МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»
(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»)
ГЛАЗОВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал)
У Т В Е Р Ж Д А Ю
Ректор ИжГТУ
_____________Б.А.Якимович
_______________________20 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине:__ЭВМ и периферийные устройства_______________________
для направления____230100.62 – Информатика и вычислительная техника
Профиль – Автоматизированные системы обработки информации и управления_______
(шифр, наименование – полностью)
форма обучения:_______очная____________________________________________________
(очная, очно-заочная или заочная)
Общая трудоемкость дисциплины составляет: ______9____ зачетных единиц(ы)
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Семестры
|
5
|
6
|
|
|
Аудиторные занятия (всего)
|
144
|
80
|
64
|
|
|
В том числе:
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Лекции
|
64
|
32
|
32
|
|
|
Практические занятия (ПЗ)
|
48
|
32
|
16
|
|
|
Семинары (С)
|
|
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР)
|
32
|
16
|
16
|
|
|
Самостоятельная работа (всего)
|
144
|
100
|
44
|
|
|
В том числе:
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
Курсовой проект (работа)
|
|
|
|
|
|
Расчетно-графические работы
|
|
|
|
|
|
Реферат
|
|
|
|
|
|
Другие виды самостоятельной работы
|
144
|
100
|
44
|
|
|
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
|
Экз-36
|
Зачет
|
Экз-36
|
|
|
Общая трудоемкость час
зач. ед.
|
324
9
|
180
5
|
144
4
|
|
|
Кафедра Автоматизированные системы управления .
Полное наименование кафедры, представляющей рабочую программу
Составитель_Шкляев Анатолий Григорьевич._к.т.н., доцент .
Ф.И.О.(полностью), степень, звание
Рабочая программа составлена на основании федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и утверждена на заседании кафедры
Протокол от 28 июня 2011г. № 5 .
Заведующий кафедрой _____________________А.Г. Русских
_______________________________20__г.
СОГЛАСОВАНО
Председатель учебно-методической комиссии
по направлению 230100.62 Информатика и вычислительная техника
профиль – Автоматизированные системы обработки информации и управления
(шифр, наименование – полностью)
_______________ А.Г. Горбушин
_______________________20__г.
Количество часов рабочей программы соответствует количеству часов рабочего учебного
плана направления 230100.62 Информатика и вычислительная техника
профиль – Автоматизированные системы обработки информации и управления_
Начальник учебно-инженерного отдела ________________________ Н.В.Исакова
_________________________________20__г.
Аннотация к дисциплине
Название модуля | ЭВМ и периферийные устройства | Номер | | Академический год | 2011/2012 | семестр | 5,6 | Кафедра | 86 АСУ | Программа | 230100 Информатика и вычислительная техника Профиль АСОИУ | Гарант модуля |
Шкляев Анатолий Григорьевич, канд.техн.наук, доцент
| Цели и задачи дисциплины, основные темы |
Цели: формирование у студентов знаний в области современной компьютерной техники и периферийных устройств для того чтобы:
-разрабатывать бизнес планы и технические задания, на оснащение отделов, лабораторий, офисов, компьютерным и сетевым оборудованием; - участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов.
Задачи:
- дать системное представление об архитектуре современных ЭВМ и периферийных устройств.
- помочь студентам в овладении основами соответствующих компетенций.
Знания:
-основы построения и архитектуры ЭВМ;
-принципы построения, параметры и характеристики цифровых и аналоговых элементов ЭВМ;
- современные технические и программные средства взаимодействия с ЭВМ.
Умения:
выбирать, комплексировать и эксплуатировать программноаппаратные средства в создаваемых вычислительных и информационных системах и сетевых структурах.
ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к параметрам (временным, мощностным, габаритным, надежностным).
Навыки:
- владение методами выбора элементной базы для построения различных архитектур вычислительных средств.
Лекции (основные темы):
Эволюция цифровой вычислительной техники. Поколения ЭВМ.
Шинная архитектура ЭВМ.
Логические основы функционирования ЭВМ.
