Архитектура эвм вопросы к экзамену

Вопросы для подготовки к экзамену

1. История развития
вычислительных средств. Материал для подготовки 

2. Классификация ЭВМ. Материал для подготовки

3. Системы
счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ и их свойства. Перевод чисел
из одной системы счисления в другую. Материал для подготовки

4. Представление
чисел и форматы их хранения в ЭВМ. 
Алгебраическое представление двоичных чисел. Операции с числами в прямом
двоичном, восьмеричном  и
шестнадцатеричном кодах. Материал для подготовки

5. Виды информации и
способы ее представления в ЭВМ. Материал для подготовки

6.  Кодирование
символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др. Материал для подготовки

7. Кодирование
графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие
информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG. Материал для подготовки

8.  Базовые
логические операции и схемы. Таблицы истинности. Схемные логические элементы
ЭВМ. Материал для подготовки

9.  Логические узлы
ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические
матрицы, их назначение и применение. Материал для подготовки

10.  Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы
(архитектура) фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур
ЭВМ. Материал для подготовки

11.  Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ. Структура
процессора. Материал для подготовки

12.  Структура команды процессора. Цикл выполнения команды.
Понятие рабочего цикла, рабочего такта. Принципы распараллеливания операций и
построения конвейерных структур. Классификация команд. Системы команд и классы
процессоров. Материал для подготовки

13.  Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение и
классификация. Структура и функционирование АЛУ. Материал для подготовки

14.  Интерфейсная часть процессора: назначение, состав,
функционирование. Организация работы и функционирование процессора. Материал для подготовки

15.  Иерархическая структура памяти. Основная память ЭВМ.
Оперативное и постоянное запоминающие устройства: назначение и основные
характеристики. Материал для подготовки

16.  Организация оперативной памяти. Адресное и
ассоциативное ОЗУ: принцип работы и сравнительная характеристика. Виды
адресации. Линейная, страничная, сегментная память. Стек. Плоская и
многосегментная модель памяти. Материал для подготовки

17.  Кэш-память: назначение, структура, основные
характеристики. Организация кэш-памяти: с прямым отображением,
частично-ассоциативная и полностью ассоциативная кэш-память. Материал для подготовки

18.  Динамическая память: принцип работы, обобщенная структурная
схема, режимы работы, модификации динамической оперативной памяти, основные
модули памяти, наращивание емкости памяти. Материал для подготовки

19.  Статическая память: применение и принцип работы, основные
особенности, разновидности статической памяти. Материал для подготовки

20.  Устройства специальной памяти: постоянная память
(ПЗУ), перепрограммируемая постоянная память (флэш-память),  видеопамять. Назначение, особенности,
применение. Базовая система ввода/вывода (BIOS): назначение, функции, модификации. Материал для подготовки

21.  Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов. Материал для подготовки

22.  Организация взаимодействия ПК с периферийными
устройствами. Чипсет: назначение и схема функционирования. Материал для подготовки

23.  Общая структура ПК с подсоединенными периферийными
устройствами. Системная шина и ее параметры. Интерфейсные шины и связь с
системной шиной. Системная плата: архитектура и основные разъемы. Материал для подготовки

24.  Внутренние интерфейсы ПК: шины ISA, EISA, VCF, VLB, PCI, AGP и их
характеристики. Материал для подготовки

25.  Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI.
Современная модификация и характеристики интерфейсов IDE/ATA и SCSI. Материал для подготовки

26.  Внешние интерфейсы компьютера. Последовательные и
параллельные порты. Последовательный порт стандарта RS-232: назначение, структура кадра данных, структура
разъемов. Параллельный порт ПК: назначение и структура разъемов. Материал для подготовки

27. 
Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 1394 (FireWire). Интерфейс стандарта 802.11 (Wi—Fi). Материал для подготовки

28.  Режимы работы процессора. Характеристика реального
режима процессора 8086. Адресация памяти реального режима. Материал для подготовки

29.  Основные понятия защищенного режима. Адресация в
защищенном режиме. Дескрипторы и таблицы. Системы привилегий. Защита. Материал для подготовки

