Полный, открытый, свободно распространяемый сборник материалов курса "Архитектуры процессорных систем", читаемой в Национальном исследовательском университете МИЭТ.
Целью курса "Архитектуры процессорных систем" является изучение устройства и способов организации процессоров, и систем под их управлением.
Под словом Архитектура понимается некоторый способ организации. Процессор – это программно-управляемое устройство для обработки информации. Проще говоря, это устройство, управлять поведением которого можно с помощью программ (последовательности команд/действий). Система – это комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения поставленных целей. Таким образом, дисциплина "Архитектур процессорных систем" посвящена способам организации и построения систем под управлением устройств управляемых программами. Большое внимание в курсе уделяется открытой, и очень популярной в настоящее время, процессорной архитектуре RISC-V.
Дисциплина реализуется Институтом МПСУ на базе НИУ МИЭТ сразу для 7 различных направлений подготовки, которые имеют разные названия и количество теоретического и практического материалов. Не смотря на это масштаб покрытия у них одинаковый, а суть предмета изучения общая - организация компьютеров. Отличаются лишь глубина погружения и акценты.
По глубине представления теоретического материала все направления можно разделить на 3 уровня:
- layer 2 –
ИБ,ИКТ,КТ,РТ[16 лекций – базовый набор лекций о архитектурах и способах построения процессоров и систем] - layer 1 –
ИВТ,ПИН,ПМ[24 лекции – базовый набор лекций, расширенный в части повышения производительности, вопросах организации памяти и параллельных вычислительных систем] - layer 0 –
Я-хочу-больше[Максимальный набор материалов, включающий все дополнительные и расширенные]
По глубине практической работы направления можно разделить на 5 уровней:
- level 4 –
ИБ,ИКТ[4 лабораторные – разработка простейшего процессора на основе ПЛИС и его программирование в машинных кодах] - level 3 –
КТ,РТ[8 лабораторных – разработка простейшего процессора на основе ПЛИС и его программирование в машинных кодах] - level 2 –
ПИН,ПМ[8 лабораторных – разработка процессора с архитектурой RISC-V и системы с периферийными устройствами под его управлением на основе ПЛИС, с последующим программированием на языках ассемблера и C] - level 1 –
ИВТ[8 лабораторных – разработка процессора с архитектурой RISC-V и системы с контроллером прерываний и периферийными устройствами, под управлением этого процессора, на основе ПЛИС, с последующим программированием на языках ассемблера и C] - level 0 –
Я-хочу-больше[Максимальный набор лабораторных работ, включая все дополнительные и расширенные работы]
Сейчас ты находишься в ветке master, в которой есть только это сообщение. Организовано несколько веток (треков), каждая для своего направления подготовки. Нажми на нужную ссылку из списка, чтобы попасть в нужную ветку (в скобках указано название дисциплины в терминах направления подготовки):
master– только для этого сообщенияtechnical– техническая ветка для организации репозитория, там же все картинки, правила редактирования, содержания и организации, инструкции по дополнениюИБ– все материалы для обучающихся на Информационной Безопасности (АСВТ – Автоматизированные Системы Вычислительной Техники)ИВТ– Информатика и Вычислительная Техника (АМПСиС – Архитектуры Микропроцессорных Систем и Средств)ИКТ– Телекоммуникационные системы (ВТиИТ – Вычислительная Техника и Информационные Технологии)КТ– Компьютерные Технологии (МПСиС – Микропроцессорные Средства и Системы)ПИН– Программная Инженерия (МПСиС – Микропроцессорные Средства и Системы)ПМ– Прикладная Математика (МПСиС – Микропроцессорные Средства и Системы)РТ– Радиотехника (МПСиПЛИС – Микропроцессорные Системы и Программируемые Логические Интегральные Схемы)Я-хочу-больше– Ветка для тех, кому мало основного материала, и кто хочет программу максимумЯ-не-смог– В случае, если по какой-то причине вы не появились на лабораторном занятии, либо не успели сдать лабу, у вас всё ещё остается возможность выполнять последующие лабораторные работы вместе со всеми. Для этого, вы можете воспользоваться реализациями модулей из данной ветки.
Если ты в терминале, то после клонирования репозитория
git clone git@github.com:MPSU/APS.git
выбери нужную ветку используя следующую команду
git checkout <имя-ветки-из-списка-прям-на-русском>
Если ты в браузере, то всегда можно просто выбрать нужную ветку в выпадающем списке, как на картинке ниже
Дисциплины связанные с организацией вычислительной техники читаются в МИЭТ с самого его основания. Текущий курс эволюционировал из "Микропроцессорных средств и систем" (МПСиС) читаемый факультету МПиТК (Микроприборов и технической кибернетики) сначала Савченко Юрием Васильевичем, а после – Переверзевым Алексеем Леонидовичем. С 2014 по 2022 годы дисциплина проводилась и значительно модернизировалась Поповым Михаилом Геннадиевичем совместно с коллективом сотрудников и студентов Института МПСУ. С 2022 года группам ИБ, ИКТ, КТ и РТ курс читает Силантьев Александр Михайлович, а группам ИВТ, ПИН, ПМ – Орлов Александр Николаевич.
В 2019-2020 годах была значительно переработана, осовременена и дополнена теоретическая часть курса. Тогда же разработаны и полностью обновлены лабораторные работы с переходом на использование архитектуры RISC-V, введены новые способы оценки полученных знаний. Все материалы курса включая видеозаписи лекций были выложены в свободный доступ. Дисциплина продолжает непрерывно обновляться и дополняться.
Основное влияние на структуру и содержание курса в современном виде оказали: оригинальные лекции МПСиС для МПиТК, курс Вычислительных структур 6.004 читаемый в MIT, Харрис и Харрис "Цифровая схемотехника и архитектура компьютера" и Орлов и Цилькер "Организация ЭВМ и систем".
В подготовке курса и репозитория принимали участие:
- Попов Михаил Геннадиевич
telegram– лекции и презентации, структура курса, структура лабораторных и методические описания к ним, репозиторий - Примаков Евгений Владимирович – организация репозитория, профессиональные консультации по курсу, методические материалы
- Рыжкова Дарья Васильевна – разработка тестовых окружений для лабораторных работ, подготовка методических материалов
- Силантьев Александр Михайлович – профессиональные консультации по курсу, организация работы
- Солодовников Андрей Павлович
telegram– методические материалы к лабораторным работам, подготовка репозитория, профессиональные консультации и многое другое - Терновой Николай Эдуардович
telegram-channel– презентации для лабораторных, профессиональные консультации и отработка материалов - Хисамов Василь Тагирович
telegram– профессиональные консультации и отработка материалов
