РАБОЧАЯ ПРОГРАММА АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ
1 НОУ ВО Е Частное образовательное учреждение высшего образования «ЕССЕНТУКСКИЙ ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ, БИЗНЕСА И ПРАВА» кафедра Высшей математики и информатики ЧОУ ВО ЕИУБП РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ Направление подготовки Профиль подготовки Квалификация (степень) выпускника Прикладная информатика (код и наименование направления) Прикладная информатика в экономике наименование профиля подготовки академический бакалавр бакалавр, магистр г. Ессентуки, 205г.
2 Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем» составлена на основе требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки Прикладная информатика, утвержденного приказом МОиН РФ от г. 207 и учебного плана по направлению Прикладная информатика, профиль подготовки «Прикладная информатика в экономике». ОБСУЖДЕНО: на заседании кафедры Высшей математики и информатики «_26_» г., протокол ОДОБРЕНО: Учебно-методическим советом ЧОУ ВО «ЕИУБП» «28» г., протокол
3 I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ. Цели и задачи освоения дисциплины Цели дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем»: изучение теоретических и практических основ построения, организации, функционирования и использования ЭВМ; изучение работы сетевых возможностей операционных систем. Задачи дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем»: овладение основами теоретических и практических знаний в области архитектуры ЭВМ; освоить основные приемы решения практических задач по темам дисциплины..2 Место учебной дисциплины (модуля) в структуре ООП Рабочая программа по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направления «Прикладная информатика». Дисциплина входит в Блок "Дисциплины (модули)" и относится к дисциплинам по выбору. Целью курса "Архитектура ЭВМ и систем" является ознакомление студентов с техническими и программными средствами реализации информационных процессов..3. Планируемые результаты обучения по дисциплине (модуля) соотнесенные с планируемыми результатами освоения образовательной программы.3. Требования к уровню усвоения содержания дисциплины В результате освоения дисциплины у обучающегося должны быть сформированы следующие общекультурные, общепрофессиональные компетенции: способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7); способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин и современные информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности (ОПК-3)..3.2 В результате освоения дисциплины студент должен: Знать: физические основы компьютерной техники и средств передачи информации, принципы работы технических устройств ИКТ, основы архитектуры и процессов функционирования вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций. Уметь: выбирать и оценивать архитектуру вычислительных систем, сетей и систем телекоммуникаций и их подсистем; использовать международные и отечественные стандарты. Владеть: навыками использования, обобщения и анализа информации в области архитектуры ЭВМ; навыками организации коллективной работы при решении задач в области архитектуры ЭВМ; навыками самостоятельного приобретения новых знаний и умений в области архитектуры ЭВМ; навыками выбора архитектуры ЭВМ для информатизации и автоматизации решения прикладных задач и создания ИС. 2
4 .4 Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единиц (72 часа). Часов Вид учебной работы Семестр всего ИФО 3 Аудиторные занятия (АЗ) (всего) в том числе: Лекции (Л) Лабораторные работы (ЛР) КСР - Самостоятельная работа (СР) (всего) в том числе: Подготовка к ЛР 0 0 Подготовка к Л Написание курсовой работы - - Проработка теоретического материала - - (Подготовка к экзамену) Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен) зачет зачет Общая трудоемкость час ЗЕ 2 2 Процент интерактивных форм обучения (ИФО) от АЗ по дисциплине 22% II. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 2. Содержание раздела (модуля) дисциплины Разделы Название разделов Кол-во часов Раздел Математические основы ЭВМ 5 Раздел 2 Архитектура ЭВМ 7 Раздел 3 Организация вычислительных сетей 2 Раздел 4 Лабораторный практикум 22 Наименование раздела, тем дисциплины Раздел. Математические основы ЭВМ. Введение в дисциплину Содержание раздела Роль и место знаний по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» в сфере профессиональной 3
