Логические и арифметические основы и принципы работы ЭВМ

1. История ЭВМ. История развития ЭВМ, поколения ЭВМ, параметры ЭВМ разных поколений, стоимостные оценки ЭВМ. 3 этапа информационных технологий, основные принципы работы ЭВМ.

2. Логические основы. Понятие булевой алгебры, задачи анализа и синтеза. Описание элементарных функций одной и двух переменных. Основные эквивалентности.

3. * Совершенные дизъюктивные и конъюктивные нормальные формы ФАЛ. Определение совершенной дизъюнктивной и конъюнктивной нормальных форм. Правила записи функции по нулям и единицам. Понятие функциональной полноты, задача минимизации функции. Теорема Квайна.

4. * Метод проб. Способы минимизации на основе метода проб, метода Квайна-Мак-Класки, на основе минимизирующих диаграмм для функции 2-х, 3-х, 4-х переменных (диаграммы Вейча).

5. * Минимизация неполностью определенных функций. Синтез функций в базисах штрих Шеффера и стрелка Пирса, подходы к минимизации конъюнктивных форм.

6. Арифметические основы. Системы счисления, методика выбора системы счисления, правила перевода чисел из одной системы счисления в другую.

7. Способы представления чисел в ЭВМ. Фиксированная и плавающая запятая. Прямой, дополнительный и обратные коды. Сложение чисел в дополнительном и обратном кодах.

8. Модифицированные коды. Модифицированный дополнительный и обратный коды. Методы умножения чисел с фиксированной запятой в прямом и дополнительном кодах, алгоритмы сдвига.

9. Деление. Методы деления чисел с фиксированной запятой в прямых кодах и дополнительных (обратных) кодах. Операции над числами с плавающей запятой – умножение, деление, сложение, вычитание.

10. Структура однопрограммной ЭВМ. Классические основы построения ЭВМ (машина Тьюринга, элемент и автомат Неймана), принципы Неймана построения ЭВМ, структура классической ЭВМ.

11. Система кодирования команд. Способы адресации. Различные системы кодирования команд, взаимосвязь основных параметров ЭВМ с форматом команды, основные способы адресации и их влияние на время выборки операнда, длину поля адреса, особенности их использования при составлении программ для обработки различных структур данных.

12. Цикл выполнения команды. Взаимодействие узлов и устройств классической трехадресной ЭВМ на различных этапах автоматического выполнения программ.

13. * Основы схемотехнической реализации ЭВМ. Основные элементы, составляющие систему логических элементов, их схемотехническая реализация, статические и динамические параметры, порядок проектирования комбинационных схем на примере одноразрядного сумматора.

14. Архитектура персонального компьютера. Обобщенная структура персональной ЭВМ, реализованной по магистральному принципу, структура и основные блоки микропроцессора серии x86, представление цифровой и символьной информации в ЭВМ, организация памяти и формирование физического адреса в сегментированном адресном пространстве.

Примечание: Вопросы, отмеченные звездочкой -- дополнительные для соискателей из

Отдела Информатики.

Литература:

1. Чуканов В.О., Гуров В.В. Логические и арифметические основы и принципы работы ЭВМ. Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2005

2. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники. Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2004

3. Атовмян И.О. Архитектура вычислительных систем М.: МИФИ, 2002

4. Бродин В.Б., Шагурин И.И. Микропроцессор i486.Архитектура, программирование, ин­терфейс М.:ДИАЛОГ-МИФИ,1993

5. Гуров В.В., Ленский О.Д., Соловьев Г.Н., Чуканов В.О. Архитектура, структура и организация вычислительного процесса в ЭВМ типа IBM PC М.: МИФИ, 2002. Под ред. Г.Н. Соловьева

6. Гуров В.В. Синтез комбинационных схем в примерах М.: МИФИ, 2001

7. Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов М.: Высшая школа, 1987