30.  Переключение задач. Страничное управление памятью. Виртуализация
прерываний. Переключение между реальным и защищенным режимами. Материал для подготовки

31.  Основы программирования процессора. Выбор и дешифрация
команд. Выбор данных из регистров общего назначения и микропроцессорной памяти.
Обработка данных и их запись. Выработка управляющих сигналов. Материал для подготовки

32.  Основные команды процессора. Подпрограммы. Виды и
обработка прерываний. Этапы компиляции исходного кода в машинные коды и способы
отладки. Использование отладчиков. Материал для подготовки

33.  Основные характеристики процессоров. Идентификация
процессоров. Совместимость процессоров. Типы сокетов. Материал для подготовки

34.  Обзор современных процессоров ведущих мировых
производителей. Материал для подготовки

35.  Процессоры нетрадиционной архитектуры. Клеточные и
ДНК-процессоры. Нейронные процессоры. Материал для подготовки

36.  Назначение и характеристики ВС. Организация вычислений
в вычислительных системах. ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и
потока данных. Ассоциативные системы. Матричные системы. Материал для подготовки

37.  Конвейеризация вычислений. Конвейер команд, конвейер
данных. Суперскаляризация. Материал для подготовки

38.  Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд
и данных: ОКОД (SISD), ОКМД (SIMD), МКОД (MISD),
МКМД (MIMD). Материал для подготовки

39.  Классификация многопроцессорных ВС с разными способами
реализации памяти совместного использования: UMA, NUMA, COMA. Сравнительные характеристики, аппаратные и
программные особенности. Материал для подготовки

40.  Классификация 
многомашинных ВС: MPP, NDW и COW. Назначение,
характеристики, особенности. Материал для подготовки

41.  Примеры ВС различных типов. Преимущества и недостатки
различных типов вычислительных систем. Материал для подготовки

Вопросы к экзамену по предмету «Архитектура эвм»

1. Понятие
   архитектуры ВС.

Ответ:
Архитектура ВС — совокупность характеристик
и параметров, определяющих
функционально-логическую и структурную
организацию системы. Понятие архитектуры
охватывает общие принципы построения
и функционирования, наиболее существенные
для пользователей, которых больше
интересуют возможности систем, а не
детали их технического исполнения.

1. Классификация
   ВС. Классическая структура ВС (структура
   Фон Неймана).

Ответ:
Поскольку ВС появились как параллельные
системы, то и рассмотрим классификацию
архитектур под этой точкой зрения.

Эта
классификация архитектур была предложена
Флинном (M. Flynn) в начале 60-х гг. В ее основу
заложено два возможных вида параллелизма:
независимость потоков заданий (команд),
существующих в системе, и независимость
(несвязанность) данных, обрабатываемых
в каждом потоке. Классификация до
настоящего времени еще не потеряла
своего значения. Однако подчеркнем,
что, как и любая классификация, она носит
временный и условный характер. Своим
долголетием она обязана тому, что
оказалась справедливой для ВС, в которых
ЭВМ и процессоры реализуют программные
последовательные методы вычислений. С
появлением систем, ориентированных на
потоки данных и использующих ассоциативную
обработку, классификация может быть
некорректной.

Согласно
данной классификации существуют четыре
основные архитектуры ВС:

1)
одиночный поток команд — одиночный поток
данных (ОКОД), в английской аббревиатуре
Single Instruction Single Data (SISD), — одиночный поток
инструкций — одиночный поток данных;

2)
одиночный поток команд — множественный
поток данных (ОКМД), или Single Instruction
Multiple Data (SIMD), — одиночный поток инструкций
-множественный поток данных;

3)множественный
поток команд — одиночный поток данных
(МКОД), или Multiple Instruction Single Data (MISD), —
множественный поток инструкций —
одиночный поток данных;

4)множественный
поток команд — множественный поток
данных (МКМД), или Multiple histruction Multiple Data
(MIMD), — множественный поток инструкций
— множественный поток данных.