5 2. 3. Наименование раздела, тем дисциплины Арифметические основы ЭВМ Представление информации в ЭВМ Содержание раздела деятельности. Представление информации в вычислительных системах. История развития вычислительных средств. Классификация ЭВМ по физическому представлению обработки информации, поколениям ЭВМ, сферам применения и методам исполнения вычислительных машин. Сис счисления. Виды адресации Непозиционные и позиционные сис счисления. Сис счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной сис счисления в другую. Представление чисел в ЭВМ: естественная и нормальная 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 кода по сравнению с обратным кодом. Назначение системного реестра. Виды информации и способы ее представления в ЭВМ. Классификация информационных единиц, обрабатываемых ЭВМ. Типы данных, структуры данных, форматы файлов. Числовые и нечисловые типы данных и их виды. Структуры данных и их разновидности. Кодирование символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др. Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем. Кодирование графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG. Внутренняя организация 4
6 4. Наименование раздела, тем дисциплины Логические основы ЭВМ, элементы и узлы. Раздел 2. Архитектура ЭВМ Основы построения ЭВМ Внутренняя процессора. организация Организация работы памяти компьютера Содержание раздела процессора. Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности. Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры. Таблицы истинности RS-, D- и Т-триггера. Защищенный режим работы. Логические узлы ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение. Организация и принцип работы памяти. Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы (архитектура) фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур ЭВМ. Управление памятью. Регистры процессора. Основные команды процессора, рабочий цикл процессора использование прерываний, программыотладчики. Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ. Структура процессора. Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема. Регистры процессора: сущность, назначение, типы. Структура команды процессора. Цикл выполнения команды. Понятие рабочего цикла, рабочего такта. Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур. Классификация команд. Арифметикологическое устройство (АЛУ): назначение и классификация. Структура и функционирование АЛУ. Интерфейсная часть процессора: назначение, состав, функционирование. Организация работы и функционирование процессора. Кэш-память. 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 5
7 Наименование раздела, тем дисциплины Интерфейсы Режимы работы процессора. Современные процессоры Содержание раздела характеристика. Виды адресации. Стек. Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики. Принцип работы. Обобщенная структурная схема памяти. Режимы работы: запись, хранение, считывание, режим регенерации. Модификации динамической оперативной памяти. Статическая память. Применение и принцип работы. Основные особенности. Разновидности статической памяти. Устройства специальной памяти. Назначение, особенности, применение. Базовая система ввода/вывода (BIOS): назначение, функции, модификации. Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов. Организация взаимодействия ПК с периферийными устройства ми. 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. Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI. Внешние интерфейсы компьютера. Последовательные и параллельные порты. Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 394 (FireWire). Интерфейс стандарта 802. (Wi- Fi). Шинная структура и виды шин. Режимы работы процессора. Характеристика реального режима процессора. Адресация памяти реального режима. Основные понятия защищенного режима. Адресация в защищенном режиме. Дескрипторы и таблицы. Сис привилегий. Защита. Переключение задач. Страничное управление памятью. Виртуализация прерываний. Переключение между реальным и защищенным режимами. Взаимосвязь с периферийными устройствами, организация и режимы 6
8 Наименование раздела, тем дисциплины Содержание раздела работы процессора. Основы программирования процессора. Выбор и дешифрация команд. Выработка управляющих сигналов. Основные команды процессора: арифметические и логические команды, команды перемещения, сдвига, сравнения, команды условных и безусловных переходов, команды вводавывода. Подпрограммы. Виды и обработка прерываний.. Основные характеристики процессоров. Идентификация процессоров. Совместимость процессоров. Типы сокетов. Организация вычислений в ЭВМ. Многозадачность; архитектуры процессоров. Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей. Процессоры нетрадиционной архитектуры. Раздел 3. Организация вычислительных сетей 2. Типы вычислительных систем и их архитектурные особенности, параллелизм и Организация вычислений в вычислительных системах. конвейеризация вычислений, классификация вычислительных платформ, преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем. Назначение и характеристики ВС. Организация вычислений в вычислительных системах. ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и потока данных. Ассоциативные сис. Матричные сис. Конвейеризация вычислений. Конвейер команд, конвейер данных. 3. Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных. Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного использования. Сравнительные Классификация вычислительных характеристики, аппаратные и программные систем. особенности. Классификация многомашинных ВС. Назначение, характеристики, особенности. Примеры ВС различных типов. Преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем. Раздел 5. Лабораторный практикум Наличие цикла лабораторных 7
9 Наименование раздела, тем дисциплины Содержание раздела практикумов по обработке данных закладывает фундамент сис сквозной подготовки студентов по использованию компьютеров в учебном и научном процессе. Лабораторный практикум это потенциально наиболее значимый и результативный компонент естественнонаучной, общей профессиональной и специальной подготовки в области техники и технологий, предназначенный для приобретения навыков работы на реальном оборудовании, с аналогами которого будущему специалисту, возможно, придется иметь дело в своей практической деятельности. Лабораторный практикум относится к таким видам учебных занятий, которые включают лабораторные и практические работы в соответствии с графиком учебного процесса. Лабораторный практикум проводится в специализированных учебных лабораториях. Эффективность данного вида занятий во многом определяется возможностями учебного заведения: в оснащении учебных лабораторий современным оборудованием; в выборе номенклатуры объектов экспериментального изучения и содержания лабораторных работ; в реализации эффективных технологий выполнения работ и т.д Междисциплинарные связи с дисциплинами (модулями) ОП Входные знания, умения и компетенции студентов должны соответствовать требованиям полученным в дисциплинах: «Введение в специальность», «Математика», «Информатика» и др. Освоение данной дисциплины является основой для последующего изучения дисциплин вариативной части математического и естественнонаучного цикла: «Информационная безопасность» и др. 8
10 2.3. Разделы учебной дисциплины (модуля) и виды учебной деятельности и формы контроля Наименование раздела, тем дисциплины. Раздел. Математические основы ЭВМ. Введение в дисциплину 2. Арифметические основы ЭВМ Количество часов Формы Аудиторные занятия СР Всего текущего контроля Л ЛР успеваемости - 0 Опрос Опрос 3. Представление Опрос информации в ЭВМ 4. Логические Опрос основы ЭВМ, элементы и узлы. 5. Раздел 2. Архитектура ЭВМ. Основы построения ЭВМ Опрос 6. Внутренняя Опрос организация процессора. 7. Организация Тестирование работы памяти компьютера 8. Интерфейсы Опрос 9. Режимы работы Опрос процессора. 0. Современные Опрос процессоры. Организация вычислений ЭВМ Опрос 2. Раздел 3. Организация вычислительны х сетей. Организация Опрос вычислений в вычислительных 9
11 Наименование раздела, тем дисциплины Количество часов Аудиторные СР занятия Л ЛР Всего Формы текущего контроля успеваемости системах. 3. Классификация Тестирование вычислительных систем. Раздел 4 22 Лабораторный практикум Итого Наименование раздела, тем дисциплины Раздел. Математические основы ЭВМ. 2. Введение дисциплину Арифметические основы ЭВМ в 2.4 Лекции Содержание лекции Роль и место знаний по дисциплине «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» в сфере профессиональной деятельности. Представление информации в вычислительных системах. История развития вычислительных средств. Классификация ЭВМ по физическому представлению обработки информации, поколениям ЭВМ, сферам применения и методам исполнения вычислительных машин. Сис счисления. Виды адресации Непозиционные и позиционные сис счисления. Сис счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной сис счисления в другую. Представление чисел в ЭВМ: естественная и нормальная 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 кода по сравнению с обратным кодом. Назначение системного реестра. 3. Представление Виды информации и способы ее представления в Объем 2 часов 0
