Архитектура ЭВМ

*Данный курс предназначен для формирования базовых знаний по основам организации и функционирования ЭВМ.*

Материалы курса могут использоваться при изучении дисциплины Вычислительная техника и программирование

- Элементы и узлы ЭВМ
- Функциональная организация компьютера
- Архитектурные особенности ЭВМ различных типов и вычислительных сетей
- Микропроцессорная техника



## Введение

Краткая история развития вычислительной техники. Классификация компьютеров. Информационно-логические основы построения ЭВМ. Принципы фон Неймана и классическая архитектура компьютера.

## Микропроцессорные системы

Понятие микропроцессора. Архитектура процессоров. Режимы работы процессоров. Шинная структура связей. Режимы работы микропроцессорной системы. Архитектура микропроцессорных систем. Типы микропроцессорных систем.

## Принципы функционирования процессоров

Адресация операндов: методы адресации, сегментирование памяти, адресация байтов и слов. Регистры процессора: аккумулятор, счетчик команд, указатель стека, индексный регистр, регистр флагов. Система и механизм прерываний микропроцессора. Система команд процессора: команды пересылки данных, арифметические и логические команды, команды переходов, команды управления и обмена данными и другие. Прерывания базовой системы ввода— вывода (BIOS) и операционной системы (ОС). Ассемблирование и дизассемблирование. Отладка и трассировка программ.

## Организация обмена информацией

Типы обмена информацией по шинам. Прохождение сигналов по магистрали. Организация работы с памятью компьютера. Работа устройств ввода/вывода с магистралью. Распределение ресурсов компьютера.

## Интерфейсы компьютера

Системная магистраль ISA. Интерфейс Centronics. Интерфейс RS-232C. Интерфейс шины PCI. Стандарт интерфейса PCMCIA. Последовательный интерфейс USB. AGP-порт.



## Организация персонального компьютера

Архитектура персонального компьютера. Процессоры персональных компьютеров. Память персонального компьютера. Системные устройства. Средства интерфейса пользователя.



## Устройства внешней памяти

Жесткие диски, магнитооптические накопители, устройства типа ZIP и JAZ, устройства, записывающие на компакт-диски (CD Recorder). Принцип записи информации. Стримеры: принцип записи, стандарты лент, технические характеристики стримеров, сфера применения, выбор накопителей на магнитной ленте. Магнитооптические накопители. Отличительные особенности накопителей CD-R, CD-RW, DVD.

## Видеосистема

Мониторы на базе электронно-лучевых трубок (ЭЛТ). Контроллеры дисплея. Графические ускорители (видеоадаптеры). Жидкокристаллические мониторы: пассивная и активная матрицы.

## Устройства ввода/вывода информации

Сканеры. Цифровые камеры и их технические характеристики. Матричные принтеры и принтеры термопечати. Струйные, лазерные и цветопробные принтеры. Принтеры цветные сублимационные и на твердых чернилах. Плоттеры. Графические планшеты.Звуковые карты.





# Занятия

/Занятие 1 Классические принципы устройства ЭВМ

/Занятие 2 Основные и дополнительные компоненты ЭВМ

/Занятие 3 Микропроцессор

/Занятие 4 Микропроцессор 2

/Занятие 10 Устройства внешней памяти

/Занятие 13

# Вопросы

### Блок 1

- Микропроцессорные системы:архитектура, шинная структура связей.
- Принцип открытой архитектуры. Устройство персонального компьютера.
- Устройства внешней памяти: жесткие диски, магнитооптические накопители, накопители типа CD-R, CD-RW, DVD.
- Устройства ввода\вывода информации: видеосистема, сканеры, цифровые камеры, принтеры, плоттеры, звуковые карты.

### Блок 2

- Модели представления знаний: логическая, сетевая, фреймовая, продукционная. Логическое программирование.
- Экспертные системы: понятия, характеристика, структура и классификация

## Тесты

**Начальный уровень**

**Второй уровень**

**Уровень остаточных знаний**



## Тесты по темам

# /Словарь

# Справочные материалы

- Микропроцессоры (Microprocessors)
- Типы процессоров (Types of Processors)
- Микропроцессоры общего назначения(General Purpose Versus Specific Use)
- Процессор обработки цифровых сигналов (DSP)
- Контроллер датчика(Embedded Controller)
- Программируемые машины (Programmable State Machines)
- Graphics Processing Units
- Область применения (Types of Use)
- Обработка сигнала (Signal Processing)
- Опреративные приложения (Real Time Applications)
- Пропускная способность и маршрутизация (Throughput and Routing)
- Sensor monitoring
- General Computing
- Graphics
- Abstraction Layers
- ISA
- Moore's Law
- Clock Rates
- Basic Elements of a Computer
- Архитектура фон Неймана (Von Neumann Architecture)
- Harvard Architecture
- RISC and CISC
- Современные компьютеры (Modern Computers)
- Endian
- Stack
- Microprocessor Components до Registers
- Microprocessor Components перевести Registers до programmer-visible registers
- Microprocessor Components перевести microarchitectural registers
- Microprocessor Components перевести programmer-visible registers

# Ссылки

- Архитектура ЭВМ в английском Викиверситете
- en:Computer Architecture Lab
- Все о серверных технологиях
- Разработка системы CMS
- Процессоры
- Сайт "Учебные модели компьютера"

en:Computer architecture