Рабочая программа модуля организация ЭВМ дисциплины ЭВМ и периферийные устройства направление ооп icon

Рабочая программа модуля организация ЭВМ дисциплины ЭВМ и периферийные устройства направление ооп



Смотрите также:
УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ИК

________________ Сонькин М.А.

«___»_____________2011 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА МОДУЛЯ

Организация ЭВМ дисциплины ЭВМ и периферийные устройства


НАПРАВЛЕНИЕ ООП 230100 Информатика и вычислительная техники


ПРОФИЛИ ПОДГОТОВКИ Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, Системы автоматизированного проектирования, Технологии разработки программного обеспечения, Программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем


КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) бакалавр

^ БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г.

КУРС 2 СЕМЕСТР 4

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 6 кредитов ECTS

ПРЕРЕКВИЗИТЫ Б2.Б1, Б2.В1.1, Б2.В4.1

КОРЕКВИЗИТЫ Б3.Б10


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции 36 час.

Лабораторные занятия 27 час.

Практические занятия 18 час.

АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ 81 час.

^ САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА 72 час.

ИТОГО 153 час.

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ очная


ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ экзамен

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра ВТ


ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ ВТ ____________ Марков Н.Г., профессор

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП ____________ Рейзлин В.И., доцент

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ ____________ Чередов А.Д., доцент


2011г.

  1. ^ ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ

Целями преподавания дисциплины являются:

предоставление обучаемым знаний по вопросам функциональной и структурной организации ЭВМ, ее составных частей с применением современных информационных технологий; усвоение этих знаний студентами, а также формирование у них мотивации к самообразованию за счет активизации самостоятельной познавательной деятельности. Поставленные цели полностью соответствуют целям (Ц1-Ц5) ООП.

^ 2.МЕСТО МОДУЛЯ В СТРУКТУРЕ ООП

Дисциплина «ЭВМ и периферийные устройства» (Б3.Б4) , в которую входит модуль «Организация ЭВМ » (Б3.Б4.1) является базовой профессионального цикла (Б3).

Для её успешного усвоения необходимы знания базовых понятий информатики и вычислительной техники, роли и значения информатики в современном обществе, форм представления и преобразования информации в компьютере; умения применять вычислительную технику для решения практических задач, оперировать элементами алгебры логики. Владеть навыками работы на персональном компьютере.

Пререквизитами данной дисциплины являются дисциплины математического и естественнонаучного цикла (Б2): «Информатика» (Б2.Б1), «Дискретная математика» (Б2.В1.1), «Теория информации» (Б2.В4.1).

Кореквизиты - «Безопасность жизнедеятельности» (Б3.Б10).

^ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ

В результате освоения модуля студент должен:

знать:

основы построения и архитектуры ЭВМ (З.2.3):

  • основные понятия и терминологию в области вычислительной техники (З.2.3.1);

  • технические и эксплуатационные характеристики компьютеров (З.2.3.2);

  • классификации ЭВМ (З.2.3.3);

  • особенности организации различных типов ЭВМ (З.2.3.4);

  • функциональную и структурную организацию центрального процессора, памяти компьютера(З.2.3.5);

  • организацию прерываний и ввода-вывода (З.2.3.6);

  • современное состояние и тенденции развития ЭВМ (З.2.3.7);

уметь:

выбирать, комплексировать и тестировать аппаратные средства вычислительных систем (У.2.3):

  • проводить анализ всего многообразия типов ЭВМ с целью выбора наиболее приемлемого варианта для конкретного использования (У.2.3.1);

  • проводить сравнительный анализ параметров основных технических средств ЭВМ (процессора, памяти) (У.2.3.2);

  • уметь выбирать базовую конфигурацию компьютера(У.2.3.3);

  • использовать сеть Internet для работы с Web-серверами ведущих фирм производителей средств вычислительной техники (У.2.3.4);

  • использовать образовательные ресурсы по дисциплине, представленные в среде Web CT (У.2.3.5);

владеть навыками конфигурирования компьютеров различного назначения (В.2.3).

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1.Универсальные (общекультурные):

  • владение основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации (ОК-11 ФГОС);

  • владение навыками работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12 ФГОС);

  • способность работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13 ФГОС).

2. Профессиональные:

  • способность разрабатывать технические задания на оснащение отделов, лабораторий, офисов компьютерным оборудованием (ПК-1 ФГОС);

  • инсталлировать программное обеспечение и подключать аппаратные средства информационных и автоматизированных систем (ПК-11 ФГОС).


