Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей»





Скачать 310.29 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей»
страница1/2
Дата публикации26.02.2015
Размер310.29 Kb.
ТипРабочая программа
100-bal.ru > Информатика > Рабочая программа
  1   2


ГОУ ВПО «Московский государственный
гуманитарный университет им. М.А. Шолохова»

Экономико-технологический колледж

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

ДИСЦИПЛИНЫ

«Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей»

для специальности

230103 «Автоматизированные системы обработки информации и

управления (по отраслям)».

Москва 2010


СОДЕРЖАНИЕ



  1. Пояснительная записка 4

  2. Тематический план 5

  3. Содержание учебной дисциплины 6

  4. Виды самостоятельной внеаудиторной работы студентов……….14

  5. Перечень отчетных работ 15

  6. Критерии оценки выполнения студентами отчетных работ 16

  7. Контрольные вопросы по разделам.................. 18

  8. Литература и средства обучения 20


1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Рабочая программа учебной дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальностям 230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления» (по отраслям) и 230105 «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем» среднего профессионального образования и является единой для всех форм обучения.

Учебная дисциплина «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» является общепрофессиональной дисциплиной, формирующей базовый уровень знаний студентов для освоения специальных дисциплин. Преподавание дисциплины имеет практическую направленность.

В результате изучения дисциплины студент должен

иметь представление:

  • о роли и месте знаний по дисциплине при освоении смежных дисциплин по выбранной специальности и в сфере профессиональной деятельности;

  • об основных проблемах и перспективах развития ЭВМ и вычислительных систем;

знать:

  • классификацию и типовые узлы средств вычислительной техники (ВТ);

  • виды информации и виды ее представления в ЭВМ;

  • архитектуру электронно-вычислительных машин и вычислительных систем;

  • назначение и принципы действия отдельных архитектурных конфигураций;

уметь:

  • выбирать рациональную конфигурацию оборудования в соответствии с решаемой задачей;

  • обеспечивать совместимость аппаратных и программных средств ВТ.

Рабочая программа учебной дисциплины рассчитана на 80 часов аудиторных занятий. В разделах предусмотрены теоретическая часть и практические занятия в компьютерном классе. В содержании рабочей программы по каждой теме приведены требования к формируемым представлениям, знаниям и умениям.

У специальности 230103 «Автоматизированные системы обработки информации и управления (по отраслям)» дисциплина изучается в первом семестре.

Текущий контроль проводится при выполнении самостоятельных работ по разделам и темам программы и обязательной контрольной работы. С целью систематизации и закрепления полученных теоретических знаний и практических умений в рабочей программе учебной дисциплины предусмотрено 24 часа на самостоятельную внеаудиторную работу студентов. По окончании курса проводится экзамен.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИНЫ


№ разделов

Наименование разделов и тем

Максимальная нагрузка студен­та (час)

Количество ауди­торных часов для очной формы обучения

Часы на самостоя тельную внеауди­торную работу студента

Всего

Из них лабора­торные практи­ческие занятия




Введение

2

2







1

Представление информации в вычислительных системах

13

10

4

3

1.1 Арифметические основы ЭВМ




8

4

1

1.2 Представление информации в ЭВМ




2




2

2

Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем (ВС)

72

56

24

16

2.1 Логические основы ЭВМ, элементы и узлы




8

4

2

2.2 Основы построения ЭВМ




2




2

2.3 Внутренняя организация процессора




6

2

2

2.4 Организация работы памяти компьютера




6




2

2.5 Интерфейсы




12

8

2

2.6 Режимы работы процессора




4




2

2.7 Основы программирования процессора




12

8

2

2.8 Современные процессоры




6

2

2

3

Вычислительные системы

17

12

2

5




3.1 Организация вычислений в вычислительных системах




6




2




3.2 Квалификация вычислительных систем




6

2

3

Всего по дисциплине

104

80

30

24






3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Студент должен иметь представление:

• о роли и месте знаний по дисциплине в сфере профессиональной деятельности;

  • о классификации вычислительных машин;

  • о поколениях ЭВМ.

Роль и место знаний по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» в сфере профессиональной деятельности.

История развития вычислительных средств. Классификация ЭВМ по физическому представлению обработки информации, поколениям ЭВМ, сферам применения и методам исполнения вычислительных машин.

Раздел I. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Тема 1.1 Арифметические основы ЭВМ

Студент должен знать:

  • понятие системы счисления, виды систем счисления;

  • представление числа в позиционной системе счисления;

  • форматы данных и машинные коды чисел;

  • правила недесятичной арифметики;

Студент должен уметь:

  • переводить числа из одной системы счисления в другую;

  • представлять числа в формах с фиксированной и плавающей точкой;

  • выполнять арифметические операции над числами с фиксированной и
    плавающей точкой, используя машинные коды.