Память. Характеристики систем памяти. Виды памяти.
Операционные устройства ЭВМ. Сумматоры и полусумматоры, АЛУ.
Микропроцессоры. Основные направления в архитектуре процессоров.
Периферийные устройства ЭВМ.
Лабораторные работы:
Внутреннее представление целочисленных данных.
Логические элементы и триггеры.
Булева алгебра.
Операционные устройства ЭВМ. Исследование АЛУ.
Изучение открытой архитектуры ЭВМ и BIOS.
Изучение периферийных устройств, принтеров.
| Основная литература |
1.Б.Я. Цилькер, С.А.Орлов Организация ЭВМ и систем. –Питер.: ВШ, 2007.
2.Догадин Н.Б. Архитектура компьютера.-М. БИНОМ, 2008.
3. А.Б.Путилин. Выч.техника и программирование в измерительных инф.системах. –М., 2006.
| Технические средства |
Проекционная аппаратура для презентации лекции и демонстрации иллюстративных материалов.
Демонстрационные модели.
| Компетенции |
Приобретаются студентами при освоении модуля
| Общекультурные |
Стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6). Осознавать социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК-8). Использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10).
| Профессиональные | Разрабатывать бизнес-планы и технические задания на оснащение отделов, лабораторий, офисов компьютерным и сетевым оборудованием (ПК-1). Участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов (ПК-9). |
Зачетных единиц
|
9
|
Форма проведения занятий
|
Лекции
|
Практ. занятия
|
Лабор. работы
|
Самост. работа
|
Всего часов
|
64(32/32)
|
48(32/16)
|
32(16/16)
|
180
| Виды контроля | Диф.зач /зач/ экз | КП/КР | Условие зачета модуля |
Получение оценки «зачтено» 5 семестр.
Получение оценки «удовлетворительно», «хорошо», «отлично» 6 сем.
| Форма проведе-ния самостоят-ельной работы | Изучение теорет. материала, выполнение контр. дом. заданий. | формы | Зач/экз | нет | Перечень модулей, знание которых необходимо для изучения модуля |
Алгебра и геометрия; Математический анализ;Информатика
|
Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов знаний в области современной компьютерной техники и периферийных устройств
Задачи дисциплины:
- дать системное представление об архитектуре современных ЭВМ и периферийных устройств.
- помочь студентам в овладении основами соответствующих компетенций.
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
основы построения и архитектуры ЭВМ;
принципы построения параметры и характеристики цифровых и аналоговых элементов ЭВМ;
уметь:
выбирать, комплексировать и эксплуатировать прораммно-аппаратные средства в создаваемых вычислительных и информационных системах;
ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к параметрам (временным, мощностным, габаритным, надежностным);
владеть:
методами выбора элементной базы для построения различных архитектур вычислительных средств;
Место дисциплины в структуре ООП:
Дисциплина «ЭВМ и периферийные устройства» относится к циклу дисциплин направления подготовки ДН(М).
Для изучения дисциплины студент должен
знать: информатику, алгебру и геометрию, матлогику и теорию алгоритмов, физику, иностранный язык
уметь: использовать в практической деятельности правовые знания, проводить организационно-управленческие расчеты
владеть: способностью к деловым коммуникациям в профессиональной сфере, способностью работать в коллективе, методами теории вероятностей и математической статистики;
Изучение дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин: математики, физики, информатики, алгебры и геометрии, математической логики и теории вероятностей.
