Рабочая программа учебной дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем» Направление 230200 Информационные системы и технологии

• Рабочая программа учебной дисциплины «Управление данными» Направление 230200 Информационные
• Рабочая программа учебной дисциплины «Технические средства информационных систем» Направление
• Программа дисциплины сд
• Рабочая программа учебной дисциплины «Проектирование информационных систем» Направление 230200
• Рабочая программа учебной дисциплины «Архитектура вычислительных систем» Специальность: 230201
• Рабочая программа дисциплины п. 11 Введение в специальность Направление подготовки: 230200
• Рабочая программа модуля организация ЭВМ дисциплины ЭВМ и периферийные устройства направление

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ» Согласовано Утверждаю ^ Зав. кафедрой ИС и ВТ доцент Е.Б. Мазаков Зав. кафедрой ИСиВТ доцент Е.Б.Мазаков ^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Архитектура ЭВМ и систем» Направление 230200 – Информационные системы и технологии Специальность 230201 - Информационные системы и технологии ^ Квалификация (степень) выпускника: специалист Форма обучения: очная Составитель: доцент В.В. Спиридонов Санкт-Петербург 2012 1. Цель и задачи дисциплины Целью курса “Архитектура ЭВМ и систем” является усвоение знаний об организации и принципах построения современных ЭВМ и систем, теоретических основ их анализа и исследования, а также сведений о взаимодействии их программных и аппаратных средств. Задачи дисциплины - ознакомление студентов с базовыми принципами организации, особенностями построения и взаимосвязью характеристик технических средств современных ЭВМ и систем. ^ 2. Место дисциплины в структуре ООП Дисциплина “Архитектура ЭВМ и систем” относится к федеральному компоненту общепрофессиональной части профессионального цикла дисциплин (ОПД.Ф.10) подготовки специалистов по направлению “Информационные системы” и изучается студентами очной формы обучения в течение 3-го семестра. Для освоения курса обучающийся должен изучить дисциплины “Математика”, “Информатика”, “Физика”, “Математика (дискретная математика)”, “Технология программирования”, “Математика (математическая логика и теория алгоритмов)”, “Электротехника и электроника”, часть из которых предшествует изучению данной дисциплины, а некоторые – изучаются параллельно. К основным знаниям, необходимым для изучения дисциплины “ Архитектура ЭВМ и систем”, получаемым из перечисленных дисциплин относятся: основы дискретной математики, систем счисления, двоичной арифметики, булевых функций, математической логики, исчисления предикатов, теории вероятностей и случайных процессов, физических процессов в электрических цепях и электромагнитном поле, основ механики и оптики, основ алгоритмизации и программирования. Освоение дисциплины необходимо при изучении последующих дисциплин: “Основы коммутации компьютерных сетей ”, ”Объектно-ориентированное программирование ”, “Основы сетевых технологий”, “Операционные системы”, “Управление данными”, “Проектирование информационных систем”, а также в курсовом и дипломном проектировании. ^ 3. Требования к результатам освоения дисциплины: В результате изучения дисциплины студент должен овладеть основами знаний по дисциплине, формируемыми на нескольких уровнях: Иметь представление: - об особенностях архитектуры и принципах построения ЭВМ и систем различных классов, их устройств и блоков; - о взаимодействии аппаратных и программных средств ЭВМ и систем - о возможностях применения и перспективах развития ЭВМ и систем. Знать: основы построения и архитектуры ЭВМ; параметры и характеристики элементов ЭВМ; современные технические и программные средства взаимодействия с ЭВМ; алгоритмы функционирования и структурную организацию основных устройств ЭВМ; методы оценки характеристик ЭВМ и систем и отдельных их устройств; технические характеристики и экономические показатели лучших отечественных и зарубежных образцов ЭВМ и систем. Уметь: применять полученные знания для решения задач выбора конфигурации, настройки и эксплуатации современных ЭВМ и систем; оценивать производительность отдельных