по специальности I - 40 02 02 «Электронные вычислительные

Учреждение образования
«Белорусский государственный университет информатики и
радиоэлектроники»
УТВЕРЖДАЮ
проректор по учебной работе и
менеджменту качества
_________________Живицкая Е.Н.
___ . ___________ 2016 г.
ПрограммаГосударственного экзамена
по специальности I - 40 02 02 «Электронные вычислительные средства»
2016
2
Программа составлена на основании рабочих учебных планов специальности
1-40 02 02«Электронные
вычислительные
средства»
(утв. 04.04.2011,
рег.
№ 11.01.07/052 (дн.)),учебной
программы«Системное
программирование»(утв. 13.07.2010,
рег. № ТД-I.463/тип.),учебной
программы«Микропроцессорныесистемы» (утв. 24.09.2008, рег. № ТДI.080/тип.), учебной программы «Проектирование проблемно-ориентированных
вычислительных средств» (утв. 28.05.2010, рег. № УД-40-175/уч.).
Составители:
Лихачёв Д. С., доцент кафедры ЭВС, кандидат технических наук,
Качинский М. В., доцент кафедры ЭВС, кандидат технических наук,
Клюс В. Б., доцент кафедры ЭВС, кандидат технических наук
Программа рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры
электронных вычислительных средств
протокол № ___ от ______________ г.
Заведующий кафедрой ЭВС
А. А. Петровский
Одобрена и рекомендована к утверждению Советом факультета компьютерных
систем и сетей Учреждения образования «Белорусский государственный
университет информатики и радиоэлектроники»
протокол № ___ от _____________г.
Председатель
СОГЛАСОВАНО
Начальник ОМОУП______________Д.А. Фецкович
В. А. Прытков
3
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель Государственного экзамена
Итоговая аттестация обучающихся (студентов и курсантов) в форме
государственного экзамена проводится с целью определения теоретической и
практической
готовности
выпускника
к
выполнению
социальнопрофессиональных задач в соответствии с образовательной программой по
специальности 1–40 02 02 «Электронные вычислительные средства».
Список дисциплин, вынесенных на Государственный экзамен
На
Государственный
экзамен
по
специальности1 – 40 02 02
«Электронные вычислительные средства» выносятся следующие дисциплины:
«Системное
программирование»,
«Микропроцессорныесистемы»,«Проектирование проблемно-ориентированных
вычислительных средств»
Список вопросов по дисциплине «Системное программирование»
1. Понятие операционной системы. Классификация операционных
систем.
2. Сетевые операционные системы.
3. Назначение и основные функции операционных систем. Требования к
современным операционным системам.
4. Назначение и основные функции операционных систем. Функции
операционных систем по управлению ресурсами компьютера.
5. Функции операционных систем по управлению ресурсами
компьютера. Управление процессами.
6. Функции операционных систем по управлению ресурсами
компьютера. Управление памятью.
7. Функции операционных систем по управлению ресурсами
компьютера. Управление файлами и внешними устройствами. Поддержка
пользовательского интерфейса.
8. Функции операционных систем по управлению ресурсами
компьютера. Защита данных и поддержка администрирования. Поддержка
интерфейса прикладного программирования.
9. Обобщённая структура операционной системы.
10. Архитектура операционных систем на основе монолитного ядра.
11. Особенности работы ядра в привилегированном режиме.
12. Многослойная структура операционной системы.
13. Микроядерная архитектура.
14. Подсистема операционной системы управления памятью. Понятие
виртуальной памяти.
15. Методы
распределения
памяти.
Распределение
памяти
фиксированными разделами.
4
16. Методы
распределения
памяти.
Распределение
памяти
динамическими разделами.
17. Методы
распределения
памяти.
Распределение
памяти
перемещаемыми разделами.
18. Методы распределения памяти. Страничное распределение.
19. Методы распределения памяти. Сегментное распределение.
20. Методы
использования
памяти.