Системы счисления. Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Представление чисел в ЭВМ: естественная и нормальна формы. Форматы хранения чисел в ЭВМ. Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительные коды. Операции с числами в прямом двоичном, восьмеричном и шестнадцатеричном кодах. Использование обратного и дополнительного двоичных кодов для реализации всех арифметических операций с помощью суммирующего устройства. Преимущество дополнительного кола по сравнению с обратным кодом.

Практические занятия:

  1. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

  2. Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах.

Тема 1.2 Представление информации в ЭВМ

Студент должен знать:

  • виды информации;

  • способы представления информации в ЭВМ;

  • типы данных;

  • структуры данных;

  • форматы файлов.

Виды информации и способы представления ее в ЭВМ, Классификация информационных единиц, обрабатываемых ЭВМ. Типы данных, структуры данных, форматы файлов. Числовые и нечисловые типы данных их виды. Структуры данных и их разновидности.

Кодирование символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др.

Кодирование графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG.

Раздел 2 АРХИТЕКТУРА И ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ОСНОВНЫХ ЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ (ВС),

Тема 2.1 Логические основы ЭВМ, элементы и узлы.

Студент должен знать:

  • базовые логические схемы;

  • логические элементы ЭВМ;

  • основные логические узлы ЭВМ.

Уметь:

  • составлять таблицы истинности;

  • составлять схемы простых логических узлов ЭВМ.

Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности. Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры. Таблицы истинности RS-,JK- и Т-триггера.

Логические узлы ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение.

Практические занятия:

3. Работам особенности логических элементов ЭВМ.

4. Работа логических узлов ЭВМ.

Тема 2.2. Основы построения ЭВМ

Студент должен знать:

  • принцип фон Неймана;

  • основные типы архитектур ЭВМ.

Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы (архитектура) фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур ЭВМ.

Тема 2.3 Внутренняя организация процессора

Студент должен знать:

  • структуру процессора;

  • типы регистров процессора;

  • структуру команды процессора:

  • понятие рабочего цикла, рабочего такта;

  • классификация команд;

  • классы процессоров;

  • структуру АЛУ.

Студент должен уметь:

• выстраивать последовательность машинных операций для реализации
простых вычислений.

Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ. Структура процессора. Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема. Регистры процессора: сущность, назначение, типы. Регистры общего назначения, регистр команд, счетчик команд, регистр флагов.

Структура команды процессора. Цикл выполнения команды. Понятие рабочего цикла, рабочего такта. Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур. Классификация команд. Системы команд и классы процессоров: CISC, RISC, M1SC, VLIM.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение и классификация. Структура и функционирование АЛУ.

Интерфейсная часть процессора: назначение, состав, функционирование. Организация работы и функционирование процессора.

Практические занятия:

5. Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений.

Тема 2.4 Организации работы памяти компьютера

Студент должен знать:

  • классификацию памяти;

  • основные характеристики памяти;

  • виды адресации;

  • разновидности кэш-памяти;

  • структурную схему памяти;

  • режим работы памяти;

  • основные модули ОЗУ;


Иерархическая структура памяти. Основная память ЭВМ. Оперативное и постоянное запоминающие устройства; назначение и основные характеристики.

Организация оперативной памяти. Адресное и ассоциативное ОЗУ; принцип работы и сравнительная характеристика. Виды адресации. Линейная, страничная, сегментная память. Стек.

Кэш-память; назначение, структура, основные характеристики. Организация кэш-памяти; с прямым отображением, частично-ассоциативная и полностью ассоциативная кэш-память.

Динамическая память. Принцип работы. Обобщенная структурная схема памяти. Режим работы: запись, хранение, считывание, режим регенерации. Модификации динамической оперативной памяти. Основные модули памяти. Наращивание емкости памяти.

Статическая память. Применение и принцип работы. Основные особенности. Разновидности статической памяти.

Устройства специальной памяти; постоянная память (ПЗУ), перепрограммируемая постоянная память (флэш-память), видеопамять. Назначение, особенности, применение. Базовая система ввода/вывода (BIOS); назначение, функции, модификации.

Тема 2.5 Интерфейсы

Студент должен знать:

  • понятие интерфейса;

  • параметры системной шины;

  • характеристики современных шин внутреннего интерфейса;

  • понятие порта;

  • характеристики интерфейсов IDE и SCSI;

  • характеристики внешних интерфейсов ПК.

