Темы для подготовки к экзамену
- Вопросы представления, передачи и хранения информации
- Откуда возникает необходимость представления информации?
- Принцип работы реле, вакуумных ламп, транзисторов.
- Показать, как строятся логические операции (and, or, not) из реле, вакуумных ламп, транзисторов.
- Принцип работы тактового генератора. PLL, DLL.
- Принцип работы триггера (SR, D, preset/reset).
- Организация ячейки памяти на базе триггеров.
- Организация сумматора. Организация умножения и деления.
- Выполнение команд. Регистр флагов. Организация переходов.
- Организация вычислительной системы
- Организация платформы x86
- Организация платформы PowerPC.
- Каковы функции процессора, чипсета.
- Организация современного процессора
- Общая структура процессора
- Ассоциативность памяти, алиасинг адресов.
- Кэш инструкций. Предназначение, организация.
- Декодер команд. Организация в случае команд фиксированной длины, переменной длины. Микрокоманды.
- Предсказание адресов и переходов.
- Необходимость и организация внеочередного исполнения команд.
- Организация памяти
- Принцип работы транзистора. Полевой транзистор.
- Организация 6T SRAM. Особенности использования SRAM.
- Организация ячейки DRAM. Особенности использования ячейки DRAM.
- Организация модуля DRAM. Структурные характеристики. Основные тайминги. ECC. Full buffering.
- Способы повышения эффективности использования DRAM. Способы повышения пропускной способности при использовании DRAM.
- Кэширование. Варианты организации кэша данных. Write back/write through. Вопросы поддержания когерентности кэшей.
- Страничная организация памяти. MMU. Таблицы страниц: назначение, организация хранения данных. TLB. PAE/PSE.
- PIO, DMA.
- Отображение памяти устройств, shadowing. IOMMU.
- Периферийные интерфейсы
- Различия в передаче сигналов внутри чипа и снаружи.
- Параллельные и последовательные интерфейсы. Различия в способе их определения, преимущества и недостатки.
- Интерфейс I2C как пример низкоскоростного последовательного интерфейса. Предназначение, область применения. Функциональные возможности. Технические характеристики.
- Интерфейс DCR как пример параллельного интерфейса. Предназначение, область применения. Функциональные возможности. Технические характеристики.
- Интерфейс PCI:
- Предназначение, область применения. Функциональные возможности. Технические характеристики.
- Иерархия подключения и иерархия идентификации. Технические характеристики.
- Конфигурационное пространство.
- INT# vs MSI.
- PCI Express
- Предназначение, область применения. Функциональные возможности. Технические характеристики.
- Отличия от PCI. Уровни протокола PCI Express.
- Transaction Layer. Предоставляемые возможности. Структура пакета. Адресные пространства операций. Некоторые виды операций. Completions. Flow control.
- Data Link Layer. Предназначение. Структура пакета. Вопросы инициализации уровня.
- Physical Layer. Предоставляемые возможности. Кодировка. Вопросы инициализации.
- USB
- Предназначение. Функциональные возможности. Технические характеристики.
- Иерархия устройств, адресация. Иерархия протоколов.
- Транспортный протокол. Виды транзакций.
FireWire
- Предназначение. Функциональные возможности. Технические характеристики.
- Виды транзакций.
- ATA
- Предназначение. Функциональные возможности. Технические характеристики.
- Принцип работы. Использование DMA.
- SATA. Предназначение. Функциональные возможности. Технические характеристики. Организация интерфейса и обеспечение обратной совместимости.
- SCSI.
- Предназначение, функциональные возможнсти. SPI, технические характеристики.
- ATAPI, SAS, iSCSI. Необходимость введения, организация работы.
- Начальная загрузка
- Этапы начальной загрузки.
- BIOS. Структура, функциональность.
- ACPI, APM. Идея, предоставляемые возможности.
- DMI, SMBIOS. Предназначение, предоставляемые возможности.
Plug&Play, ESCD. Процесс переназначения ресурсов при изменении состава оборудования.
- Межпроцессорные и межузловые связи
Многопроцессорные вычислительные узлы. Варианты реализации, используемые интерфейсы. QPI, HyperTransport.
- Многоузловые системы. Коммуникационные и вычислительные сети: различие в подходах и следствия из них.
- Ethernet. Предназначение, функциональные возможности. Проблемы. Современное состояние Ethernet.
InfiniBand. Предназначение, функциональные возможности. Структура и организация сети IB. Организация передачи данных между хостами с IB.
- Заказные сети на примере Cray Gemini, Cray Aries, IBM Blue Gene. Особенности построения.
Примеры экзаменационных вариантов