Рабочие учебные материалы

2.1. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА (объем 140 часов)

Введение (2 часа)

[1], c. 22…25, 43...45, 50

Цель и задачи курса, его роль в подготовке специалистов по вычислительной технике и взаимосвязь с другими дисциплинами специальности.

Основные исторические сведения, роль отечественных ученых в разработке теории и создании ЭВМ.

Цифровая, аналоговая и гибридная формы представления информации. Классификация вычислительных средств по формам представления информации и принципу организации вычислений. Перспективы и тенденции развития технических средств ЭВМ, методов их проектирования и применения.

Раздел 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭВМ (12 часов)

1.1. Основные типы ЭВМ (8 часов)

[1], c. 35...43, 148...150; [2], c. 40...48

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.

1.2. Общие принципы организации ЭВМ (4 часа)

[1], c. 23...25, 150...153; [5], c. 18...26

Системные принципы организации технических средств ЭВМ. Функционально-структурный подход, основные функции систем переработки информации. Взаимосвязь функциональных возможностей, структуры, функций и основных технических характеристик устройств ЭВМ.

Общие сведения о методах оценки производительности и эффективности ЭВМ.

Раздел 2. ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ (25 часов)

2.1. Основные характеристики и типы запоминающих устройств ЭВМ (6 часов)

[7], c. 3...9, 12...16, 21...27

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.

2.2. Оперативные и сверхоперативные ЗУ (9 часов)

[1], c. 213...225, 249...260; [7] с. 37...54, 59…61, 127…134

Назначение, структура и организация работы оперативных ЗУ (ОЗУ). Многоканальный доступ и расслоение обращений.

Полупроводниковые ОЗУ. Элементы памяти, структурная организация, диаграммы работы полупроводниковых ОЗУ.

Организация и основные разновидности модулей ЗУ на БИС.

Сверхоперативные ЗУ, организация их работы. Кэш-память

2.3. Организация ЗУ различных типов (10 часов)

[1], c. 226...236, 245...248, 271…275, 286…290; [7] с. 63...72, 79…83, 95…99

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.

Раздел 3. ПРОЦЕССОРЫ ЭВМ (45 часов)

3.1. Общие сведения о структуре процессоров ЭВМ (5 часов)

[1], с. 126...131; [2], c. 151...168

Назначение процессора. Функциональная и структурная организация процессора.

Базовые функциональные узлы устройств процессора.

3.2. Арифметико-логические устройства процессоров (24 часа)

[1], с. 329...355, 370...385; [5], c. 4...25, 35...54

Арифметико-логические устройства (АЛУ). Назначение, принципы организации и основные характеристики АЛУ, их классификация.

Средства описания АЛУ. Базовые преобразования структур АЛУ. Обобщенные структурные схемы операционных устройств.

Структура АЛУ и алгоритмы выполнения основных арифметических операций.

Особенности построения АЛУ и алгоритмы выполнения арифметических операций над двоично-десятичными числами.

Выполнение логических операций в АЛУ.

3.3. Устройства управления ЭВМ (16 часов)

[1], с. 106...116, 138…144, 293…316; [6], с. 5...15, 24...33, 75...83

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 на основе распределителей управляющих сигналов. УУ с жесткой логикой на основе микропрограммных автоматов.

Микропрограммные УУ.

Раздел 4. СИСТЕМНЫЕ СРЕДСТВА И АРХИТЕКТУРА ЭВМ (55 часов)

4.1. Системы прерывания программ и системы памяти ЭВМ (18 часов)

[1], с. 264...272; [3] с. 112…125; [4], с. 232...250; [7], с. 22...29, 135…149

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.

4.2. Организация ввода-вывода информации в ЭВМ (12 часов)

[1], с. 159…181, 387…411

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.

Каналы ввода-вывода. Периферийные устройства ЭВМ.

4.3. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (20 часов)

[1], с. 460...470, 496…505, 525…529, 553…575, 584…620

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, ассоциативные, конвейерные, потоковые ВС. Сети ЭВМ.

4.4. Принципы построения аналоговых и гибридных ЭВМ (5 часов)

[8], с. 9...28

Физическое и математическое моделирование. Основные характеристики аналоговых и гибридных вычислительных машин.

Принципы построения вычислительных устройств на основе операционного усилителя. Суммирующие, интегрирующие и дифференцирующие устройства.

Множительные и делительные устройства. Устройства и методы воспроизведения нелинейных функций.

Заключение (1 час)

[1], с. 7...8; [2], c. 28

Перспективные направления развития архитектуры и технических средств ЭВМ.

Тематические планы дисциплины

Тематический план дисциплины

для студентов очной формы обучения

№ п/п

Наименование раздела (отдельной темы)

Кол-во часов по дневной форме обучения

Виды занятий и контроля

Лекции

ПЗ (С)

ЛР

Самостоятель-ная работа

Тесты

Контрольные работы

ПЗ (С)

ЛР

Курсовые работы (проекты)

аудит.