устройств и ЭВМ в целом, зная отдельные ее составляющие; определять класс и конфигурацию ЭВМ, наилучшим образом удовлетворяющую требованиям к функционированию ее в конкретной информационной, вычислительной или управляющей системе; обучать пользователей правилам и необходимым навыкам эксплуатации ЭВМ и систем. Владеть: методами представления структурных и функциональных схем ЭВМ и систем; умением выбрать устройства и блоки, необходимые для построения вычислительной системы, отвечающей заданным требованиям. ^ 4. Объём дисциплины и виды учебной работы Общая трудоёмкость дисциплины составляет 3 зачётные единицы. Вид учебной работы Всего часов Семестры 3 ^ Аудиторные занятия (всего) 50 50 В том числе: Лекции 30 30 Практические занятия (ПЗ) 8 8 Семинары (С) 0 0 Лабораторные работы (ЛР) 12 12 ^ Самостоятельная работа (всего) 52 52 В том числе: Курсовой проект (работа) Расчётно-графические работы Реферат ^ Другие виды самостоятельной работы: Работа с литературой 52 52 Вид промежуточной аттестации (зачёт, экзамен) Экзамен Экзамен Общая трудоёмкость час зач. ед. 102 102 ^ 5. Содержание дисциплины 5.0. Содержание дисциплины по ГОС (ОПД.Ф.08) Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов; функциональная и структурная организация процессора; организация памяти ЭВМ; основные стадии выполнения команды; организация прерываний в ЭВМ; организация ввода-вывода; периферийные устройства; архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов; параллельные системы; понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах; матричные и ассоциативные вычислительные сети; конвейерные и потоковые вычислительные сети; сети ЭВМ; информационно-вычислительные системы и сети. ^ 5.1. Содержание разделов дисциплины № п/п Наименование раздела дисциплины Содержание раздела 1 Общие сведения об ЭВМ Цель и задачи курса, его роль в подготовке специалистов по вычислительной технике и взаимосвязь с другими дисциплинами специальности. Цифровая, аналоговая и гибридная формы представления информации. Классификация вычислительных средств по формам представления информации и принципу организации вычислений. Тенденции развития технических средств ЭВМ. Основные виды ЭВМ, обобщенная структура ЭВМ, принцип программного управления, принципы фон Неймана. Основные характеристики ЭВМ. Классификация ЭВМ. Особенности и области применения ЭВМ различных классов. Режимы работы ЭВМ. Системные принципы организации технических средств ЭВМ. Общие сведения о методах оценки производительности и эффективности ЭВМ. 2 Запоминающие устройства ЭВМ Основные понятия и определения. Классификация запоминающих устройств. Организация памяти ЭВМ. Основные характеристики ЗУ. Иерархическая организация многоуровневой памяти ЭВМ. ЗУ с последовательной и произвольной выборкой, адресные и безадресные ЗУ. Назначение, структура и организация работы оперативных ЗУ (ОЗУ). Многоканальный доступ и расслоение обращений. Полупроводниковые ОЗУ. Организация и основные разновидности модулей ЗУ на БИС. Кэш-память Постоянные ЗУ (ПЗУ), их разновидности и организация. Флэш-память. Ассоциативные и многофункциональные ЗУ. ЗУ на жестких и гибких магнитных дисках. ЗУ на оптических дисках. Новые технологии и перспективы развития ЗУ. 3 Процессоры ЭВМ Назначение процессора. Функциональная и структурная организация процессора. Комбинационные и последовательностные схемы. Функционально полный набор логических элементов. Триггеры. Базовые функциональные узлы устройств процессора. Арифметико-логические устройства (АЛУ). Назначение, принципы организации и основные характеристики АЛУ, их классификация. Структура АЛУ и алгоритмы выполнения основных арифметических и логических операций в АЛУ. Основные понятия, назначение и классификация устройств управления (УУ), их функции. Организация управления выполнением последовательности команд и операций. Основные стадии выполнения команды. Взаимодействие узлов УУ при реализации переходов, циклов, обращений к процедурам и др. Системы адресации ЭВМ. Схемные УУ. УУ с жесткой логикой на основе микропрограммных автоматов. Микропрограммные УУ. 4 Системные средства ЭВМ Системы прерывания программ ЭВМ, виды прерываний. Организация прерываний в ЭВМ, основные структурные схемы и характеристики систем прерываний. Приоритетное обслуживание прерываний. Прерывания в персональных ЭВМ. Системы памяти ЭВМ, их классификация и характеристики. Страничная и сегментная организация памяти. Способы защиты памяти. Управление обменом с внешней памятью, дисциплины обслуживания обращений к внешним ЗУ, дисковые массивы. Организация ввода-вывода. Управление вводом-выводом в многопрограммных ЭВМ. Алгоритмы и структура интерфейсов ввода-вывода при различных видах обмена: программно-управляемом, по прерыванию, с прямым доступом к памяти. Организация шин интерфейса. Типовые интерфейсы ЭВМ. Периферийные устройства: основные характеристики, способы подключения к ЭВМ и режимы обмена. Организация ЭВМ и систем Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах (ВС). Вычислительные комплексы (ВК). Параллельные системы. Классификация и основные типы вычислительных систем. Матричные и ассоциативные вычислительные сети; конвейерные и потоковые вычислительные сети. Сети ЭВМ. Информационно-вычислительные системы и сети. Основные характеристики аналоговых и гибридных вычислительных машин. ^ 5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами № п/п Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин 1 2 3 4 5 Управление данными + Основы коммутации компьютерных сетей + + + Проектирование информационных систем + + Операционные системы + + Дипломное проектирование + + + ^ 5.3. Разделы дисциплин и виды занятий № п/п Наименование раздела дисциплины Лекции Прак. зан. Лаб. зан. Семин. СРС Всего час. 1 Общие сведения об ЭВМ 4 3 9 16 2 Запоминающие устройства ЭВМ 6 2 14 22 3 Процессоры ЭВМ 8 3 8 5 24 4 Системные средства ЭВМ 6 12 18 5 Организация ЭВМ и систем 6 4 12 22 ^ 6. Лабораторный практикум:. № п/п № раздела дисциплины Наименование лабораторных работ Трудо-ёмкость (час.) 1. 3 Исследование структуры и принципа действия двоичного арифметического устройства 4 2. 3 Исследование устройства микропрограммного управления 4 3. 5 Определение конфигурации и оценка производительности ПЭВМ 4 ^ 7. Практические занятия: № п/п № раздела дисциплины Наименование практических занятий Трудо-ёмкость (час.) 1. 1 Оценка времени выполнения микропрограммы 3 2. 2 Построение схемы разряда операционного устройства 2 3. 3 Разработка алгоритмов управления выполнением команд 3 ^ 8. Курсовой проект (работа) на тему: Курсовой проект по дисциплине не предусмотрен. 9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины: а) основная литература 1. Цилькер, Б.Я. Организация ЭВМ и систем: учебник для вузов / Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. – СПб.: Питер, 2010. – 668 с. 2. Бройдо, В.Л. Архитектура ЭВМ и систем: учебник для вузов / В.Л. Бройдо, О.П. Ильина. – СПб.: Питер, 2009. – 720 с. б) дополнительная литература 3. Таненбаум, Э. Архитектура компьютера / Э. Таненбаум. – СПб.: Питер, 2002, 2007. 4. Гук, М. Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия / М. Гук. – 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008. - 928 с. 5. Спиридонов, В.В. Проектирование структур АЛУ: учеб. пособие / В.В. Спиридонов. – СПб.: СЗПИ, 1992. - 84 с. 6. Копейкин, М.В. Управление ЭВМ: учеб. пособие / М.В. Копейкин, В.Я. Пашкин, В.В. Спиридонов. - Л.: СЗПИ, 1988. - 84 с. 7. Копейкин, М.В. Организация ЭВМ и систем: (память ЭВМ): учеб. пособие / М.В. Копейкин, В.В. Спиридонов, Е.О. Шумова. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2004. - 153 с. 8. Организация ЭВМ и систем: метод. указ. к выполнению лаб. работ / сост.: М.В. Копейкин, В.В. Спиридонов, Е.О. Шумова. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2005. - 35 с. в) программное обеспечение: Microsoft Visual Studio, MASM, проприетарное ПО. г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы: ресурсы Интернет. 10. Материально-техническое обеспечение дисциплины: a) кафедральный компьютерный центр _____________________________________________________________________________ Разработчики: кафедра ИС и ВТ доцент В.В. Спиридонов Скачать 134,46 Kb. Дата конвертации 23.10.2013 Размер 134,46 Kb. Тип Рабочая программа