Учебно-методический комплекс дисциплины обсужден на заседании кафедры Информационной безопасности «1»

	«УТВЕРЖДАЮ»
	Заведующий кафедрой информационной безопасности__
	______________ _Корнюшин П.Н (подпись)
	«__2___»_____сентября_____2012г.

Материалы для организации самостоятельной работы студентов………22

• 
  рабочую учебную программу дисциплины;
  
• 
  конспекты лекций (краткие опорные конспекты);
  
• 
  материалы для самостоятельной работы студентов;
  
• 
  контрольно-измерительные материалы;
  
• 
  список литературы;
  
• 
  глоссарий.
  

	«УТВЕРЖДАЮ»
	Заведующий кафедрой информационной безопасности__
	______________ _Корнюшин П.Н. (подпись)
	«__2___»_____сентября_____2012г.

• 
  основные характеристики и типы микропроцессоров;
  
• 
  структуру и формат команд, и способы адресации данных;
  
• 
  особенности параллельной и конвейерной обработки данных;
  
• 
  проблемы, связанные с конфликтами, возникающими в конвейере, и способы их минимизации;
  
• 
  особенности суперскалярности и неупорядоченного выполнения команд;
  
• 
  иерархическую структуру памяти и принципы построения отдельных ее составляющих;
  
• 
  проблемы согласования пропускных способностей процессора и памяти ЭВМ, особенности организации кэш-памяти;
  
• 
  особенности организации виртуальной памяти. Сегментную организацию памяти. Страничную организацию памяти;
  
• 
  архитектуру системы команд и классификацию процессоров (CISC, RISC, VLIW);
  
• 
  основные типы современных микропроцессоров.
  

• 
  Исследование реализации командного цикла процессора на уровне микроопераций.
  
• 
  Изучение способов организации взаимодействия процессора и внешних устройств в составе ЭВМ.
  

• 
  Проверка различных алгоритмов замещения при различных режимах записи строк в кэш-память.
  

1. 
   Основные характеристики и типы МП.
   
2. 
   Типичная структура МП – устройства.
   
3. 
   Структура и формат команд. Кодирование команд. Выбор системы команд
   
4. 
   Способы адресации
   
5. 
   Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора
   
6. 
   Принцип совмещения операций. Конвейер операций
   
7. 
   Три класса конфликтов в конвейере
   
8. 
   Структурные конфликты и способы их минимизации
   
9. 
   Конфликты по данным: классификация, методы минимизации
   
10. 
    Конфликты по управлению: классификация, способы уменьшения
    
11. 
    Статическое прогнозирование условных переходов: использование технологии компиляторов
    
12. 
    Динамическое (аппаратное) прогнозирование направления переходов
    
13. 
    Суперскалярность. Неупорядоченное выполнение команд. Выполнение по предположению
    
14. 
    Согласование пропускных способностей процессора и памяти ЭВМ. Кэш-память. Архитектура кэш-памяти. Методы записи
    
15. 
    Согласованность кэш-памяти. Организация внутренней кэш процессора i80x86. Типы микросхем, используемых при построении кэш памяти
    
16. 
    Принципы построения устройств памяти. Иерархическая структура
    
17. 
    Принципы организации основной памяти. Динамическое распределение памяти. Организация виртуальной памяти
    
18. 
    Сегментная организация памяти
    
19. 
    Страничная организация памяти. Ассоциативный буфер преобразования TLB
    
20. 
    Сегментно-страничная организация памяти. Иерархия адресов в i80x86. Схемы сегментации памяти
    
21. 
    Архитектура системы команд. Классификация процессоров (CISC, RISC, VLIW)
    
22. 
    Способы повышения производительности современных
    

23. 
    Особенности архитектур процессоров семейства i80х86 фирмы Intel
    
24. 
    Особенности архитектур процессоров фирмы AMD
    
25. 
    Архитектура VLIW, EPIC. Микропроцессоры Itanium, Эльбрус 2К, TMS320C62x
    
26. 
    Особенности архитектур процессоров семейства Alpha (21064, 21164, 21264)
    
27. 
    Особенности архитектур процессоров семейства SPARC (SUN)
    
28. 
    Особенности архитектур процессоров семейства PA-RISC (HP)
    