ДОТ

аудит.

ДОТ

аудит.

ДОТ

ВСЕГО

В

Введение

1.

Раздел 1. Общие сведения об ЭВМ

№1

1.1

Основные типы ЭВМ

1.2

Общие принципы организации ЭВМ

2.

Раздел 2. Запоминающие устройства ЭВМ

№2

2.1

Основные характеристи-ки и типы запоминаю-щих устройств ЭВМ

2.2

Оперативные и сверхоперативные ЗУ

2.3

Организация ЗУ различных типов

3.

Раздел 3. Процессоры ЭВМ

№3

3.1

Общие сведения о струк-туре процессоров ЭВМ

3.2

Арифметико-логические устройства процессоров

№1

3.3

Устройства управления ЭВМ

№2

4.

Раздел 4. Системные средства и архитектура ЭВМ

№4

4.1

Системы прерывания программ и системы памяти ЭВМ

4.2

Организация ввода-выво-да информации в ЭВМ

4.3

Архитектура ЭВМ и вычислительных систем

№3

4.4

Принципы построения аналоговых и гибридных ЭВМ

З

Заключение

Тематический план дисциплины

для студентов очно-заочной формы обучения

№ п/п

Наименование раздела (отдельной темы)

Кол-во часов по дневной форме обучения

Виды занятий и контроля

Лекции

ПЗ (С)

ЛР

Самостоятель-ная работа

Тесты

Контрольные работы

ПЗ (С)

ЛР

Курсовые работы (проекты)

аудит.

ДОТ

аудит.

ДОТ

аудит.

ДОТ

ВСЕГО

В

Введение

1.

Раздел 1. Общие сведения об ЭВМ

№1

1.1

Основные типы ЭВМ

1.2

Общие принципы организации ЭВМ

2.

Раздел 2. Запоминающие устройства ЭВМ

№2

2.1

Основные характеристи-ки и типы запоминаю-щих устройств ЭВМ

2.2

Оперативные и сверхоперативные ЗУ

2.3

Организация ЗУ различных типов

3.

Раздел 3. Процессоры ЭВМ

№3

3.1

Общие сведения о струк-туре процессоров ЭВМ

3.2

Арифметико-логические устройства процессоров

№1

3.3

Устройства управления ЭВМ

№2

4.

Раздел 4. Системные средства и архитектура ЭВМ

№4

4.1

Системы прерывания программ и системы памяти ЭВМ

4.2

Организация ввода-выво-да информации в ЭВМ

4.3

Архитектура ЭВМ и вычислительных систем

№3

4.4

Принципы построения аналоговых и гибридных ЭВМ

З

Заключение

Тематический план дисциплины

для студентов заочной формы обучения

№ п/п

Наименование раздела (отдельной темы)

Кол-во часов по дневной форме обучения

Виды занятий и контроля

Лекции

ПЗ (С)

ЛР

Самостоятель-ная работа

Тесты

Контрольные работы

ПЗ (С)

ЛР

Курсовые работы (проекты)

Аудит.

ДОТ

аудит.

ДОТ

аудит.

ДОТ

ВСЕГО

В

Введение

1.

Раздел 1. Общие сведения об ЭВМ

№1

1.1

Основные типы ЭВМ

1.2

Общие принципы организации ЭВМ

2.

Раздел 2. Запоминающие устройства ЭВМ

№2

2.1

Основные характеристи-ки и типы запоминаю-щих устройств ЭВМ

2.2

Оперативные и сверхоперативные ЗУ

2.3.

Организация ЗУ различных типов

3.

Раздел 3. Процессоры ЭВМ

№3

3.1

Общие сведения о струк-туре процессоров ЭВМ

3.2

Арифметико-логические устройства процессоров

№1

3.3

Устройства управления ЭВМ

№2

4.

Раздел 4. Системные средства и архитектура ЭВМ

№4

4.1

Системы прерывания программ и системы памяти ЭВМ

4.2

Организация ввода-вы-вода информации в ЭВМ

4.3

Архитектура ЭВМ и вычислительных систем

№3

4.4

Принципы построения аналоговых и гибридных ЭВМ

З

Заключение

2.3. Структурно-логическая схема дисциплины

2.4. Временной график изучения дисциплины

№	Название раздела (темы)	Продолжительность изучения раздела (темы) в днях (из расчета – 4 часа в день)
	Раздел 1. Общие сведения об ЭВМ	3 дн.
	Раздел 2. Запоминающие устройства ЭВМ	6 дн.
	Раздел 3. Процессоры ЭВМ	11 дн.
	Раздел 4. Системные средства и архитектура ЭВМ	14 дн.
	Курсовой проект	9 дн
	ИТОГО	43 дн.

Дата добавления: 2015-08-13