12 4. Наименование раздела, тем дисциплины информации в ЭВМ Логические основы ЭВМ, элементы и узлы. Раздел 2. Архитектура ЭВМ 5. Основы построения ЭВМ 6. Внутренняя организация процессора. Содержание лекции ЭВМ. Классификация информационных единиц, обрабатываемых ЭВМ. Типы данных, структуры данных, форматы файлов. Числовые и нечисловые типы данных и их виды. Структуры данных и их разновидности. Кодирование символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др. Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем. Кодирование графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG. Внутренняя организация процессора. Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности. Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры. Таблицы истинности RS-, D- и Т- триггера. Защищенный режим работы. Логические узлы ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение. Организация и принцип работы памяти. Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы (архитектура) фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур ЭВМ. Управление памятью. Регистры процессора. Основные команды процессора, рабочий цикл процессора использование прерываний, программыотладчики. Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ. Структура процессора. Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема. Регистры процессора: сущность, назначение, типы. Структура команды процессора. Цикл выполнения команды. Понятие рабочего цикла, рабочего такта. Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур. Классификация команд. Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение и классификация. Структура и функционирование АЛУ. Интерфейсная часть процессора: назначение, состав, Объем часов
13 Наименование раздела, тем дисциплины Организация работы памяти компьютера Интерфейсы Режимы процессора. работы Содержание лекции функционирование. Организация работы и функционирование процессора. Кэш-память. 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. Стек. Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики. Принцип работы. Обобщенная структурная схема памяти. Режимы работы: запись, хранение, считывание, режим регенерации. Модификации динамической оперативной памяти. Статическая память. Применение и принцип работы. Основные особенности. Разновидности статической памяти. Устройства специальной памяти. Назначение, особенности, применение. Базовая система ввода/вывода (BIOS): назначение, функции, модификации. Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов. Организация взаимодействия ПК с периферийными устройства ми. 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. Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI. Внешние интерфейсы компьютера. Последовательные и параллельные порты. Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 394 (FireWire). Интерфейс стандарта 802. (Wi-Fi). Шинная структура и виды шин. Режимы работы процессора. Характеристика реального режима процессора. Адресация памяти реального режима. Основные понятия защищенного режима. Адресация в защищенном режиме. Дескрипторы и таблицы. Сис привилегий. Защита. Переключение задач. Страничное управление памятью. Виртуализация прерываний. Объем часов 2
14 Наименование раздела, тем Содержание лекции дисциплины Переключение между реальным и защищенным режимами. 0. Взаимосвязь с периферийными устройствами, организация и режимы работы процессора. Основы программирования процессора. Выбор и дешифрация команд. Выработка управляющих Современные сигналов. Основные команды процессора: процессоры арифметические и логические команды, команды перемещения, сдвига, сравнения, команды условных и безусловных переходов, команды ввода-вывода. Подпрограммы. Виды и обработка прерываний.. Основные характеристики процессоров. Идентификация процессоров. Совместимость Организация процессоров. Типы сокетов. Многозадачность; вычислений в ЭВМ. архитектуры процессоров. Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей. Процессоры нетрадиционной архитектуры. Раздел 3. Организация вычислительных сетей 2. Типы вычислительных систем и их архитектурные особенности, параллелизм и конвейеризация вычислений, классификация вычислительных платформ, преимущества и Организация недостатки различных типов вычислительных вычислений в систем. вычислительных Назначение и характеристики ВС. Организация системах. вычислений в вычислительных системах. ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и потока данных. Ассоциативные сис. Матричные сис. Конвейеризация вычислений. Конвейер команд, конвейер данных. 3. Классификация вычислительных систем. Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных. Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного использования. Сравнительные характеристики, аппаратные и программные особенности. Классификация многомашинных ВС. Назначение, характеристики, особенности. Примеры ВС различных типов. Преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем. Итого Практические занятия Учебным планом не предусмотрено Объем часов 3