Странично-сегментное
распределение. Свопинг.
21. Многозадачность. Особенности реализации многозадачности в
системах пакетной обработки.
22. Многозадачность. Особенности реализации многозадачности в
системах разделения времени.
23. Понятие процесса. Подсистема операционной системы управления
процессами. Состояния процесса. Контекст и дескриптор процесса.
24. Совместное использование объектов ядра несколькими процессами.
Наследование описателя объекта.
25. Совместное использование объектов ядра несколькими процессами.
Именованные объекты.
26. Совместное использование объектов ядра несколькими процессами.
Дублирование описателей объектов.
27. Планирование и диспетчеризация потоков.
28. Вытесняющие и невытесняющие алгоритмы планирования.
29. Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах.
30. Алгоритмы планирования, основанные на квантовании.
31. Принципы работы с потоками в Windows. Распределение
процессорного времени между потоками.
32. Потоки
в
Windows.
Приостановка
и
возобновление
потоков/процессов. Функция Sleep.
33. Потоки в Windows. Приоритеты потоков и процессов.
34. Задача синхронизации потоков. Критические секции.
35. Потоки в Windows. Синхронизация потоков с объектами ядра.
Функции ожидания объектов ядра.
36. Потоки в Windows. Мьютексы. Создание, открытие, освобождение и
удаление мьютекса. Отказ от мьютекса.
37. Потоки в Windows. Семафоры. Создание, открытие, освобождение и
удаление семафора.
38. Понятие сетевой операционной системы. Компьютерная сеть.
39. Типичная структура сетевых операционных систем.
40. Сетевые службы и сетевые ресурсы
41. Архитектура взаимодействия типа клиент – сервер.
42. Многоуровневая структура коммуникаций. Эталонная модель
взаимодействия открытых систем OSI. Принцип пакетной передачи данных.
43. Технологии, используемые для построения компьютерных сетей.
44. Стек протоколов TCP/IP. IP-адресация.
5
45. Понятие программной модели IA-32. Регистры общего назначения.
Сегментные регистры.
46. Понятие программной модели IA-32. Регистры состояния и
управления.
47. Режимы работы микропроцессорас архитектурой IA-32.
48. Понятие оперативной памяти. Формирование адреса в процессорах с
архитектурой IA-32.
49. Режимы адресации для процессоров с архитектурой IA-32. Работа с
массивами на ассемблере.
50. Понятие модульного программирования. Понятие подпрограммы.
Ассемблерные процедуры и функции.
51. Способы передачи аргументов в подпрограмму.
52. Программная модель математического сопроцессора.
Список вопросов по дисциплине «Микропроцессорныесистемы»
1. Архитектурные принципы фон Неймана.
2. Структура фон-неймановской вычислительной машины.
3. Понятие организации и архитектуры.
4. Фон-неймановская (принстонская) и гарвардская архитектуры.
Организация пространств памяти и ввода/вывода.
5. Организация микропроцессорной системы (МПС):магистральномодульный принцип организации МПС, основные классы микропроцессорных
средств.
6. Типовые структуры МПС: магистральная, магистрально-каскадная,
магистрально-радиальная.
7. Шинная организация микропроцессорных систем: с одной шиной, с
двумя видами шин, с тремя видами шин.
8. Характеристики и классификация микропроцессоров.
9. Организация магистрали микропроцессорной системы. Трехшинная
магистраль с раздельными шинами передачи адреса и данных.
10. Циклы обращения к магистрали.
11. Организация обращения к магистрали с синхронным доступом.
12. Организация обращения к магистрали с асинхронным доступом.
13. Совмещение адресной шины и шины данных. Двухшинная магистраль
с совмещенными шинами адреса/данных.
14. Механизм пакетной передачи данных по системной магистрали.
15. Архитектура подсистемы памяти микропроцессорной системы.
16. Адресная
память(запоминающие
устройства
с
произвольнымдоступом).
