Программа II семестра

Подробная программакурса лекций 2 семестра “Архитектура ЭВМ и язык Ассемблера”1. Архитектура ЭВМ.Понятие об архитектуре ЭВМ. Уровни рассмотрения архитектуры. Типовая схема ЭВМ,принципы Фон-Неймана. Оперативная память: ячейка, адрес, бит, слово. Характеристики иединицы измерения памяти. Команды и данные, их неразличимость. Двоичное представлениеданных.Центральный процессор ЭВМ: устройство управления и арифметико-логическое устройство.Регистры.

Устройства ввода/вывода.Конкретизация машины Фон-Неймана в виде учебных ЭВМ. Архитектура и способывыполнения команд для учебных ЭВМ. Учебная трёхадресная ЭВМ, способы программирования,её формальное описание на Паскале.Адресность ЭВМ, схема выполнения команд в трёх, двух, одно и нуль адресной ЭВМ.Понятие такта работы. Схема выполнения команд в ЭВМ с адресуемыми регистрами.Разнообразие форматов команд и данных.

Переменный формат команд и данных. Спецификаприменения ЭВМ в различных областях. Понятие о семействе ЭВМ и модели семейства.Структура оперативной памяти: байт, слово, двойное слово. Структуры данных: символы,целые и вещественные числа, строки (массивы) символов и целых чисел, битовые данные.Представление целых чисел: прямой, обратный и дополнительный код. Представлениевещественных чисел, нормализованные числа.Структура регистровой памяти, адресация регистров. Регистр флагов. Принципы адресацииданных. Понятие о физическом и исполнительном адресе. Базирование и индексирование.Сегментные регистры.

Основные форматы команд.Понятие прерывания, процедуры обработки прерываний. Роль операционной системы ввыполнении программ.Понятие об архитектурных особенностях современных ЭВМ, которые позволяют им работатьв мультипрограммном режиме: система прерываний, защита памяти, аппарат привилегированныхкоманд, параллельная обработка данных, таймер.Связь центрального процессора с внешними (периферийными) устройствами. АрхитектураЭВМ с общей шиной. Порты ввода/вывода.Архитектура ЭВМ с каналами ввода/вывода (периферийными процессорами). Параллельнаяработа центрального процессора и каналов. Параллелизм в выполнении команд, расслоениепамяти.

Принцип локальности. Понятие о памяти типа кэш, схема её работы. Понятие конвейера.Понятие о матричных и векторных ЭВМ.(*) Классификация архитектур ЭВМ по Флинну.2. Язык Ассемблера.Назначение, достоинства и недостатки языка Ассемблера. Основные понятия языка, видпрограммы на Ассемблере. Классификация предложений на языке Ассемблера: машинныекоманды, резервирование памяти, команды транслятору (директивы), макрокоманды,комментарии. Структура предложения на Ассемблере: поля метки, кода операции, операндов,комментария.Запись команд на Ассемблере, абсолютные и перемещаемые адресные выражения.Смещение, способы базирования и индексирования.

Счётчик адреса.Имена в языке Ассемблер, тип имени, оператор TYPE. Директива EQU. Константныеадресные выражения, счётчик адреса (счётчик размещения). Команды MOV и LEA, оператор PTR.Арифметические действия с целыми числами, программирование вычислений по формулам.Порядок выполнения команд в программе, условные и безусловные переходы, типыпереходов. Программирование циклов.Описание массивов на Ассемблере. Работа с массивами, переменные с индексами.

Строковыекоманды. Описание структур и упакованных записей на Ассемблере, задания их начальныхзначений, доступ к полям.Обработка битовых данных, логические команды. Вычисление булевских выражений. Работас множествами.Общая структура программы на Ассемблере, понятие модуля.

Описание программныхсегментов. Доступ к данным в сегментах, начальная загрузка сегментных регистров. ДирективыASSUME и INCLUDE.Стек и стековые регистры, доступ к элементам стека. Описание и вызов процедуры, возвратиз процедуры, способы передачи параметров. Стандартные соглашения о связях. Рекурсивныепроцедуры.3. Макросредства языка.Макроассемблер, понятие макрогенерации. Макроопределение, макрокоманда (макровызов),макрорасширение. Библиотека макроопределений.Описание макроопределений. Сравнение применения подпрограмм и макроопределений.Условное ассемблирование, команды условного ассемблирования, задание логических условий.Блоки повторений.

Макрооператоры <>, ! и &. Локальные объекты в макроопределениях,директива LOCAL.4. Элементы системы программирования.Состав системы программирования, понятие о многоязыковых системах программирования.Модульное программирование, понятие программного модуля. Библиотеки модулей.Исходные, объектные, загрузочные и абсолютные модули. Характеристики выполняемыхмодулей: перемещаемость, повторное и параллельное выполнение.Статические и динамические связи между модулями по управлению и по данным.Статическая связь по данным: входные и внешние имена. Доступ к внешним именам. Вызоввнешней подпрограммы. Примеры двухмодульных программ.Ассемблер и его основные функции, схема работы Ассемблера. Таблицы Ассемблера.Редактор внешних связей, его назначение и схема работы.

Статический загрузчик, егоназначение и схема работы. Понятие о динамическом связывании и динамической загрузке,динамический загрузчик и схема его работы.1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.Литература:Пильщиков В.В. Программирование на языке Ассемблера IBM PC. – М.: Диалог-МИФИ,1994.Скэлтон Л.Дж. Персональная ЭВМ IBM PC и XT.

Программирование на языке Ассемблера.– М.: Радио и связь, 1991.Абель П. Язык Ассемблера для IBM PC и программирования. – М.: Высшая школа, 1992.Нортон П., Соухэ Д. Язык Ассемблера IBM PC. – М.: Компьютер, 1993.Ю-Чжень Лю, Гибсон Г. Микропроцессоры семейства 8086/8088. – М.: Радио и связь, 1987.Королёв Л.Н. Структура ЭВМ и их математическое обеспечение.

– М.: Наука, 1978.Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. – Питер, 2007.Бек Л. Введение в системное программирование. – М.: Мир, 1988.Королёв Л.Н. Микропроцессоры, микро- и мини-ЭВМ. – М.: Изд-во МГУ, 1989.Королёв Л.Н. Архитектура процессоров электронных вычислительных машин. – М.:Издательский отдел факультета ВМК МГУ им. М.В. Ломоносова, 2003.Баула В.Г.

Введение в архитектуру ЭВМ и системы программирования. – М.: Изд. отдел фта ВМиК МГУ, 2007.Баула В.Г., Томилин А.Н., Волканов Д.Ю. Архитектура ЭВМ и операционные среды. – М.:Академия, 2011.Сайт поддержки курса:http://arch.cs.msu.su.