15 Лабораторные занятия Тема лабораторного занятия Лабораторные работы «Работа клавиатуры» Цель: изучение основ ввода информации с помощью клавиатуры. Лабораторные работы 2 «Работа клавиатуры» Цель: изучение основ ввода информации с помощью клавиатуры. Лабораторная работа 3 «Работа видеосис» Цель: изучение основ вывода изображения на экран монитора. Лабораторная работа 4 Наблюдение за управлением памятью в Windows Цель: изучение основ работы памяти Лабораторная работа 5 «Работа внешних накопителей информации» Цель: изучение основ работы внешних накопителей информации. Лабораторная работа 6 «Работа дисковых накопителей информации» Цель: изучение основ работы дисковых накопителей информации. Лабораторная работа 7 «Работа с портами ввода вывода информации» Цель: изучение основ работы с портами ввода вывода информации. Лабораторная работа 8 Режимы работы процессора. Цель: изучение основ работы процессора Трудоемкость (час.) Итого III. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ОБУЧАЮЩЕГОСЯ 3.. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины Количество часов самостоятельной работы равномерно распределяется в течение всего семестра, в соответствии с темами изучаемого курса. В самостоятельную работу студентов входит:. Изучение теоретического материала. 2. Установление взаимосвязи теоретического материала с предыдущей тематикой. 3. Изучение методов решения практических задач. 4. Закрепление знаний по теме путем расширенного изучения теоретического материала с использованием дополнительной литературы. 4
16 5. Подготовка вопросов по непонятным местам и отработка их на консультациях преподавателя. 6. Выполнение контрольной и домашней работы. 7. Решение тестовых заданий Домашние задания Архитектура. Обобщенная структура ЭВМ, этапы вычислений. Алгоритм, свойства алгоритма. 2 Назначение и состав микропроцессора, характеристика его основных блоков. 3 Архитектура. Обобщенная структура ЭВМ, этапы вычислений. Принцип программного управления, характеристика архитектурно функциональных принципов. 4 Системная шина, её назначение, состав, функции. 5 Характеристики ЭВМ (подробно охарактеризовать 2 характеристики: быстродействие ЭВМ и операционные ресурсы ЭВМ). 6 Память компьютера, виды, функции. Основная память ПК. Учебным планом не предусмотрено. 3.3 Примерная тематика курсовых работ 3.4 Примерный перечень вопросов к зачету История развития вычислительной техники. 2 Классификация компьютеров. 3 Принципы фон Неймана и классическая архитектура компьютера. 4 Канальная и шинная системотехника. 5 Функциональная схема персонального компьютера. 6 Архитектура микропроцессора. 7 Материнская плата. 8 Система команд микропроцессора. 9 Команды и данные. Форматы данных. 0 Прерывания базовой сис ввода-вывода (BIOS) и операционной сис. Параллельный и последовательный интерфейсы. 2 Внешние запоминающие устройства. 3 Устройства ввода и вывода информации. 4 Видеокарты. 5 Принтеры. 6 Манипуляторы. 7 Накопители на гибких и жестких магнитных дисках. 8 Оптические диски. 9 Сканирующие устройства. 20 Контроллеры внешних устройств. 2 Драйверы устройств. 22 Техническое обслуживание компьютера. 23 Понятие многозадачности. 24 Работа процессора с внешними устройствами. 5
17 25 Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности. 26 Понятия многомашинной сис. Основные принципы построения многомашинных систем. 27 Многопроцессорные сис. 28 Локальные и глобальные сети. 29 Требования, предъявляемые к современным вычислительным сетям. 3.5 Примерная тематика рефератов. История развития ЭВМ и вычислительных систем. 2. Использование автоматного подхода при разработке современных ЭВМ. 3. Кремниевые компиляторы. 4. Интеллектуальные среды разработки современных ЭВМ. 5. Сравнительный анализ методов и моделей разработки современных ЭВМ. 6. Сравнительный анализ современных визуальных сред разработки современных ЭВМ. 7. Сравнительный анализ возможностей ОС современных ЭВМ. 8. Особенности современных параллельных вычислительных систем. 9. ЭВМ с нестандартной архитектурой. 0. ЭВМ с возможностями искусственного интеллекта.. Защищенный режим 2. Аппаратная реализация мат. функций в современных процессорах 3. Сравнительный анализ процессоров мобильных устройств и встраиваемых систем (Intel Atom, PXA, ARMx). 4. Сравнительный анализ процессоров Intel x86, AMD и UltraSparc 5. Сравнительный анализ возможностей ОС мобильных устройств и встраиваемых систем. 6. Устройства хранения информации. 7. Устройства отображения информации. 8. Многоядерные архитектуры и многозадачность. 9. Обзор внутренних и внешних интерфейсов ПК. 20. Методы разработки современных встраиваемых систем. 3.6 Примерный вариант тестового задания Тестовые задания для текущего контроля знаний Примерный вариант тестового задания ) Векторный процессор a) Это процессор, в котором операндами некоторых команд могут выступать упорядоченные массивы данных векторы. b) Это процессор векторной обработки. c) Это процессор, в котором операндами некоторых команд могут выступать упорядоченные ячейки. d) Это процессор, в котором операндами некоторых команд могут выступать упорядоченные массивы по ширине. 6
