Архитектура компьютера

В рамках данной дисциплины происходит изучение следующих вопросов: «Структурная организация компьютера и история его развития. Цифровые и аналоговые вычислительные машины. Варианты классификации ЭВМ. Классическая архитектура. Иерархическое описание. Командный цикл процессора. Система команд процессора. Форматы команд. Способы адресации. Система операций. Системы счисления. Представления чисел в различных системах счисления. Представление информации в ЭВМ. Прямой код. Алгебраическое сложение в прямом коде. Арифметические операции в обратном коде. Алгоритмы сложения, умножения, деления в обратном, дополнительном коде. Арифметические операции для чисел с плавающей запятой, десятичных чисел. Машинная арифметика в остаточных классах. Принцип микропрограммного управления. Концепция операционного и управляющего (с «жесткой» и программируемой логикой) автоматов. Принципы проектирования и функционирования операционного и управляющих автоматов. Примеры организации автоматов. Концепция многоуровневой памяти. Сверхоперативная память с прямым и ассоциативным доступом. Виртуальная память: алгоритмы замещения, сегментная организация памяти. Архитектура компьютера и его составляющих. Процессорный модуль: внутренняя структура, командный и машинный циклы, реализация процессорных модулей и состав линий системного интерфейса. Машина пользователя и система команд: распределение адресного пространства, система команд i8086. Функционирование основных подсистем МПС: оперативная память, диспетчер памяти. Ввод/вывод: параллельный и последовательный обмен. Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования. Понятие о макропрограммировании. Прерывания: изменение состояния внешней среды, идентификация источника прерываний, приоритет запросов, программ, обработка прерываний. Прямой доступ в память. Защищенный режим и сегментная, страничная организация памяти. Защита памяти на уровне сегментов, страниц, сегментов кода, доступа к данным. Мультизадачность (состояние задачи и переключение между задачами). Прерывания и особые случаи, дескрипторная таблица прерываний, учет уровня привилегий, код ошибки. Средства отладки и регистры отладки. Увеличение быстродействия процессора: конвейеры, динамический параллелизм, VLIW-архитектура. Однокристальные микроЭВМ».