Учебная практика 2017: системное программирование

Самостоятельная работа обучающихся во время учебной практики

Подготовьте реферативные материалы по одной из следующих тем в сервисе 
Реферативные материалы по каждой теме должны включать следующее: 

1. Реферат в сервисе Google Документы. 

2. Опубликовать реферат на отдельной странице своего сайта Google по образцу.

 
3. Ссылку на страницу сайта с рефератом опубликовать в комментариях 
к данному блогу. 
4. Презентацию в сервисе Google Документы. 

5. Опубликовать презентацию на отдельной странице своего сайта Google по образцу.

 
6. Ссылку на страницу сайта с презентацией опубликовать в комментариях 
к данному блогу. 
7. Тест в сервисе Google Формы. 

8. Опубликовать тест на отдельной странице своего сайта Google по образцу.

 
9. Ссылку на страницу сайта с тестом опубликовать в комментариях 
к данному блогу. 
10. Электронную таблицу в сервисе Google Документы для автоматизированной
оценки тестируемых. 
11. Письменный конспект с ответами на вопросы своего теста. 
12. Изучение всех рефератов своих однокурсников по ссылкам в комментариях, 
прохождение тестирования. 

Требования к реферату

1. Титульный лист. 
2. Оглавление. 
3. От 10 страниц. 
4. Ссылки на источники [1]. 
5. Текст разбит на главы и абзацы. 
6. Оформление иллюстраций по образцу. 
7. Выводы. 
8. Источники 5, 2 основных + 3 дополнительных. 

Требования к презентации по теме реферата

1. Титульный лист. 
2. Оглавление. 
3. От 10 слайдов. 
4. Заголовки на всех слайдах, отображаемые в контекстном меню. 
4. Ссылки на источники [1]. 
5. Источники 5, 2 основных + 3 дополнительных. 

Тест по теме реферата 

1. Вопрос №1 имя тестируемого. 
2. Вопрос №2 e-mail тестируемого. 
3. Количество вопросов по теории: от 20 вопросов. 
4. Количество вариантов ответов в каждом вопросе: 4 варианта. 

Конспект с ответами на вопросы реферата 
1. Письменно в тетради. 
2. На каждый вопрос ответ полным предложением, с изображением 
схем, рисунков, таблиц. 

Темы рефератов

1. Структура процессора. Регистры процессора: сущность, 
назначение и типы. Регистры общего назначения, 
регистр команд, счетчик команд, регистр флагов. 

2. Структура команды процессора. Цикл выполнения команды. 
Понятие рабочего цикла, рабочего такта. 
Принцип распараллеливания операций и построения конвейерных структур. 

3. Классификация команд. Системы команд и классы процессоров. 
RISC-, CISC-, MISC-архитектуры процессоров. 
Процессоры с архитектурой VLIW. Процессоры с архитектурой EPIC. 

4. Назначение прерываний, их виды, иерархия. 
Обработка прерываний процессором. 

5. Виды интерфейсов процессора и их основные характеристики. 

6. Иерархическая структура памяти. Основная память ЭВМ. 
Оперативное и постоянное запоминающие устройства: 
назначение и основные характеристики. 
Организация оперативной памяти. Адресное и ассоциативное ОЗУ: 
принцип работы и сравнительная характеристика. 
Виды адресации. Линейная, страничная, сегментная память. 
Стек. Плоская и многосегментная модель памяти.

7. Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики. 
Организация кэш-памяти: с прямым отображением, 
частично-ассоциативная и полностью ассоциативная кэш-память. 

8. Динамическая память. Принцип работы. Обобщенная структурная 
схема памяти. Режимы работы: запись, хранение, считывание, 
режим регенерации. Модификации динамической памяти. 
Основные модули памяти. Наращивание емкости памяти.

9. Статическая память. Применение и принцип работы. 
Основные особенности. Разновидности статической памяти.
Устройства специальной памяти: постоянная память (ПЗУ), 
перепрограммируемая постоянная память (флеш-память), 
видеопамять. Назначение, особенности, применение. 

10. Основные характеристики динамической и статической памяти. 

11. Программы для диагностики и тестирования ПК. 

12. Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов. Организация 
взаимодействия компьютера с периферийными устройствами.

13. Синхронные и асинхронные системные шины: особенности 
и схемы функционирования. Параллельные и последовательные шины. 
Системная шина и ее параметры. Интерфейсные шины и связь 
с системной шиной.

14. Внутренние интерфейсы ПК: шины PCI, PCI Express 
и их характеристики. Интерфейсы периферийных устройств SCSI, SATA, SAS.