Фон
Нейман не только выдвинул основополагающие
принципы логического устройства ЭВМ,
но и предложил ее структуру, которая
воспроизводилась в течение первых двух
поколений ЭВМ. Основными блоками по
Нейману являются устройство управления
(УУ) и арифметико-логическое устройство
(АЛУ) (обычно объединяемые в центральный
процессор), память, внешняя память,
устройства ввода и вывода. Схема
устройства такой ЭВМ представлена на
рис. 1. Следует отметить, что внешняя
память отличается от устройств ввода
и вывода тем, что данные в нее заносятся
в виде, удобном компьютеру, но недоступном
для непосредственного восприятия
человеком. Так, накопитель на магнитных
дисках относится к внешней памяти, а
клавиатура – устройство ввода, дисплей
и печать – устройства вывода.

1. Структура
   микропроцессора.

Ответ:
В состав микропроцессора входят следующие
устройства.

1.
Арифметико-логическое устройство
предназначено для выполнения всех
арифметических и логических операций
над числовой и символьной информацией.

2.
Устройство управления координирует
взаимодействие различных частей
компьютера.

3.
Микропроцессорная память предназначена
для кратковременного хранения, записи
и выдачи информации, используемой в
вычислениях непосредственно в ближайшие
такты работы машины. Микропроцессорная
память строится на регистрах и используется
для обеспечения высокого быстродействия
компьютера, так как основная память не
всегда обеспечивает скорость записи,
поиска и считывания информации,
необходимую для эффективной работы
быстродействующего микропроцессора.

4.
Интерфейсная система микропроцессора
предназначена для связи с другими
устройствами компьютера.

К
микропроцессору и системной шине наряду
с типовыми внешними устройствами могут
быть подключены и дополнительные платы
с интегральными микросхемами, расширяющие
и улучшающие функциональные возможности
микропроцессора. К ним относятся
математический сопроцессор, контроллер
прямого доступа к памяти, сопроцессор
ввода-вывода, контроллер прерываний и
др.

1. Особенности
   RISC-архитектуры процессора.

Ответ:
1.Фиксированная длина машинных команд
(например, 32 бита) и простой формат
команды. 2.Специализированные команды
для операций с памятью — чтения или
записи. Операции вида «прочитать-изменить-записать»
отсутствуют. Любые операции «изменить»
выполняются только над содержимым
регистров (т. н. архитектура load-and-store).
3.Большое количество регистров общего
назначения (32 и более). 4.Отсутствие
поддержки операций вида «изменить» над
укороченными типами данных — байт,
16-битное слово. Так, например, система
команд DEC Alpha содержала только операции
над 64-битными словами, и требовала
разработки и последующего вызова
процедур для выполнения операций над
байтами, 16- и 32-битными словами. 5.Отсутствие
микропрограмм внутри самого процессора.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Вопросы к экзамену по архитектуре ЭВМ

Вопросы к экзамену по архитектуре ЭВМ

осенний семестр 2011г.

Теория

1. Архитектура ЭВМ фон Неймана.

2. Регистровая модель МП I8086. Назначение регистров.

3. Регистр флагов МП I8086. Назначение регистра, флаги состояния, флаги управления.

4. Принцип адресации памяти МП I8086: размер адресного пространства, сегментация, сегмент, логический и физический адреса.

5. Логические сегменты программы. Адресация сегментов.

6. Сегмент стека. Адресация стека, команды работы со стеком, изменение состояния стека.

7. Режимы адресации МП I8086.

8. Общий алгоритм выполнения команды МП I8086.

9. Общий формат команды МП I8086.

10. Формат двухоперандной команды. Назначение служебных полей постбайта и кода операции.

11. Система прерываний МП I8086. Понятие прерывания, вектора прерывания. Таблица векторов прерываний.

12. Механизм обработки прерываний в вычислительных системах на базе МП I8086

13. Внешние (аппаратные) прерывания.

14. Логическая структура контроллера прерываний.

15. Управление вводом-выводом

16. Особенности программ в СОМ — формате. Структура, хранение на диске, загрузка в память, варианты завершения.

17. Особенности программ в ЕХЕ — формате. Структура, хранение на диске, загрузка в память, варианты завершения.

18. Распределение адресного пространства (карта памяти).

19. Управление памятью в реальном режиме.