Требования к результатам освоения дисциплины:
Знания, приобретаемые в ходе изучения дисциплины
№
п/п З
|
Знания
|
|
Представление и обработка информации в ЭВМ
|
|
Шинная архитектура ЭВМ
|
|
Логические основы функционирования ЭВМ
|
|
Память, виды памяти. Характеристики систем памяти.
|
|
Микропроцессоры. Основные направления в развитии архитектуры микропроцессоров.
|
|
Периферийные устройства, принтеры, видеомониторы, модемы
|
Умения, приобретаемые в ходе изучения дисциплины
№
п/п У
|
Умения
|
|
Выбирать, комплексировать и эксплуатировать программно-аппаратные средства в создаваемых вычислительных и информационных системах.
|
|
Ставить и решать схемотехнические задачи, связанные с выбором системы элементов при заданных требованиях к параметрам (временным, мощностным, габаритным, надежностным);
|
|
Инсталлировать, тестировать, испытывать и использовать программно-аппаратные средства вычислительных и информационных систем.
|
Навыки, приобретаемые в ходе изучения дисциплины
№
п/п Н
|
Навыки
|
|
Навыки выбора элементной базы для построения различных архитектур вычислительных средств
|
|
|
|
|
Компетенции, приобретаемые в ходе изучения дисциплины
Компетенции
|
Знания (№№ из 2.1)
|
Умения
(№№ из 2.2)
|
Навыки (№№ из 2.3)
|
ПК1. Разрабатывать бизнес планы и технические задания, на оснащение отделов, лабораторий, офисов компьютерным и сетевым оборудованием
|
4,5,6
|
1,2,3
|
1
|
ПК9. Участвовать в настройке и наладке программно-аппаратных комплексов
|
1,3,3,4,6
|
1,3
|
1
|
|
|
|
|
Структура и содержание дисциплины (модуля)
Разделы дисциплин и виды занятий
№
п/п
|
Раздел
дисциплины
|
Семестр
|
Неделя семестра
|
Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)
|
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
|
лек
|
прак
|
лаб
|
СРС*
|
1
|
Представление и обработка информации в ЭВМ
|
5
|
1,2
|
4
|
4
|
2
|
10
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответ на вопросы, доклады.
|
2
|
Логические основы функционирования ЭВМ
|
5
|
3,4,5,6
|
8
|
8
|
4
|
20
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответы на вопросы, доклады.
|
3
|
Функциональный блок АЛУ микропроцессора, регистры, сумматоры и полусумматоры, счетчики
|
5
|
7,8,9,
10
|
8
|
8
|
4
|
20
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответы на вопросы. Доклады. Аттестация после 8 недель (1-ая аттестация)
|
4
|
Память компьютера. Виды памяти. Характеристики систем памяти
|
5
|
11,12, 13, 14
|
8
|
8
|
4
|
20
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответы на вопросы, доклады
|
5
|
Принцип открытой архитектуры ЭВМ, шинная архитектура ЭВМ
|
5
|
15, 16
17
|
4
|
4
|
2
|
12
8
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответы на вопросы, доклады.
Зачет
|
6
|
Микропроцессоры. Архитектура современных микропроцессоров. Конвейеризация обработки информации
|
6
|
1,2,3,4
|
8
|
4
|
4
|
20
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответы на вопросы
|
7
|
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП и ЦАП), модемы
|
6
|
5,6,7,8
|
8
|
4
|
4
|
20
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответы на вопросы
|
8
|
Периферийные устройства ЭВМ. Принтеры, видеомониторы, устройства ввода информации
|
6
|
9, 10,
11, 12,13,14-16
17-18
|
16
|
8
|
8
|
30
20
|
Выполнение лабораторных работ, отчеты по лабораторным работам, ответы на вопросы
Экзамен
|
|
Всего
|
|
|
64
|
48
|
32
|
180
|
|
*включая курсовое проектирование
Содержание разделов курса
№
п/п
|
Раздел
дисциплины
|
Знания (номер из 3.1)
|
Умения
(номер из 3.2)
|
Навыки (номер из 3.3)
|
1
|
Представление и обработка информации в ЭВМ
Системы счисления
|
1,3,4
|
1
|
1
|
2
|
Логические основы функционирования ЭВМ
