Вопросы к экзамену по курсу “ Микропроцессорные системы”

для групп К7-121 –  К7-126

осень 2008

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. Буфер  ассоциативной трансляции: назначение, структура, механизм замещения.

        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     MESI-диаграмма поддержания когерентности кэш-памяти.

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

      3.13     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.

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

      3.15     Функции чипсета. Структура микропроцессорной системы при использовании  чипсета.

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.       Неупорядоченное выполнение команд: суть подхода, проблемы, связанные с реализацией метода и пути их преодоления.

4.5.       Особенности архитектуры МП с технологией MMX и SSE.

4.6.       Микропроцессор Pentium 4: особенности микроархитектуры, структура и назначение основных блоков, порядок функционирования.

4.7.       Пути повышения производительности микропроцессоров.

4.8.       Основные черты архитектуры EPIC.

4.9.       Микропроцессор Itanium: структура, архитектурные особенности.

4.10.   Отличительные черты микропроцессоров с RISC-архитектурой.

4.11.   Микропроцессор Power4: особенности архитектуры, состав и назначение основных блоков.

4.12.   Микропроцессор PowerPC 970: особенности архитектуры, состав и назначение основных блоков.

5. Мультимикропроцессорные системы

5.1.       Основные конфигурации мультимикропроцессорных систем. SMP-системы.

5.2.       Основные конфигурации мультимикропроцессорных систем. NUMA-системы.

5.3.       Основные конфигурации мультимикропроцессорных систем. Кластеры/

5.4.       Основные конфигурации мультимикропроцессорных систем. MPP-системы

5.5.       Транспьютеры: структура, назначение, организация и порядок функционирования транспьютерных систем.

6. Разработка и отладка микропроцессорных систем

6.1.  Основные особенности МПС как объектов контроля.

6.2.   Особенности отладки МПС на различных этапах жизненного цикла.

7. Процессоры цифровой обработки сигналов

7.1    Назначение и особенности цифровой обработки сигналов.

7.2    Основные особенности архитектуры и системы команд процессоров цифровой обработки сигналов.

7.3    Структура и основные характеристики процессоров цифровой обработки сигналов TMS320F283.

 

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

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

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

                4.       Русак И.М., Луговский В.П. Технические средства ПЭВМ: Справочник/ Под ред.И.М.Русака. - Минск: Вышейшая школа, 1996.

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

                6.       Петрухин В.С.,Степченков Ю.А.,Филин А.В. Персональные ЭВМ на основе архитектуры Intel 80386.В 2-х книгах.-Обнинск: ИВЕСКО, 1993.

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

                8.       Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование.-М.:Мир,1990.

                9.       Паппас К., Марри У. Микропроцессор 80386.-М.:Радио и связь, 1993.

              10.     Смит Б.Э., Джонсон М.Т. Архитектура и программирование микропроцессора INTEL 80386/ Пер. с англ.-М.:Конкорд,1992.

Структура и особенности функционирования современных однокристальных  МП

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

                2.       Электронный ресурс: Шагурин И. Особенности архитектуры процессоров Pentium 4. - http://chipnews.gaw.ru/html.cgi/arhiv/00_09/stat_18.htm

                3.       Шагурин И. Pentium 4 – новая ступень развития микропроцессорной техники. - Chip News, №9, 2000.

                4.       Электронный ресурс: Кузьминский М. Микроархитектура Itanium. - Открытые системы, 2001, №9. http://www.osp.ru/os/2001/09/008.htm

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

                6.       Электронный ресурс: Кузьминский М. Power4: надежда мира RISC: Открытые системы #06/2003. - http://www.osp.ru/text/302/183106

                7.       Электронный ресурс: Данилов П. Процессор IBM PowerPC 970: история создания и анализ перспектив.-http://www.ferra.ru/processors/25253/print/

Мультимикропроцессорные системы

1.      Электронный ресурс: Мосейкин М. Параллельные системы и кластеры: проблема выбора. - Банковские технологии, №2, 1998. http://www.bizcom.ru/rus/bt/1998/nr2/06/htm

2.      Электронный ресурс: Корнеев В. Будущее высокопроизводительных вычислительных систем. Открытые системы, №5, 2003. http://www.citforum.ru/hardware/vich_sist/

3.      Электронный ресурс: Многопроцессорные системы. - http://www.citforum.ru/koi/database/skbd/glava_10.shtml

4.      Электронный ресурс: Многопроцессорные системы. - www.kv.minsk.by

5.      Электронный ресурс: Транспьютеры. - http://www.wl.unn.ru/~ragozin/plan/tputep.htm

6.      Электронный ресурс: Транспьютер -. http://elanina.narod.ru/lanina/index.files/transp1.htm

Разработка и отладка микропроцессорных систем

1.        Мясников А.В., Игнатьев М.Б., Кочкин А.А. и др./ Под ред. Мясникова А.В., Игнатьева М.Б. Микропроцессоры: системы программирования и отладки. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

2.        Электронный ресурс: Калядин А. Отладчики микроконтроллеров и их применение в разработке микроконтроллерных приложений. - http://www.mka.ru

Процессоры цифровой обработки сигналов

1.    Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. - М.: ИздХВ, 2003. : Электронный ресурс. www.dasbook.ifolder.ru/1459740

2.    Электронный ресурс: http://www.scanti.ru/

3.    Электронный ресурс: http://www.ti.com/ru/dsp.htm

 

 

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.



Используются технологии uCoz