18 2) принцип, предопределяющий формирование вычислительной сис из унифицированных элементов это a) Модульность b) Близкодействие c) Асинхронность функционирования ВС 3) множественный поток команд и одиночный поток данных -это? a) SIMD b) MIMD c) MISD d) SISD 4) Выберите набор команд Адресной ФУ. a) Целочисленное сложение/вычитание, целочисленное умножение. b) Целочисленное сложение/вычитание, логические поразрядные операции, сдвиг, число единиц/число нулей до первой единицы. c) Целочисленное сложение/вычитание, сдвиг, логические поразрядные операции (-2), число единиц/число нулей до первой единицы (-2), умножение битовых матриц (0-). Предназначены для выполнения только векторных команд. d) Сложение/вычитание, умножение, нахождение обратной величины. e) Правильных ответов нет. 5) Вычислительные сис в зависимости от организации памяти различают: a) ВС с общей памятью. b) ВС с распределенной памятью. c) ВС с определенной памятью d) ВС с функциональной памятью 6) Какая архитектура приспособлена для большей масштабируемости мультипроцессоров a) NUMA b) UMA c) APLHA d) PUMA e) OMEGA 7) Тактовая частота процессора это: a) число двоичных операций, совершаемых процессором в единицу времени; b) число вырабатываемых за одну секунду импульсов, синхронизирующих работу узлов компьютера; c) число возможных обращений процессора к операционной памяти в единицу времени; d) скорость обмена информацией между процессором и устройствами ввода/вывода; e) скорость обмена информацией между процессором и ПЗУ. 8) Назовите устройства, входящие в состав процессора: a) оперативное запоминающее устройство, принтер; b) арифметико-логическое устройство, устройство управления; c) кэш-память, видеопамять; d) сканер, ПЗУ; 7
19 e) дисплейный процессор, видеоадаптер. 9) Что изображено на рисунке? a) Архитектура UMA. b) Архитектура OMEGA c) Сеть ALPHA d) Сеть UMA e) Архитектура PUMA 0) Каких уровней нет в Архитектуре вычислительных систем? a) Архитектура программного обеспечения b) Уровень управления физическими ресурсами c) Уровень управления логическими ресурсами d) Концептуальный уровень сис *Полный комплект тестов находится в ФОС IV. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ Методические указания к лабораторным занятиям, самостоятельной работе входят в состав учебно-методической документации дисциплины. V. ФОРМЫ КОНТРОЛЯ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Текущая аттестация студентов производится при: Опросе студентов на занятиях по темам дисциплины Выполнении лабораторных работ Заслушивании письменных рефератов студентов Тестировании. Промежуточным контролем является зачет. VI. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ* Фонды оценочных средств, позволяющие оценить уровень сформированности компетенций, размещен в УМД дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем» на кафедре «Высшей математики и информатики» и представлен следующими компонентами: Код оцениваемой компетенции Этап формирования компетенции Тип контроля Вид контроля Наименование оценочного средства Количество элементов, шт. 8
20 (или её части) ОПК - 3 ОК - 7, ОПК - 3 ( ) Темы - 3 Тема -3 текущий Устный Опрос Тестирование 35 Промежуто Устный Вопросы к зачету 29 чный Вопросы для 30 проверки уровня знаний ** Фонд оценочных средств для проведения текущей и промежуточной аттестации содержится в приложении 2. VII. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Основаны на использовании современных достижений науки и информационных технологий. Направлены на повышение качества подготовки путем развития у студентов творческих способностей и самостоятельности (методы проблемного обучения, исследовательские методы, тренинговые формы, рейтинговые сис обучения и контроля знаний и др.). Нацелены на активизацию творческого потенциала и самостоятельности студентов и могут реализовываться на базе инновационных структур (научных лабораторий, центов, предприятий и организаций и др.). Наименование основных форм Краткое описание и примеры, использования в модулях (темах), место проведения. Компьютерные симуляции Все лабораторные работы выполняются в компьютерных классах института 2. Разбор конкретных ситуаций Разбор работы на конкретных примерах. 