Вопросы к экзамену по курсу  “ Микропроцессорные системы”

для групп В7-12, К7-12В, К7-12С

2008-2009 учебный год

 

I. Общие  положения

        1.1       Микропроцессор  и его архитектура.

        1.2       Типы МП БИС

        1.3       Универсальные микропроцессоры и их основные характеристики.

        1.4       Однокристальные микроконтроллеры: особенности архитектуры, основные характеристики, область применения.

2. Однокристальные микроконтроллеры

        2.1       Структура микроконтроллера типа МК-51. Основные функциональные блоки и их назначение.

        2.2       Организация памяти программ и памяти данных.

        2.3       Аппаратные и программные средства микроконтроллера для обработки битовой информации

        2.4       Система прерывания.

        2.5       Блок таймеров/счетчиков: назначение, структура, режимы работы, применение.

        2.6       Организация последовательного ввода/вывода в микроконтроллере.

3. Универсальные микропроцессоры

        3.1       Структура универсального МП. Основные функциональные блоки и их назначение.

        3.2       Регистровая структура 32-разрядного МП.

        3.3       Организация памяти. Физическое  адресное пространство. Логическое адресное пространство (ЛАП): линейное, сегментированное, страничное, сегментно-страничное.

        3.4       Структура логического адреса в сегментированном ЛАП.  Селектор, дескриптор сегмента, смещение. Назначение и структура  глобальной и локальных  таблиц дескрипторов. Фор­миро­ва­ние линейного и физического адреса в сегментированном ЛАП. Кэширование дескрипторов.

        3.5       Структура расширенного кода команды x86.  Вычисление процессором смещения.

        3.6       Виртуальная память. Страничное ЛАП. Структура  линейного  адреса в страничном ЛАП. Назначение каталога таблиц страниц и таблиц страниц.

        3.7       Трансляция  линейного  адреса в  физический при страничной организации памяти. Структура элемента каталога таблиц страниц и элемента таблицы страниц.

        3.8       Механизмы защиты в 32-разрядном микропроцессоре. Защита при управлении памятью. Защита по привилегиям. Механизмы передачи управления между программами на разных уровнях привилегий. Шлюз вызова.

        3.9       Многозадачный режим работы микропроцессора, аппаратные средства поддержки многозадачности: регистр задачи, дескриптор сегмента состояния задачи, сегмент состояния   задачи. Механизм переключения задач.

      3.10     Назначение, принципы работы и организация кэш-памяти.  Типы кэш-памяти. Способы организации кэширования (сквозная и обратная запись). Организация внутренней кэш-памяти.

      3.11     Прерывания и исключения в МПС. Функционирование микропроцессора при обработке прерываний и исключений. Таблица векторов прерываний. Дескрипторная таблица прерываний.

      3.12     Аппаратные прерывания в микропроцессорных системах. Источники аппаратных прерываний в стан­дартной конфигурации МПС. Контроллер  приоритетных прерываний (КПП): функции, стру­к­тура и  алгоритм  работы. Включение КПП в структуру микропроцессорной системы. Каскадное включение контроллеров приоритетных прерываний.

      3.13     Обмен информацией в режиме прямого доступа в память. Структура и функционирование  контроллера прямого доступа в память. Каскадное включение контроллеров прямого доступа в память.

4. Структура и особенности функционирования современных микропроцессоров

4.1.       Организация конвейерной обработки информации в МП: структура классического конвейера, оценка производительности МП при конвейерной обработке.

4.2.       Конфликты в конвейере. Влияние конфликтов на производительность процессора. Типы конфликтов и способы минимизации их влияния на производительность микропроцессора.

4.3.       Предсказание переходов: назначение, способы, техническая реализация.

4.4.       Особенности архитектуры МП с технологией MMX и SSE.

 

5. Тенденции развития архитектуры микропроцессоров. Архитектура EPIC. Itanium.

    5.1.    Пути повышения производительности микропроцессоров.

    5.2.    Основные черты архитектуры EPIC.

    5.3.    Микропроцессор Itanium: структура, архитектурные особенности.

 

 

ЛИТЕРАТУРА

004/М59 Микропроцессорные системы: Уч. пособие для вузов / Е.К.Александров, Р.И. Грушвицкий, М.С.Куприянов и др. – СПб.: Политехника, 2002.

 

Однокристальные микроконтролллеры

1.         Сташин В.В., Урусов А.В., Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств на одно­кристальных микроконтроллерах. - М.:Энергоатомиздат,1990.

2.         Боборыкин А.В., Липовецкий Г.П., Литвинский Г.В. и др. Однокристальные микроЭВМ.-М.:МИКАП (БИНОМ),1994.

3.         Гуров В.В., Рыбаков А.А. Лабораторный практикум "Разработка микропроцессорных систем на ос­нове однокристальных микроконтроллеров". М.: МИФИ, 2000.

4.         Нерода В.Я., Торбинский В.Э., Шлыков Е.Л. Однокристальные микроЭВМ MCS-51. - М.: Ди­д­жи­тал Компонентс,1995.

Универсальные микропроцессоры

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

                2.       Григорьев В.Л. Микропроцессоры i486.-М.: ГРАНАЛ, 1993.

                3.       Шагурин И.И., Бердышев Е.М. Процессоры семейства Intel P6. архитектура, программирование, интерфейс. – М.: Горячая линия – Телеком, 2000.

                4.       Гук М. Процессоры Intel от 8086 до Pentium II. Спб: Питер,1997 и последующие издания.

                5.       Орловский Г.В. Введение в архитектуру МП 80386. - С.-Пб.: ИНФОКОМ, 1992.

Структура и особенности функционирования современных однокристальных  МП

                1.       Электронный ресурс: Шнитман В. Современные высокопроизводительные компьютеры. - www.citforum.ru/hardware/svk

                2.       Атовмян И.О. Архитектура вычислительных систем. – М. Изд. МИФИ, 2002.

                3.       Гуров В.В. Основы организации вычислительных машин. – М.: Изд. МИФИ, 2004. См. раздел «Пособия» на данном сайте.

                4.       Гуров В.В., Чуканов В.О. Основы теории и организации ЭВМ. – М.: Интернет-университет информационных технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 272с., www.intuit.ru

 

Положение об учете на экзамене результатов промежуточного тестирования

Экзаменационный билет состоит из 2-х вопросов: 1-й вопрос соответствует материалу, вошедшему в тест 1, а 2-й вопрос – соответствует материалу, вошедшему в тест 2.

Студент, получивший на тестировании оценку «отл» или «хор» за какое-либо тестирование,  имеет право зачесть её как оценку по соответствующему вопросу билета.

Если средний балл за два теста больше 80%, то выставляется оценка "отлично" за экзамен.

Если средний балл за два теста больше 70%, то студент имеет право на оценку "хорошо" за экзамен.