Методические указания

Следует отметить основные принципы действия ЭВМ: программное управление и принцип хранимой программы, технические характеристики и деление ЭВМ по вычислительным возможностям и другим признакам; рассмотреть обобщенную структурную схему ЭВМ (фон Неймана) с точки зрения состава устройств и их назначения в процессе обработки информации.

Современные ЭВМ принято называть вычислительными системами (ВС), что подчеркивает их сложность, большие вычислительные возможности, а также единство взаимодействующих и взаимодополняющих друг друга аппаратных и программных средств. Понятие архитектура охватывает широкий круг вопросов, связанных с основами построения, принципами организации вычислительного процесса, организацией взаимодействия аппаратных и программных средств, т.е. отражает основные возможности ЭВМ или ВС, воспринимаемые с точки зрения пользователя.

Необходимо изучить режимы обработки данных (однопрограммный и многопрограммный) и обслуживания пользователей (индивидуального пользования, пакетный и коллективного пользования), системы обработки данных (централизованные и распределенные, автоматические и автоматизированные).

Следует изучить характерные особенности персональных компьютеров (ПК), их структурную организацию, основные компоненты, способы подключения внешних устройств; рассмотреть, кроме настольных, широкий класс переносных компьютеров. Обратить внимание на характеристики современных компьютеров.

Литература [1, 2, 5, 6, 7].

Тема 4. Процессоры Основные вопросы

1. Назначение и состав процессора.

2. Структура устройства управления.

3. Аппаратная и микропрограммная реализация устройств управления.

4. Назначение арифметическо-логических устройств (АЛУ).

5. Построение АЛУ для чисел с фиксированной и плавающей точкой, для выполнения логических операций.

6. Микропроцессоры. Базовая структура микропроцессора.

Методические указания

Процессором называют группу устройств, непосредственно осуществляющих обработку информации и программное управление вычислительным процессом. Основным управляющим словом является команда, содержащая информацию, необходимую для управления и выполнения операции обработки данных.

Процессор, как и любое устройство обработки информации, принято считать состоящим из операционного и управляющего блоков. Такой подход упрощает проектирование и облегчает понимание процесса функционирования вычислительного устройства. Работа операционного блока может быть описана с помощью элементарных действий, называемых микрооперациями. Необходимо ознакомиться с понятиями микрокоманды и микропрограммы. Управляющий блок вырабатывает последовательность управляющих сигналов, которая вызывает в операционном блоке выполнение необходимой последовательности микроопераций.

При построении устройства управления используются два принципа: аппаратный и микропрограммный. Рассматривая структурные схемы и работу этих устройств управления, следует отметить их особенности, достоинства и недостатки.

Изучая арифметическо-логические устройства, целесообразно работу схем при выполнении арифметических операций над числами с фиксированной и плавающей точкой, а также логических операций описать с помощью последовательности микроопераций (микропрограмм), представив их в виде блок-схем алгоритмов.

Функционирование процессора состоит из последовательности рабочих циклов, каждый из которых соответствует выполнению одной команды программы. Описание рабочего цикла следует представить в виде блок-схемы алгоритма работы процессора.

Микропроцессор представляет собой функционально законченное программно-управляемое устройство обработки цифровой информации микроэлектронного исполнения. Необходимо изучить характеристики, структурную организацию на основе внутренней магистрали, принципы RISC-архитектуры и конвейерной обработки, ознакомиться с разработками микропроцессоров фирмыIntel, переходом к многоядерным структурам.

Литература [1, 2, 3, 6-8].