29. 
    Микроконтроллеры и микро-ЭВМ
    
30. 
    Средства и методы проектирования аппаратных средств МП-систем
    
31. 
    Средства и методы автономной отладки аппаратных средств МП-систем
    

• 
  в соответствии с заданием разработать алгоритм работы микроконтроллерного устройства или микроконтроллерной системы, выбрать необходимые преобразователи (датчики);
  
• 
  выбрать микроконтроллер, удовлетворяющий требованиям быстродействия и функциональным возможностям реализации алгоритма, а также с учетом простоты и меньших затрат;
  
• 
  с учетом выбранного микроконтроллера, выбрать инструментальные средства для разработки программы выполнения алгоритма и разработать программу;
  
• 
  в выбранной инструментальной среде осуществить отладку программы.
  

1. 
   Управление пассажирским лифтом.
   
2. 
   Регуляторы температуры.
   
3. 
   Контроль и индикация температуры объекта.
   
4. 
   Контроль и учет потребления электроэнергии.
   
5. 
   Контроль и учет расхода воды.
   
6. 
   Контроль и учет расхода теплоносителей.
   
7. 
   Управление процессом смешивания жидкостей.
   
8. 
   Охранная сигнализация квартир и офисов.
   
9. 
   Обнаружение и учет «приближающихся» к объекту.
   
10. 
    Радионяня.
    
11. 
    Ультразвуковой дальномер (уровнемер).
    
12. 
    Контроль и учет расхода газа.
    
13. 
    Регулятор температуры и влажности воздуха в помещении.
    
14. 
    Управление позиционированием с помощью шагового двигателя.
    
15. 
    Формирование световых эффектов.
    
16. 
    Управление инкубацией: температура, влажность, время.
    
17. 
    Стабилизатор сетевого напряжения.
    
18. 
    Контроллер шагового двигателя.
    
19. 
    Измерение и индикация уровня жидкости в резервуаре.
    
20. 
    Контроллер пожарной сигнализации.
    
21. 
    Управление светофором автомобильного перекрестка.
    
22. 
    Контроллер торговых весов: вес, цена, сумма, всего.
    
23. 
    Микроконтроллерный частотомер.
    
24. 
    Программно управляемый стабилизатор постоянного напряжения.
    
25. 
    Микроконтроллерный формирователь ступенчатых напряжений.
    
26. 
    Подсистема базы сбора данных на ПК с микроконтроллерных устройств.
    
27. 
    Цифровой измеритель температуры.
    
28. 
    Цифровой измеритель влажности.
    
29. 
    Цифровой измеритель веса.
    
30. 
    Цифровой измеритель уровня жидкости.
    
31. 
    Цифровой измеритель уровня сыпучих веществ в резервуаре.
    
32. 
    Цифровой измеритель освещенности.
    
33. 
    Цифровой измеритель плотности.
    
34. 
    Мультиметр на микроконтроллере.
    
35. 
    Микроконтроллерная сеть сбора технологической информации.
    
36. 
    Контроллер учета потребляемой электрической энергии.
    
37. 
    Контроллер защиты электрооборудования от перегрузок.
    
38. 
    Измеритель частоты и уровня вибраций.
    
39. 
    Охранное устройство с управлением ключом.
    
40. 
    Программатор.
    
41. 
    Кабельный пробник на МК.
    
42. 
    Контроллер учета доступа в помещение через двери.
    
43. 
    Сигнализатор неоптимальных режимов работы двигателя автомобиля.
    
44. 
    Индикатор безопасности для автомобиля.
    
45. 
    Часы с многопрограммным будильником.
    
46. 
    Микроконтроллерный металлоискатель.
    
47. 
    Автоматическая система управления яркостью подсветки ЖК-дисплея.
    
48. 
    Контроллер новогодней уличной гирлянды.
    
49. 
    Регистратор телефонных разговоров с записью на ПК.
    
50. 
    Устройство распознавания голосовых команд.
    
51. 
    Контроль и индикация электрических параметров сети 220 В, 50 Гц.
    
52. 
    Устройство сравнения двух 32-разрядных чисел.
    
53. 
    Цифровой частотомер.
    
54. 
    Осциллограф на основе звуковой карты.
    
55. 
    Сигнатурный анализатор.
    