4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ МОДУЛЯ

4.1 Аннотированное содержание разделов модуля:
^

1. Архитектуры, характеристики, классификация ЭВМ


Основные понятия и определения (ЭВМ, вычислительная система, архитектура компьютера). Компоненты архитектуры компьютера. Развитие и классификация однопроцессорных архитектур (SISD, SIMD, многопотоковые технологии и многоядерные структуры). Классификация архитектур SISD (CISC, RISC, VLIW, суперскалярная обработка, EPIC-концепция). Способы реализации архитектур SIMD. Технология ММХ и потоковые SIMD-расширения. Переход на многоядерные структуры процессоров и многопотоковую обработку команд. Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ. Классификация компьютеров (мэйнфреймы, супер компьютеры, микро-ЭВМ). Классификация микро-ЭВМ (персональные компьютеры, серверы, рабочие станции, встраиваемые микро-ЭВМ). Особенности организации, классификация, используемые платформы серверов, рабочих станций, персональных компьютеров. Особенности организации, классификация, используемые платформы ноутбуков, карманных персональных компьютеров.
^

2. Функциональная и структурная организация ЭВМ


Обобщенная структура ЭВМ и пути ее развития. Типы данных (IA-32, MMX, SSE, SSE-2, IA-64). Теги и дескрипторы. Структура и форматы команд ЭВМ. Способы адресации информации в ЭВМ (абсолютные, относительные). Непосредственная, прямая и косвенная адресация. Базирование способом суммирования и совмещения составляющих адреса. Индексная адресация. Форматы и способы адресации в CISC-процессоров. Развитие системы команд х86. Обобщенный формат команд IA-32. Основные принципы х86-64 архитектуры. Форматы команд RISC-процессора. Особенности системы команд IA-64.
^

3. Функциональная и структурная организация центрального процессора ЭВМ


Назначение и структура центрального процессора. Назначение, классификация и организация центрального устройства управления. Регистровые структуры центрального процессора (IA-32, х86-64, IA-64).Особенности многоядерной микроструктуры процессоров Intel Core. Микроархитектура Core Nehalem. Структурная организация современных универсальных микропроцессоров (Intel Core 2 Duo, AMD Athlon 64 X2, IBM Power PC G5). Конвейерная технология выполнения команд. Принципы организации системы прерывания программ.
^

4. Принципы организации подсистемы памяти ЭВМ и ВС


Иерархическая структура памяти компьютера. Организация стека регистров. Способы организации кэш-памяти. Типовая структура кэш-памяти. Способы размещения данных в кэш-памяти. Методы обновления строк основной памяти. Методы замещения строк кэш-памяти. Принципы организации оперативной памяти (ОП). Методы управления памятью. Организация виртуальной памяти. Методы повышения пропускной способности оперативной памяти. Методы ускорения процессов обмена между ОП и внешними запоминающими устройствами.
^

5. Организация системного интерфейса и ввода-вывода информации


Общая характеристика и классификация интерфейсов. Способы организации передачи данных (программно-управляемая передача и прямой доступ к памяти). Системная организация компьютеров на базе современных микропроцессоров: Intel Core 2 Duo, AMD Athlon 64 (Opteron), IBM Power PC G5 c использованием наборов системной логики (чипсетов).


4.2 Содержание практического раздела дисциплины


В дисциплине проводится цикл лабораторных работ, предназначенный для расширения теоретических знаний, полученных на лекциях, и приобретения некоторых навыков и умений. Работы выполняются на ПЭВМ с использованием обучающей программы «Организация ЭВМ и систем» и, по сути, являются практическими занятиями по данной дисциплине. На этих занятиях студенты изучают наиболее трудные разделы дисциплины, отвечают на контрольные вопросы (тест самопроверки), отвечают на вопросы преподавателя и сдают 10 контролирующих тестов, представленных в среде Web CT. Кроме того, часть времени студенты могут использовать для работы в сети Internet с Web-серверами ведущих фирм производителей компьютерной техники для сбора материала по теме реферата.


Тематика лабораторных работ


1. Изучение однопроцессорных архитектур компьютеров

2. Изучение характеристик и классификаций компьютеров

3. Изучение типов и форматов данных (IA-32, MMX, SSE, IA-64)

4. Изучение структур команд и способов адресации

5. Изучение форматов команд CISC и RISC процессоров

6. Изучение регистровых структур процессоров

7. Изучение принципов организации и функционирования процессоров Pentium 4, Athlon-64, PowerPCG5

8. Изучение методов и средств организации кэш-памяти

9. Изучение системы ввода-вывода (шинная организация, чипсеты)

10. Сдача 10 контролирующих тестов.


