Инспектор
Вы можете этот курс.
Опубликован: 18.05.2006 | Уровень: для всех | Доступ: платный | ВУЗ: Ульяновский государственный университет
Рассматриваются принципы построения и направления развития ЭВМ, архитектура вычислительной системы, разъясняются особенности режимов работы процессоров, приводится иерархическая система памяти компьютера, разъясняется организация прерываний, прямого доступа в память и ввода/вывода.
Большое внимание уделяется архитектурным особенностям и режимам работы 16-битных процессоров фирмы Intel и базовой структуре микропроцессоров IA-32: основным регистрам, режимам работы; страничной и сегментной адресации памяти; многозадачности; формату команд, а также некоторым особенностям архитектуры. Приводится анализ развития процессоров фирмы Intel от 8086 до Pentium 4. Разъясняются такие базовые понятия, как конвейеризация шины, режим пакетирования, суперскалярная архитектура, динамическое исполнение программ и особенности новых архитектурных решений: SIMD и NetBurst. Кроме микропроцессоров IA-32, рассматривается структура процессоров семейства МС680х0 фирмы Motorola и архитектура современных RISC процессоров. Анализируется иерархическая подсистема памяти, организация кэш-памяти и особенности обновления информации, перспективы развития технологий DRAM. Характеризуются обмен с прерываниями и организация прямого доступа к памяти. Взаимодействие ПЭВМ и сопроцессора приводится для микропроцессоров IA-32 и МС680х0. Рассматривается состав и характеристика периферийных устройств. Предлагаются для рассмотрения основные классы параллельных систем, их характеристики и особенности.
Цель: Заложить методически правильные основы знаний о принципах организации и функционирования отдельных устройств и ЭВМ в целом, необходимые будущим специалистам в области автоматизированных систем управления и обработки информации.
Необходимые знания: Желательно знание основ микропроцессорной техники и системного программирования.
Предварительные курсы |
План занятий
| Занятие | Заголовок << | Дата изучения |
|---|---|---|
| - | ||
Лекция 114 минут | Введение
В этой лекции кратко приведена история развития информатики, рассматриваются принципы построения, поколения и классификация ЭВМ и принципы их построения, а также основные модели ПЭВМ.
Цель: познакомить учащихся с историей развития информатики, сформировать знания о принципах построения ЭВМ, и умения определять, к какому классу ЭВМ относятся современные вычислительные машины.
Оглавление | - |
Тест 118 минут | - | |
Лекция 221 минута | Архитектура 16-битных микропроцессоров семейства Intel IA-32
В этой лекции анализируется базовая архитектура процессора 8086: основные регистры, адресация памяти, режимы работы и ее развитие в процессоре 80286.
Цель: познакомить учащихся с архитектурными особенностями и режимами работы 16-битных процессоров фирмы Intel, сформировать знания о формировании адреса в разных режимах работы процессора.
Оглавление | - |
Тест 218 минут | - | |
Лекция 337 минут | Архитектура 32-битных микропроцессоров семейства Intel IA-32. Часть 1
В данной части лекции рассматривается базовая структура микропроцессоров IA-32: программная модель, основные регистры и формат команд.
Цель: познакомить учащихся с программной моделью IA-32, сформировать знания о некоторых архитектурных особенностях микропроцессоров IA-32.
Оглавление | - |
Тест 318 минут | - | |
Лекция 440 минут | Архитектура 32-битных микропроцессоров семейства Intel IA-32. Часть 2
В данной части лекции рассматриваются режимы работы микропроцессоров IA-32; страничная и сегментная адресация; многозадачность, а также некоторые особенности архитектуры.
Цель: познакомить учащихся с особенностями работы микропроцессоров IA-32, сформировать знания о принципах реализации многозадачности и представления о проблемах защиты задач в многозадачной среде, сформировать умения и навыки правильно выбрать и использовать режим работы микропроцессора.
Оглавление | - |
Тест 418 минут | - | |
Лекция 513 минут | Конвейеризация. Новые возможности микропроцессоров IA-32
В данной лекции рассматриваются развитие конвейерной структуры микропроцессоров IA-32 и новые технологии, повышающие производительность этих микропроцессоров: суперскалярная архитектура, динамическое (спекулятивное) исполнение команд.
Цель: познакомить студентов с некоторыми принципами параллельной обработки данных благодаря конвейерам команд и суперскалярности, сформировать умения и навыки определять эффективность того или иного кода в зависимости от особенностей архитектуры ЦП.
Оглавление | - |
Тест 518 минут | - | |
Лекция 636 минут | Анализ развития процессоров фирмы Intel: семейство Pentium
В этой лекции рассматриваются организация и режимы работы процессоров семейства Pentium, SIMD-расширения архитектуры IA-32, микроархитектура NetBurst, приводится алгоритм инициализации ЭВМ на базе процессоров х86.
Цель: познакомить учащихся с особенностями новых архитектурных решений: SIMD и NetBurst; сформировать знания о MMX- и SSE-инструкциях, о новых типах данных, сформировать умения и навыки правильного выбора и использования режима работы микропроцессора.
Оглавление | - |
Тест 618 минут | - | |
Лекция 711 минут | Микропроцессоры семейства МС680х0 фирмы Motorola
В этой лекции анализируются характеристики микропроцессоров i8086 и MC68000 фирмы Motorola, рассматриваются программные модели пользователя и супервизора, разъясняется распараллеливание функций в структуре микропроцессоров фирмы Motorola.
Цель: показать преемственность программных моделей пользователя и супервизора, разъяснить метод повышения производительности процессора через распараллеливание функций в структуре микропроцессоров фирмы Motorola.