|
3,4,5
|
2,3
|
1
|
3
|
Функциональный блок АЛУ микропроцессора, регистры, сумматоры и полусумматоры, счетчики
|
3,4,5
|
2,3
|
1
|
4
|
Память компьютера. Виды памяти. Характеристики систем памяти
|
3,4
|
1,2,3
|
1
|
5
|
Принцип открытой архитектуры ЭВМ, шинная архитектура ЭВМ
|
1,2,3
|
1,2,3
|
1
|
6
|
Микропроцессоры. Архитектура современных микропроцессоров. Конвейеризация обработки информации
|
4,5,6
|
1,2,3
|
1
|
7
|
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП и ЦАП), модемы
|
6
|
1,2,3
|
1
|
8
|
Периферийные устройства ЭВМ. Принтеры, видеомониторы, устройства ввода информации
|
6
|
1,2,3
|
1
|
Наименование тем лабораторных работ, их содержание и объем в часах
№ п/п
|
№ раздела дисциплины
|
Наименование лабораторных работ
|
Трудоем-кость (час)
|
|
1
|
Представление числовой информации в языке программирования Паскаль
|
2
|
|
2
|
Изучение логических элементов
|
2
|
|
|
Изучение триггеров
|
2
|
|
3
|
Изучение полусумматоров и сумматоров, 4-х разр.АЛУ
|
2
|
|
|
Изучение счетчиков
|
2
|
|
4
|
Изучение регистров
|
4
|
|
|
Внешние запоминающие устройства, винчестеры
|
2
|
|
5
|
Изучение открытой архитектуры компьютера. Шинная архитектура компьютера. USB шина
|
2
|
|
|
Блок питания современного компьютера
|
2
|
|
6
|
Изучение модемов современных компьютеров
|
2
|
|
|
Принцип работы семисегментного индикатора
|
2
|
|
7
|
Принцип работы матричного (лазерного) принтера
|
4
|
|
|
Принцип работы струйного принтера
|
4
|
|
Всего
|
|
32
|
Рекомендуемые образовательные технологии
Для проработки и закрепления лекционного материала по дисциплине «ЭВМ и периферийные устройства» применяются классические аудиторные методы обучения:
№
|
Технология
|
Кол-во ауд. часов при изучении модуля
|
1
|
комплект тестовых заданий и задач по курсу
|
8
|
2
|
индивидуальные задания для лабораторных работ
|
32
|
3
|
зачетные вопросы и тесты
|
4
|
|
Всего
|
44
|
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.
Примерные варианты заданий для контрольных работ
Вариант 1
Логик заезжает в закусочную и говорит: «Дайте мне, пожалуйста, гамбургер или хот-дог и картофель фри». К несчастью повар не знает (да и не хочет знать), какая из двух логических операций, «И» или «ИЛИ», имеет приоритет над другой. Он считает, что в данном случае допустима любая интерпретация. А какие из нижеперечисленных интерпретаций этого высказывания действительно допустимы? («ИЛИ» в данном случае означает «Исключающее ИЛИ»
Только гамбургер;
Только хот-дог;
Только картофель фри;
Хот-дог и картофель фри;
Гамбургер и картофель фри;
Хот-дог и гамбургер;
Все три;
Ничего – логик голодает, потому что он слишком умный.
Что делает данная схема (написать результат на выходе С)? Написать логическую функцию.
Покажите, как можно выполнить функцию «И», используя два вентиля «И-НЕ».
Нарисуйте структурную схему D – триггера и представьте таблицу истинности. Опишите принцип работы D- триггера по таблице истинности.
5. Постройте логическую схему для заданной логической функции
F(a,b)=(a*b)+(a*b)*(a*b)*(a*b)
Вариант 2
Миссионер, заблудившийся в Южной Калифорнии, остановился на развилке дороги. Он знает, что в этом районе обитают две мотоциклетные банды. Одна из них всегда говорит правду, а другая всегда лжет. Он хочет узнать, какая дорога ведет в Диснейленд. Какой вопрос он должен задать?
Что делает данная схема (написать результат на выходе С)? Написать логическую функцию.
3. Покажите, как можно выполнить функцию «И», используя три вентиля «ИЛИ-НЕ».
4. Нарисуйте структурную схему RS – триггера и представьте таблицу истинности. Опишите принцип работы RS- триггера по таблице истинности. Чем отличается RS триггер от JK триггера?
