В курсе рассмотрены основные схемотехнические элементы ЭВМ: логические элементы, триггерные схемы, регистры, счетчики и т.д. Рассматривается организация и принципы работы запоминающих устройств, устройства управления, арифметико- логического устройства. Их анализ проводится на примерах реализации устройств, выполняющих заданные функции. Рассмотрены режимы адресации и форматы команд персональной ЭВМ с системой команд x86. Приведены основные характеристики 32-разрядного микропроцессора. Проведен анализ конвейерной организации работы микропроцессора для случая идеального конвейера и конвейера, в работе которого встречаются конфликты. Рассмотрены основные режимы работы мультипрограммной ЭВМ, характеристики ЭВМ при работе в мультипрограммном режиме, дисциплины распределения ресурсов. Описана работа системы прерывания как с классической точки зрения, так и применительно к современным персональным компьютерам. Рассмотрены вопросы, возникающие при работе системы распределения памяти. Представлен анализ классических методов защиты информации в ЭВМ и методов, поддерживаемых на аппаратном уровне в современных ЭВМ. Рассмотрена организация ввода-вывода информации, включая прямой доступ к памяти.
В лекциях по логическим основам даются основные функции алгебры логики, эквивалентности, понятие функционального базиса. Описаны методы минимизации булевых функций на основе совершенных нормальных форм. Представлены однофункциональные базисы. В лекциях по арифметическим основам рассматривается представление чисел с фиксированной и плавающей запятой, точность и диапазон их представления. Рассматриваются прямой, обратный и дополнительный коды чисел, а также модифицированные коды. Даны методы выполнения операций сложения, вычитания, умножения, деления чисел с фиксированной и плавающей запятой в различных кодах. В лекциях по принципам работы ЭВМ рассмотрены машина Тьюринга, автомат Неймана. Рассмотрена структура классической ЭВМ, цикл выполнения команды. Описана архитектура персонального компьютера.