17. Ассоциативная память.
18. Стековая память.
6
19. Основная память: блочная, циклическая и блочно-циклическая
схемыорганизации основной памяти.
20. Кэш-память. Принципы кэширования памяти.
21. Способы отображения основной памяти на кэш-память. Архитектуры
кэш-памяти.
22. Алгоритмы замещения информации в заполненной кэш-памяти.
23. Алгоритмы согласования содержимого кэш-памяти и основной
памяти.
24. Концепция виртуальной памяти.
25. Страничная организация виртуальной памяти.
26. Сегментная организация виртуальной памяти. Комбинированная
сегментно-страничная организация виртуальной памяти.
27. Архитектура
подсистемы
ввода/вывода
микропроцессорной
системы.Способы организации передачи данных.
28. Организация прерываний в микропроцессорной системе.
29. Радиальная система прерываний.
30. Векторная система прерываний.
31. Организация прямого доступа к памяти в микропроцессорной
системе.
32. Аккумуляторная архитектура микропроцессоров.
33. Регистровая архитектура микропроцессоров.
34. Архитектура микропроцессоров с выделенным доступом к памяти.
35. Стековая архитектура микропроцессоров.
36. Классификация команд микропроцессоров.
37. Структура (форматы) команд микропроцессоров.
38. Регистровые структуры микропроцессоров.
39. Адресация данных в микропроцессорах: представление адресной
информации, способы адресации.
40. Управление памятью в микропроцессорах: линейная и сегментная
адресации, преобразование логических адресов в физические, управление
виртуальной памятью.
41. Защита памятив микропроцессорах: механизмы защиты, концепция
привилегий.
42. Поддержка операционной системыв микропроцессорах.
43. Специальные
прерывания
(особые
случаи,
исключения)в
микропроцессорах.
44. Мультипрограммный режим работы микропроцессоров.
45. Структурная организация однокристальных микроконтроллеров (на
примере
8-разрядных
микроконтроллеров):
модульный
принцип
построения,типы процессорных ядер.
46. Резидентная (внутренняя) память микроконтроллеров.
47. Периферийные устройства микроконтроллеров: параллельные порты
ввода/вывода, таймеры и процессоры событий, интерфейсы последовательного
ввода/вывода.
48. Основы организации интерфейсов микропроцессорных систем.
7
49. Классификация интерфейсов.
50. Организация параллельной передачи данных.
51. Организация последовательной передачи данных.
52. Основы
проектирования
микропроцессорных
проектирования МПС, средства разработки и отладки МПС.
систем:
цикл
Список вопросов по дисциплине «Проектирование проблемноориентированных вычислительных средств»
1. Основные особенности процессоров семейства TMS320 платформы
С5000.
2. Операционное устройство процессоров семейства TMS320С5х.
3. Устройство управления процессоров семейства TMS320С5х.
4. Внутренние периферийные устройства процессоров семейства
TMS320С5х.
5. Структура внутренних шин процессоров TMS320С54х.
6. Назначение основных выводов процессора TMS320VC5402.
7. Организация памяти программ процессора TMS320VC5402.
8. Организация памяти данных процессора TMS320VC5402.
9. Регистры АЛУ с отображением на память процессоров TMS320С54х.
10. Основные способы адресации данных в процессорах TMS320С54х.
11. Прямая адресация данных в процессорах TMS320С54х.
12. Косвенная адресация данных в процессорах TMS320С54х.
13. Адресация памяти программ в процессорах TMS320С54х.
14. Основные группы и форматы команд процессоров платформы С5000.
15. Регистры состояния и режима работы процессора TMS320VC5402.
16. Арифметическо-логическое устройство процессора TMS320VC5402.
17.Режимы работы арифметико-логического устройства (АЛУ). Биты переноса,
расширения знака и коррекции переполнения.
18. Аккумуляторы А и В. Назначение и доступ к ним.
