Варіант №1

1. Поняття архітектури комп’ютерів. Комп'ютер як об'єкт являє собою певним чином організовану обчислювальну систему. Архітектурні характеристики якої дозволяють розробникам та користувачам на певних стадіях життя комп’ютера приймати рішення про реалізацію його можливостей. Архітектура можливості комп’ютера, пов’язані з його складом і функціонуванням, як апаратно програмного комплекса і з метою спрощення задач обслуговування комп’ютера, сучасні комп. виконуються у вигляді окремих апаратних та програмних модулів. Архітектура комп’ютера являє собою сукупність засобів правил та характеристик, які являють собою конкретну реалізацію і які можна використовувати як класифікаційні ознаки комп’ютера.

3. Узагальнений алгоритм обробки переривань Режим переривання використовується, коли з’являється необхідність негайної передачі даних з пристрою вводу даних у мікропроцесор, не передбачена програмою (реакція на неочікувану, виниклу зовнішню умову). При цьому МП повинен перервати роботу за програмою і почати виконувати програму обробки зовнішньої умови. Такий режим називають перериванням. Переривання можливе тільки тоді, коли є команда, що дозволяє МП реагувати на запит на переривання.

Після прийому сигналу переривання МП завершує поточну операцію, передає на зберігання в пам’ять всю інформацію внутрішніх регістрів даних та керування і здійснює перехід до підпрограми обслуговування переривання. Після закінчення обміну інформацією за перериванням здійснюється відновлення стану МП, який існував до початку переривання.

Розрізняють три види переривань: просте, векторне та пріоритетне.

Просте переривання сповіщає про те, що єдиний пристрій вводу/виводу потребує обслуговування мікропроцесором.

Векторне переривання дозволяє розпізнати переривання, якого вимагає будь-яке з периферійних пристроїв. У векторі вказується конкретна адреса пристрою.

Пріоритетне переривання полягає в тому, що, крім розпізнавання переривання, визначається, котрий з пристроїв має пріоритет в обслуговуванні у порівнянні з іншими пристроями.

Схема: зовнішній модем, аудіокарта, графопобудовувач, ПДП, RTC

Варіант №2

1. Класи архітектур апаратних засобів (SISD, SIMD, MISD, MIMD)

SISD – одинарний потік команд, одинарний потік даних. Керування здійснюється одинарною послідовністю команд кожна з яких виконує 1 операцію над даними після чого передає керування наступній команді.

MISD – множинний потік команд, одинарний потік даних. Представляє конвеєрну обробку. Являє ланцюг послідовно з’єднаних процесорів, які керуються паралельними потоками команд. На вхід подається одинарний потік даних, який обробляється кожним з процесорів.

SIMD – одинарний потік інструкцій, множинний потік даних. Процесори мають матричну структуру, вузлами якої є швидкодіючі елементи. На кожен процесор подається свій потік даних, над якою виконується одна і та сама операція.

MIMD – множинний потік команд, множинний потік даних. Використовується в багатопроцесорних системах. Кожен процесор має свій набір команд і обробляє свої дані.

3. Архітектура контролера переривань (РІС)

Традиційний контролер переривань PIC.

Програмований контролер переривань PIC (Programmable Interrupt Controller) реалізується на схемі 8259A фірми Intel (в сучасних ПК реалізований чіпсетом), і підтримує 8 рівнів переривань від 8 різних пристроїв. Основні функції контролера:

-фіксація запитів на переривання від 8 зовншінх джерел;

-програмне маскування запитів, що надходять;

-присвоєння фіксованих або ціклічно змінюваних пріоритетів входам контролера, на які надходять запити;

-ініціалізація виклику процедури обробки апаратного переривання, яке надійшло.

До складу контролеру входять:

-схема управління читанням/записом;

-схема управління;

-схема каскадування;

-регістр запитів на переривання (IRR);

-схема обробки пріоритетів;

-регістр запитів, що обслуговуються (стани, ISR);

-регістр маскування запитів на переривання (IMR).

Розробити схему підключення до системи шин зовнішніх та внутрішніх пристроїв:

відеотермінал, відеокамера, принтер, ПДП, кеш-пам’ять 2 рівня

Варіант №3

1. Архітектура неймановського комп’ютера

Оперативна пам’ять

|

Пристрій вводупроцесорпристрій виводу

Історично нейманівський комп’ютер є першою архітектурою, обчислювальної машини. Його реалізації були притаманні наступні принципи:

1 використання двійкової інформації для представлення даних

2 команди записувались в двійковому форматі однакової довжини

3 керування процесом обчислення здійснювався лише послідовно

4 пам'ять має лінійну організацію, тобто складається з послідовно пронумерованих комірок.

Усі обчислення здійснював процесор. Програми зберігались в оперативній пам’яті. Вхідні дані вводяться через пристрій вводу (клавіатуру). Результати виводяться через пристрій виводу (принтер). При збільшенні продуктивності комп’ютерів неймановської архітектури виявилась невдалою, тому в подальшому почався відхід від їх принципів.

2. Системна пам'ять ПК включає в себе оперативну пам'ять (ОЗП), Кеш-пам’ять, постійну пам'ять (ПЗП), енергонезалежну CMOS-пам'ять.

ОЗП використовується для розміщення операційної системи, зберігання кодів програм і даних, та зберігає інформацію тільки при включеному живленні ПК. При відключенні живлення інформація в ОЗП руйнується.