4.3 Структура модуля по разделам и формам организации обучения приведена в таблице 1.


Таблица 1

Структура дисциплины

по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа (час)

СРС

(час)

Колл,

Контр.Р.

Итого

Лекции

Практ./сем.

занятия

Лаб. зан.

1.Архитектуры, характеристики, классификация ЭВМ

8

4

5

14




31

2.Функциональная и структурная организация ЭВМ

6

4

5

14

Коллокв.

29

3.Функциональная и структурная организация центрального процессора ЭВМ

8

4

6

15




33

4.Принципы организации подсистемы памяти ЭВМ и ВС

8

4

6

15




33

5.Организация системного интерфейса и ввода-вывода информации

6

2

5

14

Реферат

27

Итого

36

18

27

72




153

4.3 Распределение компетенций по разделам модуля

Таблица 2.



Формируемые

компетенции

Разделы дисциплины

1

2

3

4

5

1.

З.2.3.

+













2.

З.2.3.1

+

+

+

+

+

3.

З.2.3.2

+













4.

З.2.3.3

+













5.

З.2.3.4




+










6.

З.2.3.5







+

+




7.

З.2.3.6




+







+

8.

З.2.3.7

+




+

+

+




У.2.3

+




+

+

+




У.2.3.1

+
















У.2.3.2







+

+







У.2.3.3

+




+

+

+




У.2.3.4

+




+

+

+




У.2.3.5

+

+

+

+

+




В.2.3.

+




+

+

+

^ 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

В таблице 2 приведено описание образовательных технологий, используемых в данном модуле.


Таблица 2

Методы и формы организации обучения (ФОО)

ФОО


Методы

Лекц.

Лаб. раб.

Пр. зан./

Сем.,

Тр*., Мк**

СРС

К. пр.

IT-методы




+







+




Работа в команде







+










Case-study




+







+




Игра



















Методы проблемного обучения.

+
















Обучение

на основе опыта




+













Опережающая самостоятельная работа













+




Проектный метод



















Поисковый метод













+




Исследовательский метод




+













Другие методы



















* - Тренинг, ** - Мастер-класс


^ 6. ОРГАНИЗАЦИЯ И УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

6.1 Самостоятельную работу студентов (СРС) можно разделить на текущую и творческую.

^ Текущая СР – работа с лекционным материалом, подготовка к лабораторным работам, практическим занятиям с использованием сетевого образовательного ресурса (Web CT); опережающая самостоятельная работа; выполнение домашних заданий; изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку; подготовка к коллоквиуму и экзамену.

^ Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работ

(ТСР) – поиск, анализ, структурирование и презентация информации по теме реферата.


^ 6.2 Содержание самостоятельной работы студентов по модулю





Тема реферата

1.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития супер ЭВМ.

2.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития мэйнфреймов (IBM z10).

3.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития настольных ПК.

4.

Особенности и структурно-функциональная организация ПК Macintosh фирмы Apple.

5.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития компактных настольных ПК.

6.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития ПК – блокнотов (NoteBook).

7.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития ультрамобильных персональных компьютеров (UMPC).

8

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития нетбуков.

9.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития рабочих станций (Work Station).

10.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития серверов на платформе RISC.

11.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития серверов на платформе x86.

12.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития серверов на платформе IA-64.

13.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития блейд-серверов.

14.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития подсистемы памяти компьютеров.

15.

Современное состояние, структурно-функциональная организация и перспективы развития шинных структур (системные шины, чипсеты фирм Intel, AMD) компьютеров .

16.

Структурно-функциональная организация двухъядерных и чытырехъядерных процессоров Intel Xeon.

17 .

Структурно-функциональная организация процессоров AMD с микроархитектурами К9, К10.

18.

Особенности и структурно-функциональная организация двухъядерных процессоров

Ultra Sparc IV, IV+ компании Sun Microsystems.

19.

Особенности и структурно-функциональная организация многоядерного процессора Ultra Sparc T1, T2 (Niagara, Niagara 2) компании Sun Microsystems.

20.

Особенности микроархитектуры Intel Core.

21.

