О содержании разделов пояснительной записки

Во введении излагается цель курсового проекта, сформулированная проектировщиком, и указываются средства для ее достижения.

Первый раздел содержит упрощенное описание технического задания (ТЗ) на выполнение курсового проекта. Разработку ТЗ студент осуществляет самостоятельно, а затем согласовывает сформулированное техническое задание с преподавателем. Разработка ТЗ является первым этапом процесса проектирования, предусматривающего изучение индивидуального задания и наполнение содержанием следующих разделов ТЗ.

Техническое задание

В нижеследующих разделах необходимо задать требования к проектируемой ЭВМ.

Область применения

Указать конкретный объект, управляемый с помощью создаваемой ЭВМ и назначение объекта.

Индивидуальное задание и литературные источники

Смотри таблицу вариантов заданий.

Метод конвейеризации

Указать метод конвейеризации, который необходимо использовать при модификации классической (принстонской) модели ЭВМ. Рекомендуется использовать простой способ конвейеризации, обеспечивающий совмещение выполнения текущей команды и выборки следующей.

Технические требования

Команды ЭВМ

Задать перечень команд проектируемой ЭВМ и их описание. При описании необходимо перечислить флаги, используемые на этапе программирования пользовательских задач. Пояснить машинные коды и семантику команд, выполняемые командами операции и воздействия на флаги. Смотри конспект лекций.

Диапазон и погрешность представления чисел

Указать величины диапазона и погрешности чисел в проектируемой ЭВМ. Необходимо рассмотреть числа с ФТ и ПТ.

Форматы команд, данных и слова состояния процессора

Привести рисунки и пояснения.

Организация виртуальной памяти

Указать основные требования к организации виртуальной памяти. Задать основные характеристики виртуальной памяти в проектируемой ЭВМ. Пояснить системный и пользовательский режимы и команды перехода между режимами. Предполагается выполнение не более восьми процессов в пользовательском режиме. Необходимо описать структуру элементов глобальной и локальных таблиц страниц и вычислить объем памяти для хранения всех таблиц страниц, контекстов процессов.

Способы организации ввода-вывода информации

Указать требования к организации средств ввода-вывода. Пояснить три известных способа, их особенности и выбрать нужные для проектируемой ЭВМ.

Способ оценки производительности ЭВМ

Указать способ оценки производительности ЭВМ, используемый при проектировании ЭВМ. Рекомендуется использовать для вычисления величины времени выполнения команды формулу, определяющую среднее взвешенное арифметическое n величин. В формуле используются веса, соответствующие долям времени выполнения каждой команды в заданной смеси команд.

Приращение производительности ЭВМ

Задать величину приращения, получаемого в результате модификации первоначально созданной ЭВМ.

Способ тестирования ЭВМ

Указать способ (моделирование), используемый для проверки правильности функционирования ЭВМ, представленной в виде проектной документации (описание алгоритмов, функциональных схем и других документов). Предлагается сформулировать задачу обработки массива исходных чисел, для которой требуется разработать программу на языке созданной ЭВМ, а затем перечислить и описать шаги выполнения команд данной программы с помощью созданной ЭВМ.

Взаимодействие программ пользователя с внешними устройствами

Задать формулировку общих требований к программному интерфейсу.

Демонстрация возможностей взаимодействия CPU с внешними устройствами

Указать требования к программам, демонстрирующим особенности взаимодействия CPU с внешними устройствами и задать перечень демонстрируемых функциональных возможностей. Предлагается сформулировать следующие требования к двум прикладным программам. Первая программа создается с помощью языка Си для демонстрации возможностей взаимодействия с клавиатурой в среде операционной системы MS DOS. В программе необходимо инициировать переменные, используемые для описания начального положения курсора. Для перемещения символа ‘*’ в пределах заданного на экране монитора прямоугольного окна необходимо использовать клавиши, обозначенные символами ←, ↑, →, ↓ (стрелки). Рекомендуется в программе использовать средства прерывания (int21h). Вторая программа создается с помощью языка С++ для демонстрации возможностей вывода изображений на экран монитора в среде операционной системы WINDOWS.

Интерфейс Win32 API

Указать требования к программному интерфейсу и правилам вызова сервисов.

Второй раздел содержит описание воплощения классической принстонской модели ЭВМ и оценку производительности базового варианта ЭВМ. В данном разделе необходимо представить описание перечня компонентов и привести изображение регистровой модели ЭВМ. Рекомендуется использовать классическую модель принстонской ЭВМ, архитектура которой обозначается аббревиатурой ОКОД. Совокупность символов ОКОД обозначает модель ЭВМ с одиночным потоком команд и одиночным потоком данных. Необходимо разработать обобщенный алгоритм функционирования ЭВМ и представить его  в виде графической схемы алгоритма (ГСА), а также представить функциональную схему устройства управления, реализующую данный алгоритм (на уровне регистровых передач).

При разработке обобщенного алгоритма функционирования ЭВМ необходимо выделить основные процедуры, используемые для выборки и исполнения команды. Составить таблицу, строки которой соответствуют выделенным процедурам, а столбцы соответствуют типам команд, выполняемых разрабатываемой ЭВМ. Для каждого типа команд в таблице необходимо указать времена выполнения выделенных процедур.

Указать способ оценки производительности классической модели ЭВМ. Составить таблицу, в которой для каждого типа команд, используемых для оценки производительности ЭВМ, указана доля времени выполнения её в заданной смеси команд. Вычислить усреднённое время выполнения команды и величину производительности ЭВМ.

Рекомендуется следующая структура второго раздела.

Структура и алгоритм функционирования ЭВМ классической модели

Вводные замечания

Дать пояснения отличий классических моделей принстонской и гарвардской. Пояснить классификацию архитектур, обозначаемых ОКОД, ОКМД, МКОД, МКМД. Указать, что проектируется ОКОД архитектура и привести рисунок структуры ЭВМ.

Функциональная модель ЭВМ

Представить на рисунке основные компоненты ЭВМ (в том числе контроллер прерывания) и их составные части на уровне регистровых передач. Пояснить особенности взаимодействия компонентов.

Алгоритм функционирования ЭВМ

Пояснить основные этапы выборки и выполнения команд. Указать процедуры, используемые при описании алгоритма функционирования ЭВМ. Разработать и привести графическую схему обобщенного алгоритма (ГСА) функционирования ЭВМ и ГСА процедур, используемых в алгоритме.