Студент должен уметь;

  • определять архитектуру системной платы;

  • определять внутренние интерфейсы системной платы;

  • подключать внешние устройства IDE и SCSI;

  • работать с внешними интерфейсами ПК.

Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов.

Организация взаимодействия ПК с периферийными устройствами. Чипсет: назначение и схема функционирования,

Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее параметры. Интерфейсные шины и связь с системной шиной. Системная плата: архитектура и основные разъемы.

Внутренние интерфейсы ПК: шины ISA. EISA. VCF, VLB, PCI. APG и их характеристики.

Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI. Современная модификация и характеристики интерфейсов IDE/ATA и SCSI.

Внешние интерфейсы компьютера. Последовательные и параллельные порты. Последовательный порт стандарта RS-232: назначение, структура кадра данных, структура разъемов. Параллельный порт ПК: назначение и структура разъемов.

Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 1394 (FireWire). Интерфейс стандарта 802.11 (Wi-Fi).
Практические занятия:

  1. Архитектура системной платы.

  2. Внутренние интерфейсы системной платы.

  3. Интерфейсы периферийных устройств IDЕ и SCSI.

9. Параллельные и последовательные порты и их особенности

работы.

Тема 2.6 Режимы работы процессора

Студент должен знать:

  • основные характеристики режимов работы процессора;

  • адресацию памяти реального режима:

  • адресацию памяти защищенного режима.

Режим работы процессора. Характеристика реального режима процессора. Адресация памяти реального режима.

Основные понятия защищенного режима. Адресация в защищенном режиме. Дескрипторы и таблицы. Системы привилегий. Защита. Переключение задач. Страничное управление памятью. Виртуализация прерываний. Переключение между реальным и защищенным режимами.

Тема 2.7 Основы программирования процессора

Студент должен знать:

  • основные команды процессора;

  • виды прерываний;

  • этапы компиляции;

  • способы отладки;

Студент должен уметь:

  • использовать основные команды процессора;

  • выполнять отладку программ.

Основы программирования процессора. Выбор и дешифрация команд, Выбор данных из регистров общего назначения и микропроцессорной памяти. Обработка данных и их запись. Выработка управляющих сигналов.

Основные команды процессора: арифметические и логические команды, команды перемещения, сдвига, сравнения, команды условных и безусловных переходов, команды ввода-вывода. Подпрограммы. Виды и обработка прерываний. Этапы компиляции исходного кода в машинные коды и способы отладки. Использование отладчиков.
Практические занятия:

  1. Программирование арифметических и логических команд

  2. Программирование переходов

  3. Программирование ввода-вывода

  4. Программирование и отладка программ материалов.

Тема 2.8 Современные процессоры

Студент должен знать:

  • основные характеристики процессора;

  • основные современные модели процессоров:

  • типы процессоров нового поколения:

Студент должен уметь:

* идентифицировать и устанавливать процессоры.

Основные характеристики процессоров. Идентификация процессоров. Совместимость процессоров. Типы сокетов,

Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей.

Процессоры нетрадиционной архитектуры. Клеточные и ДНК-процессоры. Нейтронные процессоры.
Лабораторное занятие:

14. Идентификация и установка процессора.

Раздел 3 Вычислительные системы

Тема 3.1 Организация вычислений в вычислительных системах
Студент должен знать,

  • понятие потока команд;

  • понятие потока данных;

  • типы вычислительных систем;

  • архитектурные способности вычислительных систем.

Назначение и характеристики ВС. Организация вычислений в вычислительных системах. ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и потока данных. Ассоциативные системы. Матричные системы.

Конвейеризация вычислений. Конвейер команд, конвейер данных. Суперскаляризация.

Тема 3.2 Классификация вычислительных систем

Студент должен знать:

  • классификацию ВС;

  • примеры ВС различных типов

Студент должен уметь:

  • выбирать тип вычислительной системы в соответствии с решаемой задачей.

Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных: OKOД(SlSD), OKMД(SlMD),MKOД(MISD ),МКМД(МIМD).

Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного использования: UMA, NUMA, COMA. Сравнительные характеристики, аппаратные и программные особенности.

Классификация многомашинных ВС: МРР, NDW и СОМ. Назначения, характеристики, особенности.

Примеры ВС различных типов. Преимущества if недостатки различных типов систем,

Практические занятия:

15. Выбор вычислительной системы.


