Анотация

---

Учебната дисциплината има за цел да даде на студентите от специалност КСТ фундаментални знания по теоретичните въпроси, свързани с логическата структура на цифровата изчислителна машина и организацията на нейното функциониране. Въз основа на принципите за построяване на изчислителната машина се обосновава и мотивира съставът от необходимите й устройства и системи.
За целта в дисциплината се разглеждат: видовете данни и тяхното представяне, синтезът на алгоритми за изпълнимите в процесора операции, въпросите свързани с точността на изчисленията и източниците на принципни грешки. Разглеждат се методите за тяхната апаратна реализация. Разглеждат се логическата структура и организацията на функциониране на аритметично-логически устройства, на запомнящи устройства, на управляващи устройства. Разглеждат се методите за организация и средствата за реализация на командната система, на запомнящата система, на системата за прекъсване и на системата за входно-изходен обмен.

Дисциплината се основава на предхождащите я дисциплини – №2 „Основи на компютърните системи”, №8 “Синтез и анализ на алгоритми”, №9 “Анализ и синтез на логически схеми”. От своя страна тя е връзка към следващите дисциплини - №22 “Микропроцесорна техника”, №25в „Курсов проект по организация на компютъра”, №30 „Компютърни архитектури”, №32б “Курсов проект по МПТ”, №36 “Компютърна периферия”, №34 “Микропроцесорни системи”, №42 “Специализирани компютърни системи”.

Съдържание

---

Тема 1. Видове данни и тяхното представяне в цифровите процесори
Основни понятия и теоретични положения. Представяне на трите вида данни: логически, символни и числови. Организация на разрядната мрежа. Форми и формати – стандарти. Точност на представянето. Операция събиране. Машинни кодове за изобразяване на числата. Теореми за събиране на числа изобразени в машинни кодове. Логически функции за откриване на препълването. Двоично-десетични машинни кодове.
Тема 2. Операционни структури за работа с фиксирана запетая
Аритметиката с фиксирана запетая. Логически структури и микропрограми на устройства за събиране и изваждане при използуване на комбинационен и натрупващ суматор. Логически структури и микропрограми на устройства за умножение. Логически структури и микропрограми на устройства за деление. Унитарни операции.
Тема 3. Операционни структури за работа с плаваща запетая
Аритметиката с плаваща запетая. Алгоритми на операция събиране и изваждане. Машинна точност и валидност на математическите закони. Операция умножение, операция деление и валидност на математическите закони. Грешки при изчисление с плаваща запетая и схеми за закръгляне. Техника на скрития бит и техника на изместения порядък. Логически структури на устройства за работа с плаваща запетая.
Тема 4. Операционни структури за двоично-десетични и специални операции
Двоично-десетичната аритметика. Машинни кодове на двоично-десетични числа. Логическа структура на устройства за работа с двоично-десетични числа. Логически операции и схеми за реализация. Операции за преобразуване на бройната система. Операции за преобразуване на фòрмата числата. Изчисляване на елементарни функции.
Тема 5. Общи принципи в архитектурата на АЛУ
Критерии за структурна организация на изпълнимите операции - структури с произволни връзки, структури с магистрални връзки. Принцип на обединените операции. Фактори влияещи на архитектурата на АЛУ. Принцип на конвейеризация.
Тема 6. Логическа структура на запомнящи устройства
Предназначение на запомнящите устройства, видове класификации. Операции в запомнящите устройства. Логически структури на ЗУ според метода за достъп. Адресируеми ЗУ - векторна и матрична организации. ЗУ с последователен достъп. FIFO и LIFO организации на достъпа. Структури за реализация на последователния достъп. ЗУ с асоциативен достъп. Вторични операции в асоциативно ЗУ. Приложения на различните запомнящи устройства.
Тема 7. Организация на изчислителния процес
Анализ на изчислителния процес. Основни принципи за машинната му организация. Обосноваване на логическата структура на централния процесор. Дефиниране на машинна команда. Процес на изпълнение на машинна програма. Команден цикъл – първичен организационен алгоритъм. Видове структури на машинните команди. Адресност. Системи машинни командни. Организация на изчисленията в триадресен, двуадресен, едноадресен и безадресен процесор.