Программа по дисциплине «Организация и функционирование эвм» цели и задачи дисциплины дисциплина «Организация и функционирование эвм»

• 
  об архитектуре современных ЭВМ;
  
• 
  о базовых принципах построения средств вычислительной техники;
  
• 
  об основных комплектующих персонального компьютера;
  
• 
  об организации и структуре ввода-вывода данных;
  
• 
  об арифметических и логических основах ЭВМ;
  

• 
  базовые устройства современных вычислительных машин;
  
• 
  устройства ввода-вывода и периферийные устройства;
  

• 
  чтения структурных схем устройств ЭВМ и машины в целом;
  

1.1. Арифметические и логические основы построения ЭВМ.

Понятие информации. Формы представления информации. Понятия алгоритма, программы, операции, команды, адреса. Позиционные и непозиционные системы счисления. Формы представления чисел в ЭВМ. Представление чисел в прямом, обратном и дополнительном кодах.

1.2. Принципы построения современных ЭВМ.

Принципы построения и структура ЭВМ Дж. фон Неймана. Функционально-структурная организация ЭВМ. Архитектура ЭВМ. Этапы развития средств ВТ. Классификация средств ВТ.

1.3. Общая структура аппаратных и программных средств ВТ. Организация традиционного машинного уровня ЭВМ. Особенности архитектур основных типов ЭВМ.

2.1. Процессы и средства управления процессами в ЭВМ.

Понятие процесса, управление процессами. Назначение и структура процессора. Система команд. Управляющие функции процессора. Внутренняя память процессора. Процессоры с различной организацией внутренней памяти.

2.2. Управляющие автоматы.

Общие принципы организации управляющих автоматов. Управляющие автоматы с жесткой логикой. Программируемые логические матрицы в управляющих автоматах. Управляющие автоматы с программируемой логикой. Микропрограммное управление.

2.3. Принципы организации арифметико-логических устройств.

Назначение и структура АЛУ. Структура и микропрограмма АЛУ для сложения и вычитания чисел с фиксированной точкой. Устройства для выполнения логических операций. Особенности операций десятичной арифметики. Операции над числами с плавающей точкой. Многофункциональное АЛУ.

2.4. Микропроцессоры.

Общие сведения о микропроцессорах. Организация микропроцессоров с различной разрядностью. Особенности адресации и системы команд малых и микроЭВМ. Микропрограммная интерпретация языка команд ЭВМ. Сопоставление программистских моделей машин общего назначения, микроЭВМ и микропроцессоров.
3. Память ЭВМ

3.1. Память ЭВМ, общие сведения.

Назначение и основные характеристики устройств памяти. Иерархическая структура памяти ЭВМ. Программно-аппаратное управление памятью ЭВМ. Функциональная организация памяти ЭВМ. Структуры адресных запоминающих устройств.

3.2. Внутренняя память ЭВМ.

Основная, внешняя и архивная память. Классификация БИС ЗУ. Организация и функционирование БИС ОЗУ статического и динамического типов. Принципы организации БИС ПЗУ и ППЗУ. Организация модулей основной памяти. Классификация модулей ОЗУ ПК.

3.3. Внешняя память ЭВМ.

Основные характеристики внешних запоминающих устройств. Методы записи информации на магнитный носитель. Размещение информации на магнитных лентах и дисках. Оптические и магнитооптические запоминающие устройства. Классификация и области применения современных внешних запоминающих устройств.

3.4. Управление памятью ЭВМ.

Средства управления внутренней и внешней памятью ЭВМ. Программно-аппаратная организация управления модулями основной памяти. Аппаратное управление внешними запоминающими устройствами. Интерфейсы связи, классификация, области применения, сравнительные характеристики.
4. Устройства ввода–вывода, периферийные устройства ЭВМ

4.1. Управление вводом-выводом.

Проблемы организации систем ввода-вывода. Основные принципы построения и структуры системы ввода-вывода. Режимы и структура команд ввода-вывода. Программный ввод-вывод. Ввод-вывод в режиме прерываний. Организация блоков обработки прерываний. Ввод-вывод с прямым доступом к памяти.

4.2. Каналы ввода-вывода.

Основные функции каналов ввода-вывода. Управляющая информация для операций ввода-вывода. Основные типы и структуры каналов ввода-вывода. Буферы данных в системах ввода-вывода. Элементы организации интерфейсов.

4.3. Периферийные устройства ПК.

1. 
   Понятие алгоритма, программы, операции, команды, адреса.
   
2. 
   Принципы построения, структура ЭВМ Дж. фон Неймана.
   
3. 
   Этапы развития ЭВМ.
   
4. 
   Классификация средств ВТ.
   
5. 
   Архитектура ЭВМ.
   
6. 
   Многоуровневая организация ЭВМ.
   
7. 
   Аппаратные и программные средства ВТ.
   
8. 
   Принципы построения систем управления с ЭВМ.
   
9. 
   Назначение и организация памяти ЭВМ.
   
10. 
    Иерархическая организация и сравнительные характеристики устройств памяти.
    
11. 
    Основная память ЭВМ.
    
12. 
    Классификация БИС памяти.
    
13. 
    Внешние ЗУ на магнитных, оптических и магнитооптических дисках.
    
14. 
    Принципы организации записи и чтения информации на внешних запоминающих устройствах.
    
15. 
    Принцип программного и микропрограммного управления.
    
16. 
    Система команд ЭВМ.
    
17. 
    Общие принципы организации управляющих автоматов.
    
18. 
    Структура и принцип работы устройства управления процессора (организация управления в управляющих автоматах).
    
19. 
    Сегментная и страничная адресации памяти.
    
20. 
    Процессор с программным и микропрограммным управлением.
    