20. Взаимодействие с клавиатурой

21. Организация текстового видеобуфера. Пример работы с текстовым видеобуфером

—————————————

22. Особенности МП архитектуры IA32. Режимы работы МП.

23. Функциональная структура МП. Виды организации логического адресного пространства

24. Регистровая модель МП архитектуры IA32.

25. Регистр флагов МП 80386.

26. Общая структура кода команды МП архитектуры IA32

27. Режимы адресации МП архитектуры IA32. Примеры команд.

28. Дескриптор сегмента: назначение, формат. Типы дескрипторов.

29. Таблицы дескрипторов сегментов. Селектор сегмента: формат, использование.

30. Преобразование логического адреса при сегментной организации памяти (используется GDT).

31. Преобразование логического адреса при сегментной организации памяти (используется LDT).

32. Средства поддержки страничной организации памяти.

33. Генерация физического адреса при страничной организации памяти.

34. Механизмы защиты памяти.

35. Передача управления между уровнями привилегий

36. Поддержка многозадачности в архитектуре IA32. Сегмент состояния задачи (TSS).

37.  Поддержка многозадачности в архитектуре IA32. Смена задачи.

38. Виды прерываний и особых ситуаций в архитектуре IA32.

39. Таблица дескрипторов прерываний в архитектуре IA32. Обработка прерываний.

40. Организация ввода/вывода в архитектуре IA32.

————————————-

Практика

1. Составить программу на языке ассемблера (арифметические команды, экранные операции).

2. Рассчитать структуру машинного кода.

Направление – Прикладная математика и информатика

2017-2018 уч. год

1. (1) Этапы развития персональных ЭВМ. Принципы фон Неймана.
2. (2) Понятие архитектуры ЭВМ. Архитектуры микропроцессоров CISC, RISC, MISC.
3. (9) Семейство процессоров фирмы Intel. Особенности процессоров Pentium.
4. (3) Структура и программно-логическая модель центрального процессора (Программная модель микропроцессора). Математический сопроцессор.
5. (4) Структура прикладных программ в операционной среде MS-DOS.
6. (25) Простейшие exe- и com-программы.
7. (5) Регистр флагов, способы его изменения.
8. (10) Способы адресации.
9. (11) Пересылка данных в Assembler.
10. (12) Команды передачи управления в Assembler.
11. (6) Функции MS-DOS для вывода информации.
12. (7) Функции BIOS для вывода информации.
13. (16) Прямая работа с видеопамятью.
14. (13) Работа в графическом режиме.
15. (17) Функции ввода информации средствами MS-DOS, BIOS.
16. (14) Работа с мышью.
17. (15) Работа с файлами в Assembler.
18. (8) Программирование на уровне портов ввода-вывода.
19. (19) Программирование на уровне портов ввода-вывода. Часы реального времени.
20. (18) Физический формат магнитного диска. Зонная запись.
21. (20) Файловая система.
22. (21) Иерархия памяти. Режим реальной адресации, защищенный режим, режим виртуальной адресации 186. Распределение адресного пространства: ПЗУ и ОЗУ. Типы памяти: обычная, верхняя, расширенная и дополнительная.
23. (22) Структура RОМ ВIOS. Области данных BIOS и DOS. Функции BIOS.
24. (23) Стартовые программы в RОМ, процедуры POST. Особенности загрузки в локальных сетях.
25. (24) Аппаратные и программные прерывания. Таблица векторов прерываний. Способы изменения векторов прерываний.
26. (26) Представление чиселв компьютере.

Составитель, к.ф.-м.н. А.В. Ермоленко

Количество вопросов, которые надо готовить:

1. Евгений 11
2. Юлия 8
3. Иван 8
4. Кирилл 11
5. Василий 11
6. Виктория 15
7. Вероника 8
8. Павел 8
9. Юрий 18
10. Иван С. 11
11. Глеб 8
12. Елизавета 11
13. Станислав 8
14. Светлана 8
15. Яков 18
16. Андрей 8
17. Полина 15
18. Анастасия 11
19. Николай 18
20. Влад 11

Вес вопросов указан в скобках, т.е. каждый для себя может составить свой список