56. 
    Устройство преобразования 64-разрядного параллельного двоичного слова в двоично-десятичный формат с индикацией чисел.
    
57. 
    Устройство преобразования 64-разрядного параллельного двоично-десятичного слова в двоичный формат с индикацией чисел.
    
58. 
    Устройство сравнения двух параллельных 64-разрядных чисел.
    
59. 
    Генератор псевдослучайных 32-разрядных кодов, предназначенных для управления световыми приборами.
    
60. 
    Четырехканальное устройство сбора и отображения информации с аналоговых датчиков.
    
61. 
    Восьмиканальное устройство сбора информации с аналоговых датчиков и ввода усредненных данных в компьютер через LPT-порт.
    
62. 
    Восьмиканальное устройство сбора информации с аналоговых датчиков и ввода усредненных данных в компьютер через COM -порт.
    
63. 
    Восьмиканальное устройство сбора информации с аналоговых датчиков и ввода усредненных данных в компьютер через USB-порт.
    
64. 
    Устройство управления и отображения матричным индикатором «Бегущая строка» при выводе информации с компьютера через LPT-порт.
    
65. 
    Устройство управления и отображения матричным индикатором «Бегущая строка» при выводе информации с компьютера через COM-порт.
    
66. 
    Устройство управления и отображения матричным индикатором «Бегущая строка» при выводе информации с компьютера через USB-порт.
    
67. 
    Измеритель расхода газа, поступающего по трубопроводу.
    
68. 
    Измеритель расхода жидкости, поступающей по трубопроводу.
    
69. 
    Часы с термометром и барометром.
    
70. 
    Система управления автомобильной противоугонной сигнализацией.
    
71. 
    Система управления охранной сигнализацией помещения.
    
72. 
    Электронный замок.
    
73. 
    Система дистанционного управления бытовыми приборами.
    
74. 
    Электронная записная книга.
    
75. 
    Электронный экзаменатор.
    
76. 
    Пульт дистанционного управления.
    

1. 
   Программируемые системы на кристалле PsoC фирмы Cypress, архитектура, сравнение, достоинства, недостатки
   
2. 
   Медиа-процессоры, особенности, рыночная ниша
   
3. 
   Компьютеры с реконфигурируемой архитектурой (на основе ПЛИС)
   
4. 
   Архитектура CUDA (Fermi) фирмы Nvidia, особенности, рыночная ниша
   
5. 
   Многоядерные процессоры Tile фирмы Tilera corp., архитектура, рыночная ниша
   
6. 
   Микропроцессоры семейства ARM. История, представители, архитектура
   
7. 
   Системы на кристалле. NVIDIA Tegra. Архитектура, рыночная ниша
   
8. 
   Процессоры Qualcomm. История, представители, архитектура, рыночная ниша
   
9. 
   Системы на кристалле. TI OMAP. Архитектура, рыночная ниша
   
10. 
    Вычисления Cloud Computing (Blue Cloud IBM), метакомпьютинг
    
11. 
    Операционные системы для PDA (смартфоны, мобильные, нетбуки, планшеты)
    
12. 
    Примеры представителей разных классов ЭВМ (микро-, рабочие станции, мини-(общего назначения), большие-(мэйнфреймы), супер-ЭВМ). Архитектуры, области применения, стоимость
    
13. 
    Особенности (архитектуры, области применения, стоимость) ЭВМ, представленных в TOP500
    
14. 
    Инструментальные средства разработки параллельных программ
    
15. 
    Способы повышения эффективности (оптимизация), производительности параллельных программ
    
16. 
    Рынок GPU. История, представители, архитектуры, средства программирования
    
17. 
    Высокопроизводительная обработка мультимедийной информации
    
18. 
    Синтезируемые процессоры. История, представители, архитектуры, средства проектирования и программирования
    
19. 
    Технологии виртуализации в современных процессорах
    
20. 
    Программное обеспечение для оценки производительности систем различного назначения
    
21. 
    Комбинированные архитектуры процессор+FPGA. Особенности решения
    
22. 
    Архитектура FPGA. Особенности моделирования вычислительных блоков и микропроцессоров на FPGA
    
23. 
    Современные языки описания аппаратуры. Отличия, достоинства, сферы применения
    
