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

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



Смотрите также:


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 конвертации23.10.2013
Размер134,46 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