МИHИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАHИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

АРХИТЕКТУРА

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Рабочая программа, методические указания к практическим работам

Факультет: электроэнергетический

Специальность:

230105 — Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем

Вологда

2010

УДК 621.374.1

Архитектура вычислительных систем. Рабочая программа, методические указания к практическим работам: - Вологда: ВоГТУ, 2010 – 36 с.

Приводится рабочая программа дисциплины с указанием тематики основных разделов, со ссылками на источники информации, практические задания с кратким описанием методики их выполнения и примерами, список литературы.

Утверждено редакционно-издательским советом ВоГТУ

Cоставитель: И. А. Андрианов, к.т.н., доцент кафедры

автоматики и вычислительной техники

Рецензент: А.Н. Швецов, д.т.н., профессор кафедры

информационных систем и технологий

1. Цель и задачи дисциплины

1.1. Цель преподавания дисциплины

Целью изучения данной дисциплины является изучение принципов устройства и функционирования ЭВМ, а также получения навыков программирования на языке низкого уровня – ассемблере.

1.2. Задачи изучения дисциплины

После изучения курса студенты должны:

а). Знать:

- архитектуру Intel IA-32 с точки зрения программиста - программную модель работы процессора, отличия реального и защищенного режима работы, механизмы адресации памяти, систему команд,

- основные команды и директивы языка ассемблер

б). Уметь:

- разрабатывать и отлаживать программный код на языке ассемблера,

- оптимизировать участки кода на языке высокого уровня с помощью ассемблерных вставок или вызовов процедур из ассемблерных модулей,

в). Иметь представление о:

- базовых элементах, лежащих в основе современных вычислительных систем,

- разновидностях архитектур вычислительных систем, их особенностях, преимуществах и недостатках, областях применения,

- технологиях повышения производительности вычислений, в том числе конвейерах, суперскалярной архитектуре, параллельных вычислениях

1.3. Взаимосвязь курса с другими дисциплинами

Изучение дисциплины предполагает предварительную подготовку студентов по информатике, основам программирования и алгоритмизации, структурам и алгоритмам обработки данных, электронике. Курс будет востребован в профессиональной деятельности выпускников по специальности, а также может быть полезен при последующем обучении в аспирантуре.

2. Рабочая программа курса

2.1. Наименование тем лекций и их содержание

1. Многоуровневая организация вычислительных систем. Поколения ЭВМ. Классификация типов компьютеров.

2. Цифровой логический уровень. Вентили, основные цифровые логические схемы, арифметические схемы.

3. Цифровой логический уровень. Триггеры, регистры, организация памяти, микросхемы процессоров, шины. Примеры.

4. Организация памяти и ввода-вывода в компьютерных системах. Основная память, вспомогательная память, устройства ввода-вывода.

5. Архитектура 32-битных микропроцессоров Intel IA-32. Программная модель, форматы команд, адресация, поддержка многозадачности

6. Конвейеризация и суперскалярность на примере процессоров Intel.

7. Основы ассемблера. Представление данных в памяти ЭВМ.

8. Пересылка данных, адресация, сдвиги, целочисленная арифметика

9. Условные вычисления, циклы. Процедуры. Рекурсия.

10. Обработка массивов и строк.

11. Структуры и макроопределения

12. Основы создания 32-разрядных программ под Windows.

13. Интерфейс ассемблера с языками высокого уровня.

14. Работа с математическим сопроцессором

15. Технологии MMX, SSE, 3DNow

16. Параллельные вычислительные системы

17. Современные архитектуры вычислительных систем