Кеш-пам’ять є проміжним буфером між мікропроцесором та ОЗП, вона більш швидкодіюча і використовується для скорочення часу доступу до даних.

CMOS-пам'ять зберігає дані про конфігурацію ПК і системний час, і живиться від автономного джерела живлення.

ПЗП програмується при виготовленні ПК, під час роботи використовується тільки в режимі читання і зберігає програму тестування ПК при вмиканні живлення (процедуру POST), а також драйвери управління модулями ПК (BIOS) та оброблювачі апаратних і програмних переривань BIOS.

Схема: монітор, сканер, клавіатура, ПДП, контролер переривань

Варіант №4

1. Основні принципи неймановського комп’ютера

Історично нейманівський комп’ютер є першою архітектурою, обчислювальної машини. Його реалізації були притаманні наступні принципи:

1 використання двійкової інформації для представлення даних

2 команди записувались в двійковому форматі однакової довжини

3 керування процесом обчислення здійснювався лише послідовно

4 пам'ять має лінійну організацію, тобто складається з послідовно пронумерованих комірок.

Усі обчислення здійснював процесор. Програми зберігались в оперативній пам’яті. Вхідні дані вводяться через пристрій вводу (клавіатуру). Результати виводяться через пристрій виводу (принтер). При збільшенні продуктивності комп’ютерів неймановської архітектури виявилась невдалою, тому в подальшому почався відхід від їх принципів

2. Системна пам’ять пк. Bios

Системна пам'ять ПК включає в себе оперативну пам'ять (ОЗП), Кеш-пам’ять, постійну пам'ять (ПЗП), енергонезалежну CMOS-пам'ять.

ОЗП використовується для розміщення операційної системи, зберігання кодів програм і даних, та зберігає інформацію тільки при включеному живленні ПК. При відключенні живлення інформація в ОЗП Схемаруйнується.

Кеш-пам’ять є проміжним буфером між мікропроцесором та ОЗП, вона більш швидкодіюча і використовується для скорочення часу доступу до даних.

CMOS-пам'ять зберігає дані про конфігурацію ПК і системний час, і живиться від автономного джерела живлення.

ПЗП програмується при виготовленні ПК, під час роботи використовується тільки в режимі читання і зберігає програму тестування ПК при вмиканні живлення (процедуру POST), а також драйвери управління модулями ПК (BIOS) та оброблювачі апаратних і програмних переривань BIOS.

Схема: відеокарта, миша, плоттер, ПДП, системний таймер

Варіант №5

1. Архітектура універсальних комп’ютерів-мейнфреймів

Мейнфрейм (англ. Mainframe) - Велика універсальна ЕОМ високопродуктивний комп'ютер із значним обсягом оперативної і зовнішньої пам'яті, призначений для організації централізованих сховищ даних великої місткості і виконання інтенсивних обчислювальних робіт.

Середній час напрацювання на відмову оцінюється в 12—15 років. Надійність мейнфреймів — це результат майже 60-річного

їх вдосконалення.

Їх основною особливістю є паралельна та асинхронна робота та спеціальні процесори для роботи з каналами вводу-виводу. Ці процесори здійснюють керування периферійними пристроями. Взаємодія пристроїв з цп здійснюється за допомогою переривань. Така архітектура є найбільш швидкодіючою але потребує значних апаратних затрат та складності в проектуванні. Мейнфрейми можуть ізолювати і виправляти більшість апаратних і програмних помилок.

В мейнфреймах використовується пам'ять, що виправляє помилки. Помилки не приводять до руйнування даних в пам'яті, або даних, що очікують пристрою уведення-виведення. Дискові підсистеми побудовані на основі RAID-масивів з гарячою заміною і вбудованих засобів резервного копіювання гарантують від втрат даних.

2. Системна пам’ять пк. Види мікросхем пзп.

Системна пам'ять ПК включає в себе оперативну пам'ять (ОЗП), Кеш-пам’ять, постійну пам'ять (ПЗП), енергонезалежну CMOS-пам'ять.

ОЗП використовується для розміщення операційної системи, зберігання кодів програм і даних, та зберігає інформацію тільки при включеному живленні ПК. При відключенні живлення інформація в ОЗП руйнується.

Кеш-пам’ять є проміжним буфером між мікропроцесором та ОЗП, вона більш швидкодіюча і використовується для скорочення часу доступу до даних.

CMOS-пам'ять зберігає дані про конфігурацію ПК і системний час, і живиться від автономного джерела живлення.

ПЗП програмується при виготовленні ПК, під час роботи використовується тільки в режимі читання і зберігає програму тестування ПК при вмиканні живлення (процедуру POST), а також драйвери управління модулями ПК (BIOS) та оброблювачі апаратних і програмних переривань BIOS.

Мікросхеми ПЗП мають байтову структуру ємністю від 16 Кбайт до 256 Кбайт і поділяються на ПЗП, що програмуються при їхньому виробництві (найбільш дешеві), ПЗП, що програмуються спеціальними приладами (програматорами), і перепрограмуємі ПЗП з ультрафіолетовим або електронним стиранням.

Схема: НГМД, миша, мережна карта, контролер переривань, кеш-пам’ять 2 рівня

Варіант №6

1. Магістральна архітектура міні- та мікрокомп’ютерів

2. Системна пам’ять ПК. Кеш-пам’ять.

3. Організація паралельного зв’язку. Режими.