерной обработки, конфликты.
-
Очередь команд и упреждающая выборка.
-
Конвейерная обработка и система команд, режимы адресации, коды условий, тракты данных и управление.
-
Суперскалярная обработка команд, внеочередное завершение команд, завершение выполнения, операции диспетчеризации.