15. Внешние интерфейсы компьютера, назначение и структура разъемов.
Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов 
USB 2.0, USB 3.0, USB Type C, IEEE 1394 (FireWire). Беспроводные 
интерфейсы, 802.11 (Wi-Fi), Bluetooth. и т.д.

16. Арбитраж шин. Алгоритмы арбитража. Схемы арбитража.

17. Инсталляция и настройка программного обеспечения компьютерных систем.

18. Изучение настроек базовой системы ввода/вывода BIOS.

19. Общая структура компьютера с подсоединенными периферийными 
устройствами. Подключение дополнительного оборудования. 

20. Накопители на жестких магнитных дисках: форм-факторы, 
принцип работы, типы, основные характеристики, режимы работы; 
режимы PIO, DMA, UDMA; поддержка LBA; обзор основных современных моделей.

21. Твердотельные накопители SSD. 

22. Оптические накопители. Flash - накопители.

23. Логическая структура и принципы работы жесткого диска.
Технология S.M.A.R.T.

24. Диагностика накопителей. 

25. Режимы работы процессора. Характеристика реального режима 
работы процессора 8086. Адресация памяти в реальном режиме.

26. Характеристика защищенного режима. Адресация памяти 
в защищенном режиме. Дескрипторы и таблицы. Системы привилегий. 
Защита памяти.

27. Переключение задач. Страничное управление памятью. 
Виртуализация прерываний. Переключение между реальным и защищенным режимами. 

28. Сравнение страничной и сегментной организаций памяти. 

29. Основы языка Ассемблера. Особенности Assembler 
для различных процессоров. 

30. Основные характеристики процессоров. Идентификация процессоров. 
Совместимость процессоров. Типы сокетов. 

31. Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей. 
Архитектура многоядерных процессоров. 

32. Дополнительные функции и технологии современных процессоров 
AMD и Intel. Технологии энергосбережения процессоров. 

33. Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей Intel и AMD. 

34. Обзор мобильных процессоров. 

35. Назначение и характеристики вычислительных систем. 
Общее устройство и структура вычислительной системы. 
Организация вычислений в вычислительных системах. 

36. Вычислительные системы с закрытой и открытой архитектурами. 
Несовместимые аппаратные платформы, кроссплатформенное 
программное обеспечение.

37. Конвейер команд, конвейер данных. Классификация вычислительных 
систем в зависимости от числа потоков команд и потоков данных: 
OKOД (SISD), OKMД (SIMD), MKOД (MISD), МКМД (МIМD).

38. Классификация многопроцессорных вычислительных систем 
с разными способами реализации памяти совместного использования. 
Сравнительные характеристики, аппаратные и программные особенности. 
Симметричные мультипроцессорные системы (SMP). 
Системы с массовым параллелизмом (MPP). 
Кластерные системы. Векторно-конвейерные системы.

39. Классификация многомашинных вычислительных систем. 
Назначения, характеристики, особенности.

40. Суперкомпьютеры. Основы метрики вычислительных систем. Международная 
система классификации суперкомпьютеров Top 500.

41. Классификация ВС по Флину, Джонсону, Базу Дункану, 
Кришнамарфи, Скилликорну, Хендлеру, Хокни, Шору. 

42. Перспективы развития вычислительных систем. 

43. Перспективные типы процессоров. Ассоциативные процессоры. 
Клеточные и ДНК-процессоры. Нейронные процессоры. 
Процессоры с многозначной (нечеткой) логикой. Квантовые компьютеры. 

44. Сетевое оборудование: Топологии сетей, модель OSI.

45. Пассивное и активное сетевое оборудование. Коммутация и маршрутизация.

46. Оперативная обработка информации. Одновременная обработка информации.

47. Дополнительные темы:
https://sites.google.com/site/ifizmat/comparchitec/computer-reports

Источники

Основные 

Архитектура ЭВМ: Учебное пособие / В.Д. Колдаев, С.А. Лупин. - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2014. - 384 с.: ил. - (Профессиональное образование). (ЭБС)
http://znanium.com/bookread2.php?book=882225

Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник / Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. - 5-e изд., перераб. и доп. - М.: Форум: НИЦ ИНФРА-М, 2015 - 512 с.: ил. - (Профессиональное образование). (ЭБС) 
http://znanium.com/bookread2.php?book=814513

Дополнительные 

Непомнящий, О. В. Проектирование сенсорных микропроцессорных систем управления [Электронный ресурс]: Монография / О. В. Непомнящий, Е. А. Вейсов. - Красноярск: Сибирский федеральный ун-т, 2010. - 149 с.