19. Сохранение аккумуляторов в память и выполнение сдвигов.
20. Специализированное
сдвигающее
устройство
арифметикологического устройства(АЛУ).
21. Основные команды сдвига, выполняющиеся в специализированном
сдвигающем устройстве арифметико-логического устройства(АЛУ).
22. Устройства аппаратного умножения с сумматором и сдвигателем.
23. Умножение целых и дробных, знаковых и беззнаковых чисел в
устройстве умножения.
24. Счетчик команд и генератор адреса программы процессора
TMS320VC5402.
25. Организация повторения одиночных команд в процессоре
TMS320VC5402.
26. Организация
повторения
блоков
команд
в
процессоре
TMS320VC5402.
27. Выполнение начального сброса процессора TMS320VC5402.
8
28. Общая характеристика система прерываний процессоров платформы
С5000.
29. Обработка прерываний в процессоре TMS320VC5402. Сохранение
контекста при прерываниях.
30. Конвейер процессора TMS320VC5402. Ступени конвейера.
31. Регистры периферийных устройств с отображением на память
процессора TMS320VC5402.
32. Основные периферийные устройства процессоров платформы С5000.
33. Регистры и режимы работы таймеров процессора TMS320VC5402.
34. Главный (HPI) интерфейс процессора TMS320VC5402. Регистры и
управление интерфейсом.
35. Основные режимы работы многоканального буферизированного
последовательного порта.
36. Назначение и основные режимы работы контроллера ПДП (DMA).
37. Архитектура и принцип работы FSK-модема.
38. Построение модулятора FSK-модема.
39. Построение демодулятора FSK-модема.
40. Структура лабораторного макета TMS320C5x STARTER KIT.
41. Схема аналогового интерфейса TLC320AD50C.
42. Модуль ввода-вывода и обработки информации на базе TMS32020.
43. Общие принципы подключения внешней памяти к процессорам
семейства TMS320.
44. Общие принципы подключения устройств на базе DSP-процессора к
управляющей ПЭВМ.
45. Интерфейс шины HOST-компьютера в модуле ввода-вывода и
обработки информации.
46. Программный доступ к ресурсам модуля ввода-вывода и обработки
информации на базе TMS32020 со стороны HOST-компьютера.
47. Программный доступ к ресурсам модуля ввода-вывода и обработки
информации на базе TMS32020 со стороны процессора TMS.
48. Основные команды управления модулем ввода-вывода и обработки
информации на базе TMS32020.
49. Блок многочастотного приемника на базе процессора TMS320VC5402
с регистровым интерфейсом.
50. Блок многочастотного приемника на базе процессора TMS320VC5402
с HPI-интерфейсом.
51. Основные команды управления блоком многочастотного приёмника
(МЧП) на базе TMS320VC5402.
52. Принципы дешифрации и выполнения команд блока многочастотного
приемника на базе TMS320VC5402.
Литература по дисциплине «Системное программирование»
1. Руссинович, М. и др. Внутреннее устройство Microsoft Windows. / М.
Руссинович, Д. Соломон – СПб.: Питер, 2013.
9
2. Лав, Р.Linux. Linux. Системное программирование. 2-е изд./ Р. Лав –
СПб.: Питер, 2014.
3. Зубков, С. В. Assembler для DOS, Windows и UNIX / C. В. Зубков. – 3-е
изд., стер. - М. : ДМК Пресс ; СПб. : Питер, 2004.
4. Юров, В. Assembler / В. Юров – СПб.: Питер, 2001.
5. Таненбаум, Э.С.Современные операционные системы. 4-е изд. /
Э.С. Таненбаум, Х. Бос. – СПб.: Питер, 2015.
6. Рихтер, Дж. Windows для профессионалов. Создание эффективных
Win32-приложений с учетом специфики 64-разрядной версии Windows / Дж.
Рихтер // Пер.с англ. – 4-е изд. – СПб.: Питер; М.: Издательско-торговый дом
«Русская Редакция», 2004.
