Архитектура компьютера и операционные системы. Язык программирования Python

Бакалавриат 2020/2021

Лучший по критерию «Полезность курса для Вашей будущей карьеры»

Лучший по критерию «Полезность курса для расширения кругозора и разностороннего развития»

Статус: Курс обязательный (Прикладная математика и информатика)

Направление: 01.03.02. Прикладная математика и информатика

Кто читает: Кафедра прикладной математики и информатики (Нижний Новгород)

Где читается: Факультет информатики, математики и компьютерных наук (Нижний Новгород)

Когда читается: 2-й курс, 3, 4 модуль

Формат изучения: с онлайн-курсом

Преподаватели: Токарев Александр Геннадьевич

Язык: русский

Кредиты: 9

Контактные часы: 84

Дополнительные материалы в LMS Задать вопрос

Аннотация

Целями освоения данной дисциплины являются как получение теоретических знаний в области архитектуры компьютерных систем, принципов организации ввода/вывода и программирования на машинном уровне, так и приобретение практических навыков программирования на языке Ассемблер. Также пройти курс по изучению языка программирования Python.

Цель освоения дисциплины

Получение теоретических знаний в области архитектуры компьютерных систем, принципов организации ввода/вывода и программирования на машинном уровне
Приобретение практических навыков программирования на языке Ассемблер
Изучение языка программирования Python

Планируемые результаты обучения

Знает программную модель микропроцессорных систем и организацию памяти.
Знает методы адресации. Знает основные группы команд процессора Intel 8086.
Знает формат записи команд. Знает простейшие программы ввода/вывода.
Знает язык ассемблер, знает трансляцию получение объектного модуля, ключи программы tasm, редактирование связей, получение загрузочного модуля, ключи программы tlink.
Знает функции операционной системы и программы ввода/вывода. Использует функции прерывания int 21h операционной системы для различных задач.
Умеет работать с файлами в DOS. Знает дескрипторы, описание функций операционной системы для работы с файлами. Понимает примеры программ создания, чтения файлов.
Умеет обрабатывать аргументы командной строки
Знает векторную систему прерываний. Знает распределение адресного пространства. Понимает программы обработки прерываний. Умеет использовать стек при прерываниях.
Знает эволюцию системы прерываний. Чтение и установка вектора прерываний. Знает контроллер прерываний и его функционирование. Знает обработчики программных и аппаратных прерываний.
Знает понятие резидентной программы.Знает способы передачи управления в системный обработчик и защиту от повторной загрузки. Умеет сделать выгрузку резидентной программы и переключить стек в резидентной программе. Подключение собственного обработчика прерываний до системного, после системного и как до так и после системного. Обработчик прерываний от клавиатуры, кольцевой буфер. Разбор примеров резидентных программ.

Содержание учебной дисциплины

Программная модель микропроцессорных систем и организация памяти.
Развитие компьютерных систем – технология, поколения, перспективы. Обзор основных архитектур ЭВМ. Программная модель микропроцессорной системы. Программно доступные регистры процессора, память, регисты ввода/вывода. Сегментная организация памяти
Команды и адресация. Простейшие программы.
Методы адресации. Основные группы команд процессора Intel 8086. Язык ассемблер, мнемоника команд. Получение загрузочного модуля. Разбор примеров простейших программ
Основы программирования на языке ассемблер.
Формат записи команд. Простейшие программы ввода/вывода.
Разработка программ на языке ассемблер для MS DOS.
Ассемблер, трансляция получение объектного модуля, ключи программы tasm, редактирование связей, получение загрузочного модуля, ключи программы tlink.
Использование функций прерывания DOS.
Обзор функций операционной системы. Программы ввода/вывода. Использование функций прерывания int 21h операционной системы для различных задач. Функции BIOS – обзор и использование
Работа с файлами.
Работа с файлами в DOS. Дескрипторы, описание функций операционной системы для работы с файлами. Примеры программ создания, чтения файлов.
Работа с командной строкой.
Обработка аргументов командной строки
Система прерываний.
Векторная система прерываний. Распределение адресного пространства. Программы обработки прерываний. Использование стека при прерываниях.
Архитектура контроллера прерываний.
Эволюция системы прерываний. Чтение и установка вектора прерываний. Контроллер прерываний и его функционирование. Обработчики программных и аппаратных прерываний.
Разработка резидентных программ.
Резидентная программа. Способы передачи управления в системный обработчик. Защита от повторной загрузки. Выгрузка резидентной программы. Переключение стека в резидентной программе. Подключение собственного обработчика прерываний до системного, после системного и как до так и после системного. Обработчик прерываний от клавиатуры, кольцевой буфер. Разбор примеров резидентных программ.
Разработка программ ввода/вывода с использованием BIOS
Системные возможности BIOS для организации ввода/вывода
Непосредственный вывод в видеобуфер.
Логическая организация текстового видеобуфера. Знакоместо, атрибуты символа. Непо- средственный вывод в видеобуфер, целесообразность использования. Строковые команды. Примеры программ вывода непосредственно в видеобуфер.
Связь программ на ассемблере с программами на языке С
Передача параметров из программ на языке С в подпрограмму-функцию на языке ассемблер
Структуры и записи.
Примеры программ. Метка тома.
Основы организации Windows. WinAPI.
События, очереди сообщений, ресурсы. Библиотеки динамической загрузки. Интерфейс WinAPI
Разработка программ на языке ассемблер под Windows.
Разработка программ под Windows. Программирование простейшего консольного приложения.

Элементы контроля

Итоговый тест
Лабораторная работа 1
Лабораторная работа 2

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.4 * Итоговый тест + 0.3 * Лабораторная работа 1 + 0.3 * Лабораторная работа 2

Программа дисциплины