Архитектура компьютера и операционные системы

Бакалавриат 2021/2022

Лучший по критерию «Новизна полученных знаний»

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: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 60

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
Пиобретение практических навыков программирования на языке Ассемблер
Приобретение практических навыков программирования на языке Ассемблер
Изучение языка программирования Python

Планируемые результаты обучения

Знает библиотеки динамической загрузки и умеет пользоваться интерфейсом WinAPI.
Знает векторную систему прерываний, умеет использовать стек при прирываниях
Знает логическую организацию текстового видеобуфера, умеет выводить в видеобуфер
Знает методы адресации, основные группы команд процессора Intel 8086
Знает обработчики программных и аппаратных прерываний.
Знает основные понятия раздела и примеры программ
Знает основные понятия раздела и программно доступные регистры процессора, память, регистры ввода/вывода
Знает основные понятия раздела, умеет редактировать связи, получать загрузочный модуль
Знает Системные возможности BIOS для организации ввода/вывода
Знает способы передачи управления в системный обработчик, умеет выгружать резидентные программы
Знает Формат записи команд. Простейшие программы ввода/вывода.
Знает функции операционной системы, программы ввода/вывода, умеет использовать функции прерывания int 21h операционной системы для различных задач
Умеет передавать параметры из программ на языке С в подпрограммуфункцию на языке ассемблер
Умеет работать с файлами в DOS и обрабатывать аргументы командной строки
Умеет разрабатывать программы на языке ассемблер под Windws
Знает векторную систему прерываний. Знает распределение адресного пространства. Понимает программы обработки прерываний. Умеет использовать стек при прерываниях.
Знает методы адресации. Знает основные группы команд процессора Intel 8086.
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.
Знает программную модель микропроцессорных систем и организацию памяти.
Знает формат записи команд. Знает простейшие программы ввода/вывода.
Знает функции операционной системы и программы ввода/вывода. Использует функции прерывания int 21h операционной системы для различных задач.
Знает эволюцию системы прерываний. Чтение и установка вектора прерываний. Знает контроллер прерываний и его функционирование. Знает обработчики программных и аппаратных прерываний.
Знает язык ассемблер, знает трансляцию получение объектного модуля, ключи программы tasm, редактирование связей, получение загрузочного модуля, ключи программы tlink.
Умеет обрабатывать аргументы командной строки
Умеет работать с файлами в DOS. Знает дескрипторы, описание функций операционной системы для работы с файлами. Понимает примеры программ создания, чтения файлов.

Содержание учебной дисциплины

Программная модель микропроцессорных систем и организация памяти.
Программная модель микропроцессорных систем и организация памяти.
Команды и адресация. Простейшие программы.
Команды и адресация. Простейшие программы.
Основы программирования на языке ассемблер.
Основы программирования на языке ассемблер.
Разработка программ на языке ассемблер для MS DOS.
Разработка программ на языке ассемблер для MS DOS.
Использование функций прерывания DOS.
Использование функций прерывания DOS.
Работа с файлами.
Работа с файлами.
Работа с командной строкой.
Работа с командной строкой.
Система прерываний.
Система прерываний.
Архитектура контроллера прерываний.
Архитектура контроллера прерываний.
Разработка резидентных программ.
Разработка резидентных программ.
Разработка программ ввода/вывода с использованием BIOS
Разработка программ ввода/вывода с использованием BIOS
Непосредственный вывод в видеобуфер.
Непосредственный вывод в видеобуфер.
Связь программ на ассемблере с программами на языке С
Связь программ на ассемблере с программами на языке С
Структуры и записи.
Структуры и записи.
Основы организации Windows. WinAPI.
Основы организации Windows. WinAPI.
Разработка программ на языке ассемблер под Windows.
Разработка программ на языке ассемблер под Windows.

Элементы контроля

Лабораторная работа 1
Лабораторная работа 2
Итоговый тест
Экзамен проводится в письменной форме (опрос по материалам курса). Экзамен проводится на платформе Zoom, github. К экзамену необходимо подключиться согласно расписанию ответов, высланному преподавателем на корпоративные почты студентов накануне экзамена. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка Zoom, github. Для участия в экзамене студент обязан: поставить на аватар свою фотографию, явиться на экзамен согласно точному расписанию, при ответе включить камеру и микрофон. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи до 5 минут. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение 5 минут и более. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи аналогична процедуре сдачи.
Итоговый тест
Лабораторная работа 1
Лабораторная работа 2

Промежуточная аттестация

2020/2021 учебный год 3 модуль
0.3 * Лабораторная работа 2 + 0.3 * Лабораторная работа 1 + 0.4 * Итоговый тест
2020/2021 учебный год 4 модуль
2021/2022 учебный год 4 модуль
0.3 * Лабораторная работа 1 + 0.3 * Лабораторная работа 2 + 0.4 * Итоговый тест

Список литературы

Авторы

Калягин Валерий Александрович
Токарев Александр Геннадьевич

Программа дисциплины