24. 
    Средства (программные, аппаратные) проектирования микропроцессоров, микроконтроллеров, систем
    
25. 
    Способы повышения производительности микропроцессоров (технологические, архитектурные)
    
26. 
    Периферийные, коммуникационные контроллеры (процессоры)
    
27. 
    Российские производители микропроцессорной техники
    
28. 
    Тестирование и отладка микропроцессорных систем
    
29. 
    Технологии двоичной компиляции. Особенности реализации, примеры применения
    
30. 
    Основные архитектурные особенности микроконтроллеров. Основные производители, рынок
    
31. 
    Основные архитектурные особенности процессоров цифровой обработки сигналов. Основные производители, рынок
    
32. 
    System-on-Chip. Производительность, экономика, нишевые решения
    
33. 
    Свободная тема (согласовывается с преподавателем)
    

1. 
   Столлингс В., Структурная организация и архитектура компьютерных систем. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2007
   
2. 
   Цилькер Б.Я., Орлов С.А., Организация ЭВМ и систем: учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2008
   
3. 
   Таненбаум Э., Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, 2007
   
4. 
   Мураховский В. И. Железо ПК. Новые возможности. — СПб.: Питер, 2007
   
5. 
   Брэй Б., Микропроцессоры Intel: 8086/8088, 80186/80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium 4. Архитектура, программирование и интерфейсы. СПб.: БХВ-Петербург, 2008
   
6. 
   Микропроцессорные системы: Учебное пособие для вузов. Под ред. Д.В.Пузанкова. – СПб.: Политехника, 2009.
   
7. 
   Жмакин Ф.П., Архитектура ЭВМ.– СПб.: БХВ-Петербург, 2007.
   
8. 
   В.П. Леонтьев «Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003» Москва, «ОЛМА-ПРЕСС» 2007г.
   

1. 
   Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. – М.:НОЛИДЖ, 2008
   
2. 
   Гук М. Микропроцессоры фирмы Intel: от 8086 до Pentium II, 2007
   
3. 
   Гук М., Юров В. Процессоры Pentium III, Athlon и другие. – СПб:Изд-во “Питер”, 2008
   
4. 
   Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. Пособие для вузов.– М.: Энергоатомиздат, 2009
   
5. 
   Борзенко А.Е. IBM PC: устройство, ремонт, модернизация. – М.: ТОО фирма “Компьютер Пресс”, 2007
   
6. 
   Гук М. Аппаратные средства PC. Энциклопедия. – СПб: Питер Ком, 2008
   
7. 
   Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем: Учеб. Пособие для вузов. – М.: Наука, 2009
   
8. 
   Морс С.П., Алберт Д.Д. Архитектура МП 80286. М.:Радио и связь, 2009
   
9. 
   Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386. М.:Мир, 2008
   
10. 
    Григорьев В.Л. Микропроцессор i486 (в 4-х книгах). М.:Гранал, 2007
    
11. 
    Транспьютеры. Под ред. Харпа Г.М.:М.:Радио и связь, 2007
    
12. 
    Системное программное обеспечение / А.В.Гордеев, А.Ю.Молчанов. – СПб: Питер,2009
    
13. 
    Белецкий Я. Турбо Ассемблер 2.0. – М.:Машиностроение, 2010
    
14. 
    Пильщиков В.И. Assembler. – М.:Диалог-МИФИ, 2007
    
15. 
    Богословский А.В. Системное программирование на Ассемблере для IBM-совместимых персональных компьютеров. – М.: Память, 2008
    
16. 
    Нортон П. Персональный компьютер фирмы IBM и операционная система MS DOS. – Радио и связь, 2009
    

1. 
   http://window.edu.ru/resource/638/69638 Гребешков А.Ю. Микропроцессорные системы и программное обеспечение в средствах связи: Учебное пособие. - Самара: ПГУТИ, 2009. - 298 с.
   
2. 
   http://window.edu.ru/resource/896/37896 Антошина И.В., Котов Ю.Т. Микропроцессоры и микропроцессорные системы (аналитический обзор): Учебное пособие. - М.: МГУЛ, 2005. - 432 с.
   
3. 
   http://window.edu.ru/resource/674/18674 Могнонов П.Б. Организация микропроцессорных систем. Учебное пособие. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2003. - 355 с.
   
4.