  1. ВИДЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ВНЕАУДИТОРНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ






темы

Содержание внеаудиторной

самостоятельной работы

Объем в часах

Форма контроля

1.1

Подготовка конспекта лекций

1

Выборочный устный контроль

1.2

Подготовка к практической работе

1

Письменный контроль

2.1

Подготовка докладов

2

Устное выступление

2.2

Подготовка к практической работе

2

Письменный контроль

2.3

Изучение конспектов лекций

2

Выборочный устный контроль

2.4

Изучение основных понятий по теме

2

Письменный контроль

2.5

Подготовка к практической работе

2

Письменный контроль

2.6

Подготовка к практической работе

2

Письменный контроль

2.7

Подготовка докладов

2

Устное выступление

2.8

Подготовка к самостоятельной работе по темам разделов

2

Письменный контроль

3.1

Изучение конспектов лекций и дополнительной литературы

1

Выборочный устный контроль

Изучение основных понятий по теме

1

Выборочный письменный контроль

3.2

Подготовка сообщений

2

Выборочный устный контроль

Подготовка к контрольной работе

2

Письменный контроль




Итого:

24





5. Перечень отчетных работ.



темы

Название темы или раздела

Часы

Вид и наименование работ

1.1

Арифметические основы ЭВМ

1

Изучение конспекта лекций

1.2

Представление информации в ЭВМ

2

Решение практических задач

2.1

Логически основы ЭВМ, элементы и узлы

2

Доклад по теме «Виды информации и способы её кодирования»

2.2

Основы построения ЭВМ

2

Составить отчет по практической работе

2.3

Внутренняя организация процессора

2

Изучение конспекта лекций

2.4

Организация работы памяти компьютера

2

Изучить виды и структуры памяти ЭВМ

2.5

Интерфейсы

2

Составить отчет по практической работе

2.6

Режим работы процессора

2

Составить отчет по практической работе

2.7

Основы программирования процессора

2

Доклад «Использование средств ВТ в быту и на учебе»

2.8

Современные процессоры

2

Подготовка к самостоятельной работе по темам разделов

3.1

Организация вычислений в ВС

2

Изучение конспекта лекций

Изучение основных понятий

3.2

Классификация ВС

3

Сообщение по теме «Глобальные сети и их применение»

Подготовка к контрольной работе




Итого

24





  1   2

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconУчебной дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» предназначена...
Учебная дисциплина «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» является общепрофессиональной дисциплиной, формирующей базовый уровень...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconРабочая программа дисциплины «архитектура ЭВМ и вычислительных систем» (наименование дисциплины)
Составлена в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconИстория создания локальных вычислительных сетей
Компьютерная сеть объединение нескольких ЭВМ для совместного решения информационных, вычислительных, учебных и других задач
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» icon«архитектура ЭВМ и систем» Новосибирск сгга содержание
Эвм различных классов; параллельные системы понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах; матричные и ассоциативные...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconПрограмма дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления 230100. 62 "Информатика...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconПрограмма дисциплины «Архитектура вычислительных средств»
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов специальности 230401. 65 «Прикладная...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconРабочая программа дисциплины «вычислительные машины, системы и сети»
Вычислительные машины, системы и сети ” призвана познакомить студента, обучающегося по направлению 220700 “Автоматизация технологических...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconОбразовательное учреждение высшего профессионального образования...
Цель курса «Архитектура вычислительных систем» состоит в изучении теоретических принципов, конструктивных и технологических основ...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconРеферата. Список элементов библиографической записи
Максимов, Н. В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем [Текст]: учеб для вузов / Н. В. Максимов, Т. Л. Партыка, И. И. Попов. — М.:...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconМетодические рекомендации по освоению учебной дисциплины «организация...
М является усвоение базовых знаний о принципах организации современных ЭВМ и систем, на основе которых студенты могли бы самостоятельно...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconРабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»...
«Автоматизированные системы обработки информации и управления» (по отраслям) и 230105 «Программное обеспечение вычислительной техники...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconПрограмма дисциплины «Архитектура вычислительных систем» для направления...
Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 010400....
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconРабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем»
Рабочая программа дисциплины (модуля) составлена на основании фгос впо, утвержденного Министерством образования и науки рф, и учебного...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconРабочая программа дисциплины «архитектура ЭВМ и систем»
Рабочая программа дисциплины (модуля) составлена на основании фгос впо утвержденного Министерством образования и науки РФ и учебного...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconМетоды и средства программирования софт-архитектур для реконфигурируемых вычислительных систем
Специальность 05. 13. 11 Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных сетей» iconМетоды и средства организации обработки потоковой информации на распределенных...
Специальность 05. 13. 11 Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей


Школьные материалы



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
100-bal.ru
Поиск