3. Психологические и иные тренинги Необходимо преодолевать комплексы и страх отдельных групп студентов перед ложно сформированными представлениями о недоступности и элитарности знаний в области устройства ЭВМ VIII. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 8. Учебная основная литература. Соломенчук В. Г. Железо ПК 202 / В. Г. Соломенчук, П. В. Соломенчук. СПб.: БХВ-Петербург, с.: ил. ISBN Учебная дополнительная литература 2. Исаев Г.Н. Практикум по и информационным технологиям. М.: Издательство «Омега-Л», с. 9
21 3. Н. В. Макарова, Ю. Ф. Титова, Е. Г. Кочурова, Н. В. Сакс Практикум по информатике: Учебное пособие для вузов (+CD) / Под ред. проф. Н. В. Макаровой. СПб.: Питер, с.: ил. 4. Ревич Ю. В. 00 совет по обустройству компьютера. СПб.: БХВ-Петербург, с.: ил. + CD-ROM. ISBN IX. ПЕРЕЧЕНЬ РЕСУРСОВ ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ «ИНТЕРНЕТ». Интернет-библиотека «Сатмаркет». Каталог предприятий информационной сис. X. ПЕРЕЧЕНЬ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, ВКЛЮЧАЯ ПЕРЕЧЕНЬ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫХ СПРАВОЧНЫХ СИСТЕМ Для выполнения лабораторных работ с составления отчетов необходимо следующее программное обеспечение: 3. Windows 4. Microsoft Office XI. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ауд. Основное оборудование Основное назначение Компьютерные классы Компьютер, локальная сеть, интерактивное оборудование Назначение опытное, обучающее. Телевизионные аудитории Компьютер, телевизионная или проекционная техника Назначение обучающее. Применяется для демонстрации презентаций, обучающих видеороликов Приложения к рабочей программе дисциплины: Приложение - аннотация рабочей программы дисциплины. Приложение 2 - фонд оценочных средств. 20
22 Приложение Аннотация рабочей программы дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем» Цели дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем»: изучение теоретических и практических основ построения, организации, функционирования и использования ЭВМ; изучение работы сетевых возможностей операционных систем. Задачи дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем»: овладение основами теоретических и практических знаний в области архитектуры ЭВМ; освоить основные приемы решения практических задач по темам дисциплины. Место учебной дисциплины (модуля) в структуре ООП Рабочая программа по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВО по направления «Прикладная информатика». Дисциплина входит в Блок "Дисциплины (модули)" и относится к дисциплинам по выбору. Целью курса "Архитектура ЭВМ и систем" является ознакомление студентов с техническими и программными средствами реализации информационных процессов. Планируемые результаты обучения по дисциплине (модуля) соотнесенные с планируемыми результатами освоения образовательной программы В результате освоения дисциплины у обучающегося должны быть сформированы следующие общекультурные, общепрофессиональные компетенции: способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7); способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин и современные информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности (ОПК-3). В результате освоения дисциплины студент должен: Знать: физические основы компьютерной техники и средств передачи информации, принципы работы технических устройств ИКТ, основы архитектуры и процессов функционирования вычислительных систем, сетей и телекоммуникаций. Уметь: выбирать и оценивать архитектуру вычислительных систем, сетей и систем телекоммуникаций и их подсистем; использовать международные и отечественные стандарты. Владеть: навыками использования, обобщения и анализа информации в области архитектуры ЭВМ; навыками организации коллективной работы при решении задач в области архитектуры ЭВМ; навыками самостоятельного приобретения новых знаний и умений в области архитектуры ЭВМ; навыками выбора архитектуры ЭВМ для информатизации и автоматизации решения прикладных задач и создания ИС. Основные разделы дисциплины: Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с содержанием следующих разделов: Арифметические основы ЭВМ; Представление информации в ЭВМ; 2
23 Логические основы ЭВМ, элементы и узлы; Основы построения ЭВМ; Внутренняя организация процессора; Организация работы памяти компьютера; Интерфейсы; Режимы работы процессора; Современные процессоры; Организация вычислений в вычислительных системах; Классификация вычислительных систем. 22