Структурно-функциональная организация двухъядерных процессоров Core 2 Duo фирмы Intel.

22.

Структурно-функциональная организация четырехъядерных процессоров Core 2 Quad.

23.

Структурно-функциональная организация двухъядерного и четырехъядерного процессоров Itanium фирмы Intel.

24.

Структурно-функциональная организация двухъядерных процессоров Athlon-64 фирмы AMD (Opteron).

25.

Структурно-функциональная организация четырехъядерных процессоров AMD Phenom (Opteron).

26.

Структурно-функциональная организация процессоров POWER 6,7 фирмы IBM.

27.

Особенности микроархитектуры Intel Core Nehalem.

28.

Структурно-функциональная организация процессора Intel Core i5.

29.

Структурно-функциональная организация Intel Atom.

30.

Особенности и структурно-функциональная организация платформы Centrino 2 Duo для мобильных ПК и Viiv (цифрового дома) компании Intel.

31.

Особенности и структурно-функциональная организация многоядерного процессора Cell альянса STI (Sony, Toshiba и IBM).

32.

Современное состояние и перспективы развития нейроинформатики и нейрокомпьютеров.



^ 6.3 Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.

Самоконтроль в обучающей программе, контроль знаний, полученных с помощью обучающей программы (11 контролирующих тестов).

Рубежный контроль в виде коллоквиума по теоретической части.

Защита реферата, выступление с докладом.


По результатам текущего и рубежного контроля формируется допуск студента к экзамену. Экзамен проводится в письменной форме и оценивается преподавателем.



    1. ^ Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Для самостоятельной работы студентов используются сетевые образовательные ресурсы, представленные в среде Web CT, сеть Internet для работы с Web-серверами ведущих компьютерных фирм-производителей.


^ 7. СРЕДСТВА (ФОС) ТЕКУЩЕЙ И ИТОГОВОЙ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ОСВОЕНИЯ МОДУЛЯ

Для организации текущего контроля полученных студентами знаний по данной дисциплине используются 11 тестов. Каждый тест имеет 2 или 3 варианта и содержит 10 вопросов. Образец контролирующего теста приведен ниже (ПРИЛОЖЕНИЕ 1). Для проведения коллоквиума предлагается перечень из 32-х вопросов, на 2 из которых студент должен ответить. Для проведения экзамена предлагаются 87 вопросов. Экзаменационный билет содержит 4 вопроса.


^ 8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДУЛЯ

Основная литература:


  1. Пятибратов А.П., Гудыко Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы и телекоммуникации: Учебник. – 2-ое изд. / Под ред. А.П. Пятибратова.— М.: Финансы и статистика, 2002.

  2. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2003.

  3. Чередов А.Д. Организация ЭВМ и систем: Учеб. пособие. – 2-ое изд. – Томск: Изд. ТПУ, 2005.

  4. Асмаков С.В., Пахомов С.О. Железо 2008. Компьютер Пресс рекомендует. – СПб.: Питер, 2008.

  5. Орлов С., Цилькер Б. Организация ЭВМ и систем. Учебник для ВУЗов. ИЗД. «Питер», 2004.

  6. Хамахер К., Вранешич З., Заки С. Организация ЭВМ. 5-е изд. Изд. «Питер», 2003.

Дополнительная литература:


  1. Еженедельник PCWEER RUSSIAN EDITION.




  • программное обеспечение и Internet-ресурсы:

  1. Обучающая программа «Организация ЭВМ и систем» (лабораторный практикум)

  2. Мультимедийный электронный учебник «Организация ЭВМ и систем».

  3. Web-ресурсы

  1. Диагностическая утилита CPU-Z.

  2. Программа EVEREST 4.6.

  3. Программа PC Wizard.

^ 9. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОДУЛЯ

Лабораторные работы выполняются в компьютерном классе, оснащенном 9-ю компьютерами на базе процессоров Intel Core 2 Duo.


Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению 230100 «Информатика и вычислительная техника» и профилям подготовки «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Системы автоматизированного проектирования», «Технологии разработки программного обеспечения», «Программное обеспечение средств вычислительной техники и автоматизированных систем».


Программа одобрена на заседании кафедры вычислительной техники


(протокол № ____ от «___» _______ 2011 г.).


Автор Чередов А.Д.


Рецензент(ы) __________________________



Скачать 214,39 Kb.
Дата конвертации05.03.2013
Размер214,39 Kb.
ТипРабочая программа
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы