Компьютерный практикум 1

Бакалавриат 2020/2021

Статус: Курс обязательный (Прикладная математика)

Направление: 01.03.04. Прикладная математика

Кто читает: Департамент прикладной математики

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 1-й курс, 1-4 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Белова Елена Викторовна, Воронцова Татьяна Дмитриевна

Язык: русский

Кредиты: 3

Контактные часы: 34

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Знакомство слушателей дисциплины с представлением и кодированием данных в ЭВМ, основами языка Ассемблера, базовыми приемами работы в среде MS Visual Studio, концепциями использования в программах языка С и Ассемблера. Формирование практических навыков программирования на языке Ассемблера, базовых принципов, применяемых при разработке и реализации алгоритмов, разработке и отладке компьютерных программ. Получение опыта работы с механизмами связи низкоуровневого языка Ассемблер с языком высокого уровня С; поиска эффективных реализаций различных алгоритмов, практических навыков разработки прикладных программ. Практические занятия по программированию подкрепляются теоретическим материалом курса «Алгоритмизация и программирование».

Цель освоения дисциплины

Изучение принципов организации ЭВМ.
Изучение системы команд центрального процессора ЭВМ
Изучение основ построения алгоритмов и выработки умений эффективных реализаций различных алгоритмов
Выработка навыков и умений программирования на языке С и Ассемблера.

Планируемые результаты обучения

Выполняет перевод заданных значений в различные позиционные системы счисления
Знание базовых регистров центрального процессора
Разрабатывает программу на языке ассемблера
Оформление ассемблерных вставок в виде подпрограмм
Знание дополнительных средств языка ассемблера
Разработка программ с использованием языка СИ для ввода/вывода данных
Умение использовать современные расширенные регистры центрального процессора

Содержание учебной дисциплины

Представление и кодирование информации в ЭВМ
Структура ячейки памяти: биты, байты, слова. Системы счисления: двоичная, 16-ричная. Целые числа: знаковые и беззнаковые. Диапазоны целых. Сложение и вычитание целых. Примеры программ на языке Си для изучения эффекта переполнения. Кодирование символов. Код ASCII. Расширения кода ASCII: кодировка IBM, альтернативная кодировка ГОСТа, UNICODE
Основы архитектуры процессора семейства 80х86
Общие сведения о семействе процессоров 80x86. Общая шина. Память: ОЗУ и ПЗУ. Кэш-память. Адресное пространство. Сегмент и смещение, параграф. Нормализованный адрес. Команды отладчиков для просмотра ячеек памяти. Сегментные регистры. Структура центрального процессора: исполнительный блок и шинный интерфейс. Регистры центрального процессора: HL-регистры, PI-регистры, счетчик команд, регистр флагов. Назначение битов регистра флагов.
Система команд центрального процессора: пересылки данных, арифметические, команды сравнения, команды переходов. Кодирование команд.
Структура описания команд. Команды пересылки. Арифметические команды: сложение, вычитание. Длинные целые. Операнды различной длины. Арифметические команды: умножение, деление. Десятичная арифметика. Команды сравнения. Условные переходы. Команды безусловных переходов. Кодирование команд: однооперандные команды, непосредственный операнд, двухоперандные команды.
Методы адресации и организация циклов
Методы адресации: регистровый и непосредственный. Индексная адресация. Команды организации циклов. Косвенная адресация. Команды косвенного перехода. Префикс замены сегмента. Команды загрузки исполнительного адреса
Стек, подпрограммы, программные прерывания
Стек. Команды работы со стеком. Использование стека для организации вложенных циклов. Подпрограммы. Передача параметров: через стек и через регистры. Возвращение результата через флаг CF. Команды изменения флага CF. Вложенные подпрограммы. Использование отладчиков для отладки программ. Прерывания, их классификация. Команды запрета и разрешения внешних прерываний. Программные прерывания. Векторы прерываний. Команды прерываний. Пример программы обработки прерывания.
Средства языка Ассемблера
Язык Ассемблера. Определение данных. Пример программы на языке Ассемблера. Этапы создания программы: ассемблирование, компоновка, выполнение. Подпрограммы. Макросы. Вложенные макросы. Условное ассемблирование. Локальные метки. Блоки повторений.
Связь программ на языке С и Ассемблера
Стыковка модулей, написанных на языках Си и Ассемблера. Передача параметров в Си. Примеры программ
Развитие процессоров семейства 80х86
32-разрядная архитектура. Регистры. Новые методы адресации. Пример использования возможностей 32-разрядной платформы. 64-разрядная архитектура. Регистры.

Элементы контроля

индивидуальное задание №1
экзамен
Экзамен проводится на основании накопленной оценки. Накопленная оценка выставляется на основании выполненных индивидуальных заданий по материалам курса. Оценка за экзамен может быть выставлена в отсутствии студента. Экзамен проводится на платформе jitsi (https://www.meet.miem.hse.ru). К экзамену необходимо подключиться согласно расписанию 'экзаменов. В день проведения экзамена студенты могут узнать свою оценку. Оценка за экзамен может быть выставлена в отсутствии студента.
индивидуальное задание №2
индивидуальное задание №3
индивидуальное задание №4
контрольно-измерительные материалы
контрольно-измерительные материалы

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.25 * индивидуальное задание №1 + 0.25 * индивидуальное задание №2 + 0.25 * индивидуальное задание №3 + 0.25 * экзамен

Программа дисциплины