5. Постройте логическую схему для заданной логической функции
F(a,b)=(a*b)*(a*b)*(a*b)+(a*b)
Примерные варианты заданий для расчетно-графических работ
Расчетно-графические работы не предусматриваются
Примерные темы рефератов, эссе, докладов
Проблемы охлаждения процессоров современных ЭВМ.
Фотонные компьютеры, основные принципы работы.
Виды памяти современных компьютеров.
Назначение и виды кеш-памяти современных компьютеров.
Выполнение арифметических и логических операций в АЛУ современных микропроцессоров.
Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые работы не предусмотрены
Перечень контрольных вопросов для проведения экзамена (зачета)
Поколения ЭВМ, классификация ЭВМ , история развития вычислительной техники.
Классическая архитектура ЭВМ и принципы Фон Неймана.
Шинная архитектура ЭВМ.
Системный блок современного ПЭВМ, проблемы охлаждения элементов системного блока ЭВМ.
Блок питания. Напряжения подаваемые блоком питания на материнскую плату.
Устройства ввода информации в компьютер- клавиатура, мышь, световое перо.
Материнская плата, форм-факторы материнских плат.
Понятие Chipset материнской платы, назначение Chipset.
Устройства вывода информации - дисплеи, принтеры, ксероксы.
Регистры, назначение и виды регистров процессора.
Сумматоры и полусумматоры.
Представление информации в компьютере. Двоичный, восьмеричный и шестнадцатеричный коды.
Перевод чисел в «дополнительный код», понятие «модернизированный дополнительный код».
АЛУ процессора. Внутреннее представление чисел в компьютере.
Применение логических элементов в полусумматорах и сумматорах.
Типовые логические элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ, исключающее ИЛИ.
Новые средства связи с внешними устройствами (USB, FireWire).
Типовые логические элементы И, ИЛИ, НЕ, исключающее ИЛИ-НЕ.
Триггеры. RS-триггер, D- триггер, JK-триггер и Т-триггеры.
Виды памяти, статическая и динамическая память, модель доступа к памяти компьютера.
Логическая организация и структура памяти компьютера, Сache-память компьютера.
Внешние запоминающие устройства НЖМД; СD, DVD, Флэш-память.
Модем, назначение и принцип работы модема.
Внутренняя организация микропроцессора. Работа микропроцессора с памятью, ОЗУ.
CISC и RISC процессоры. Преимущества и недостатки RISC процессоров.
Понятие конвейеризации вычислений, суперскалярные процессоры.
BIOS, дизайн BIOS, основные настройки BIOS.
Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования.
Принцип работы матричного принтера.
Принцип работы струйного принтера.
Принцип работы лазерного принтера.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) Основная литература
1.Б.Я. Цилькер, С.А.Орлов Организация ЭВМ и систем. –Питер.: ВШ, 2007.
2.Догадин Н.Б. Архитектура компьютера.-М. БИНОМ, 2008.
3. А.Б.Путилин. Выч.техника и программирование в измерительных инф.системах. –М., 2006.
б) Дополнительная литература
Таненбаум Э. Архитектура компьютера. СПБ:Питер, 2006. -699с.
Белунцов В. Железо ПК М.: Десс, 2005. -365с.
в) программное обеспечение:
Компьютерная программа KTECHLAB.
Офисный пакет приложений MS Office (Open Office).
Операционная система WINDOWS XP или LINUX
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Минимум пять рабочих мест снабженных компьютерами с операционной системой WINDOWS XP или LINUX;
Матричный (лазерный) принтер – 1 штука;
Струйный принтер – 1штука.
Макеты и действующие модели узлов и агрегатов современных вычислительных машин (материнская плата, винчестер, блок питания, оперативная память, видеомонитор, клавиатура, мышь, световое перо….)
ПРИЛОЖЕНИЕ № 1
к рабочей программе по дисциплине
«ЭВМ и периферийные устройства»
на 5-6 семестры
Модуль «ЭВМ и периферийные устройства»
|