7. Лихачёв, Д.С. Виртуальная память: лаб. практикум по курсу
“Системное программирование” для студ. спец. I-40 02 02 “Электронные
вычислительные средства” дневн. формыобуч. / Д.С. Лихачёв. – Минск:
БГУИР, 2007.
Литература по дисциплине «Микропроцессорныесистемы»
1. Цилькер, Б. Я. Организация ЭВМ и систем : учебник для вузов / Б. Я.
Цилькер, С. А. Орлов. – 2-изд. – СПб. : Питер, 2011.
2. Щелкунов, Н. Н. Микропроцессорные средства и системы / Н. Н.
Щелкунов, А. П. Дианов. – М. : Радио и связь, 1989.
3. Морисита, И. Аппаратные средства микроЭВМ / И. Морисита ; пер. с
япон. – М. : Мир, 1988.
4. Микропроцессорные системы : учеб. пособие для вузов / Е. К.
Александров [и др.] ; под общ. ред. Д. В. Пузанкова. – СПб. : Политехника,
2002.
5. Майоров, С.А. Введение в микроЭВМ / С. А. Майоров, В. В.
Кириллов, А. А. Приблуда. – Л. : Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988.
6. Мячев, А. А. Интерфейсы средств вычислительной техники:
Справочник / А. А. Мячев. – М. : Радио и связь, 1993.
7. Гук, М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия / М. Гук. –
СПб. : Питер, 2002.
8. Гук, М. Ю. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия / М. Ю. Гук.
– 3-е изд. – СПб. : Питер, 2006.
9. Фридмен, М. Проектирование систем с микрокомпьютерами / М.
Фридмен, Л. Ивенс ; пер. с англ. – М.: Мир, 1986.
Литература
по
дисциплине«Проектирование
проблемноориентированных вычислительных средств»
1. Солонина, А. И.Алгоритмы и процессоры цифровой обработки
сигналов / А. И. Солонина, Д. А. Улахович, Л. А. Яковлев. – СПб. : БХВПетербург, 2002.
10
2. Солонина, А. И.Основы
цифровой
обработки
сигналов
/
А. И. Солонина, С. М. Арбузов, Е. Б. Соловьева, Д. А. Улахович. – СПб. : БХВПетербург, 2012.
3. Матюшкин, Б. Д.Цифровая обработка сигналов : процессоры,
алгоритмы, средства проектирования / Б. Д. Матюшкин, М. С. Куприянов. – 2-е
изд., перераб. и доп. – СПб. : Политехника, 2002.
4. Мишунин, В. В. Микропроцессоры и цифровая обработка сигналов:
Учебно-методическое пособие / В. В. Мишунин, П. Г. Лихолоб. – Белгород:
Изд-во БелГу, 2010.
5. Смит, С. Цифровая обработка сигналов :практич. руководство для
инженеров и научных работников / С. Смит ; пер. с англ. – М. : Додэка-XXI,
2008.
6. Петровский, А. А. Методы и микропроцессорные средства обработки
широкополосных и быстропротекающих процессов в реальном времени /
А. А. Петровский. – Минск : Наука и техника, 1988.
7. Модуль аналого-цифрового преобразования информации : отчет по
НИР. Гос. №19973069 / А. А. Петровский [и др.]. – Минск : БГУИР, 1999.
8. Блок многочастотного приемника МЧП2 : отчет по НИР. Гос. №
2002412 / А. А. Петровский [и др.]. – Минск : БГУИР, 2003.
9. TMS320C54x DSP. Reference Set. Volume 1: CPU and Peripherals. –
Texas Instruments, 2001.
10. TMS320C54x DSP Enhanced Peripherals Reference Guide. – Texas
Instruments, 2007.
11. Digital Signal Processing Applications with the TMS320 Family. Theory,
Algorithms, and implementations. Volume 2. – Texas Instruments, 2000.