21. 
    Функции и структура операционного устройства.
    
22. 
    Арифметико-логические устройства.
    
23. 
    Логические операции.
    
24. 
    Архитектура микропроцессоров.
    
25. 
    Однокристальные микропроцессоры. Однокристальные микро-ЭВМ.
    
26. 
    Тенденции развития архитектуры микропроцессоров.
    
27. 
    Системный блок персонального компьютера. Материнские платы. Память ОЗУ. Кэш-память. BIOS и CMOS RAM.
    
28. 
    Системные и локальные шины.
    
29. 
    Жесткие накопители информации (винчестеры). Интерфейсы накопителей. Флоппи-диски. Накопители на компакт-дисках.
    
30. 
    Мониторы. Видеоадаптеры.
    
31. 
    Назначение периферийных устройств.
    
32. 
    Периферийные устройства персональных компьютеров: клавиатура; мыши; сканеры, матричные, струйные и лазерные принтеры; плоттеры; модемы; звуковые карты.
    
33. 
    Определение и назначение программного обеспечения (ПО). Этапы развития ПО.
    
34. 
    Классификация ПО для различных классов: общее (системное) и специальное ПО ЭВМ общего назначения. ПО "встраиваемых микро-ЭВМ".
    
35. 
    Определение операционной системы (ОС). Уровни ОС и распределение функций по уровням.
    
36. 
    Организация управления памятью.
    
37. 
    Схема прохождения исходного программного модуля до загрузочного в ЭВМ.
    
38. 
    Этапы тестирования и отладки программных средств.
    
39. 
    Понятие о вычислительном комплексе, вычислительной системе и вычислительной сети как развитии понятия ЭВМ в процессе эволюции средств вычислительной техники.
    
40. 
    Понятие о многомашинном и многопроцессорном комплексах. Особенности организации вычислительных процессов. Сравнительная характеристика, условия применения.
    

2.Гук М., Юров В. Процессоры Pentium 4, Athlon и Duron. - СПб.: Питер, 2002.- 512 c.

3.Таненбаум Э. Архитектура компьютеров. СПб.: Питер, 2007. - 848 с.

4. Корнеев В.В., Киселев А.В.Современные микропроцессоры, 3-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 440 с.

5. Корнеев В.В. Параллельные вычислительные системы. - М.: Нолидж, 1999. - 311 c.

6.Касперски К. Техника оптимизации программ. Эффективное использование памя- ти. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. - 464 с.

7. Грушин В.В. Выполнение математических операций в ЭВМ. Погрешности компьютерной арифметики: Учебное пособие / СПбГЭТУ "ЛЭТИ". СПб., 1999.- 56 с.

8. Папков В.И. Система памяти ЭВМ (Функциональный подход). Учеб.пособие. СПб.: Изд.центр СПбГМТУ. 2002. 238 с.

9. Столлингс В. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. 5-е издание. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2002. - 896 с.

10. Рэндал Э. Брайант, Дэвид О’Халларон. Компьютерные системы: архитектура и программирование (ComputerSystems:A Programmer’sPerspective). Издательство: БХВ-Петербург, 2005 г. - 1186 с.

11. Э. Таненбаум. Архитектура компьютера. 5-е изд. – СПб.: Питер, 2007. - 844 с.
Дополнительная литература
1.Антошина И.В., Котов Ю.Т. Микропроцессоры и микропроцессорные системы (аналитический обзор): Учебное пособие. - М.: МГУЛ, 2005. - 432 с.

2.Шнитман В. Современные высокопроизводительные компьютеры, информа -ционно-аналитические материалы Центра Информационных Технологий, 1996. (http://www.citforum.ru/hardware/svk/contents.shtml).

3.Информационно-аналитические материалы по параллельным вычислениям (http://www.parallel.ru, http://www.ccas.ru , www.mcs.anl.gov).

4.Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А.Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы: Учебно-методический комплекс. – М.: Изд. центр ЕАОИ. 2009. – 292 с.

5.Джордейн Р.Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT. – М.: Финансы и статистика, 1992. - 543с.

6.Колдаев В.Д. Основы алгоритмизации и программирования: учебное пособие. – М.: Инфра, 2012. – 416 с.

6.Окулов С.М. Основы программирования. – М.: БИНОМ, 2012. – 336 с.

7.Мотов В.В. Word, Excel, Power Pont: учебное пособие.– М.:ИНФРА-М,2012.–206 с.

8.Мезенцев К.Н. Автоматизированные информационные системы: учебник для студентов учреждений среднего профессионального образования. – М.: Академия, 2012. – 176 с.

9.Щербакова Т.Ф., Козлов С.В., Коробков А.А. Вычислительная техника и информационные технологии: учебное пособие для студентов учреждений высшего профессионального образования. – М.: Академия, 2012. – 304 с.

10.Шевченко В.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации:учебник. – М.: КноРус, 2012. – 288 с.

11.Симонович С.В. и др.Информатика. Базовый курс: учебник для вузов, изд. 3. – СПб.: Питер, 2012. – 640 с.

12.Безручко В.Т. Компьютерный практикум по курсу «Информатика»: Учебное пособие. – ИД ФОРУМ, ИНФРА-М, 2012. – 368 с.

13.Леонтьев В.П.Новейшая энциклопедия.Компьютер и Интернет 2012.- Олма Медиа Гр., 2012. – 960 с.

14.Гавриленко А.О. Новый англо-русский словарь-справочник пользователей ПК, ноутбуков, КПК, смартфонов. – Корона-Век, 2012.- 384 с.

15.Бройдо В.Л., Ильина О.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учебник для вузов.4-е изд. - СПб.:Питер,2011.-560с.