Оглавление | - |
Тест 718 минут | - | |
Лекция 836 минут | Сопроцессоры
В этой лекции речь идет о способах обмена информацией между ЦП и сопроцессором, о функциях математического сопроцессора и особенностях программирования ПЭВМ с сопроцессором. Рассматривается структура сопроцессоров семейства Intel x87 и блока вещественной арифметики (FPU) процессоров Pentium, а также организация сопроцессорного интерфейса ЦП семейства Motorola MC680х0.
Цель: познакомить с основными принципами организации сопроцессоров, сформировать умения и навыки, необходимые для понимания работы систем с сопроцессорами.
Оглавление | - |
Тест 818 минут | - | |
Лекция 937 минут | Организация памяти вычислительной системы
В данной лекции рассматриваются вопросы организации подсистемы памяти персональных компьютеров, иерархия памяти, варианты архитектуры и алгоритмов функционирования кэш-памяти. Проведен обзор существующих технологий асинхронной и синхронной динамической памяти (DRAM).
Цель: познакомить с иерархией подсистемы памяти ПК, с вопросами организации кэш-памяти, рассмотреть перспективы развития технологий DRAM, сформировать умения и навыки оценки эффективности и производительности подсистемы памяти вычислительной системы.
Оглавление | - |
Тест 918 минут | - | |
Лекция 1021 минута | Архитектура RISC-процессоров
В этой лекции рассматриваются основные черты RISC-процессоров и характеристики современных RISC-процессоров на примере Alpha 21264 и PA-8000, основные направления развития и области применения RISC-процессоров, а также анализируются черты RISC-архитектуры в семействе IA-32.
Цель: познакомить учащихся с историей появления процессоров RISC-архитектуры, с основными чертами RISC-процессоров, с характеристиками современных RISC-процессоров, сформировать умения выделять черты RISC-архитектуры в современных процессорах IA-32.
Оглавление | - |
Тест 1018 минут | - | |
Лекция 1133 минуты | Параллельные системы
В этой лекции рассматриваются основные классы параллельных систем, их характерные особенности, технологии параллельного программирования и способы оценки производительности супер-ЭВМ.
Цель: ознакомить учащихся с основными классами параллельных систем, разъяснить методы конвейерной и параллельной обработки данных, сформировать умения и навыки правильной оценки производительности суперкомпьютера.
Оглавление | - |
Тест 1118 минут | - | |
Лекция 1220 минут | Современные архитектуры вычислительных систем
В этой лекции речь идет об особенностях VLIW-архитектуры, IA-64 и EPIC, разъясняются архитектурные решения Е2К, реализованные в суперкомпьютере Эльбрус 3, приводятся сравнительные характеристики E2K и Alpha 21264.
Цель: познакомить учащихся с характерными чертами современных архитектур вычислительных систем: VLIW, IA-64 и EPIC; сформировать умения анализировать архитектуру вычислительной системы и выделять ее особенности.
Оглавление | - |
Тест 1218 минут | - | |
Лекция 1342 минуты | Организация обмена в вычислительной системе
В данной лекции рассматриваются две подсистемы, обеспечивающие обмен данными между периферийными устройствами и ЦП. Речь идет о подсистеме обработки аппаратных прерываний и подсистеме прямого доступа к памяти.
Цель: познакомить студентов с видами событий в вычислительной системе на основе IA-32, сформировать представление об организации доставки асинхронных сигналов (прерываний) центральному процессору, о способе организации обмена в вычислительной системе на основе прямого доступа периферийного устройства к памяти.
Оглавление | - |
Тест 1318 минут | - | |
Лекция 141 час 8 минут | Интерфейсы вычислительных систем
В данной лекции вводится понятие интерфейса, рассматриваются основные интерфейсные функции и технические характеристики интерфейсов ввода/вывода, приводятся системные интерфейсы микроЭВМ и их особенности.
Цель: познакомить учащихся с шинами расширения, используемыми в архитектуре ПК в настоящее время, с их характеристиками и особенностями, научить определять возможности системных интерфейсов и оценивать их пропускную способность.
Оглавление | - |
Тест 1418 минут | - | |
Лекция 151 час 16 минут | Интерфейсы периферийных устройств
В данной лекции рассматриваются универсальные периферийные интерфейсы для подключения внешних устройств к персональному компьютеру.
Цель: познакомить учащихся с примерами организации взаимодействия ПК и периферийных устройств, а также обозначить основные тенденции развития интерфейсов вычислительных систем.
Оглавление | - |
Тест 1518 минут | - | |
Лекция 161 час 8 минут | Состав, классификация и характеристики периферийных устройств
В данной лекции рассматриваются основные типы периферийных устройств для ПК, их принципы работы и основные характеристики.
Цель: ознакомление с назначением различных периферийных устройств ПК и принципами их работы, создание представления о способах кодирования, обработки, хранения и передачи информации в различных периферийных устройствах, развитие умений и навыков сравнения и выбора периферийных устройств для решения поставленных задач.
Оглавление | - |
Тест 1618 минут | - | |
Лекция 1736 минут | Тенденции развития средств вычислительной техники
В этой лекции рассматриваются тенденции развития микропроцессоров, разъясняются основные направления развития нанотехнологий, приводятся примеры современных достижений на базе нанотехнологий.
Цель: познакомить учащихся с основными направлениями развития средств вычислительной техники; сформировать умения и навыки определения эффективности того или иного способа достижения повышения производительности микропроцессоров.
Оглавление | - |
Тест 1718 минут | - | |
5 часов | - |
