РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Компьютерный практикум
| Направление подготовки (специальность) | 140801.65 Электроника и автоматика физических установок |
| Профиль подготовки | [при его наличии] |
| Наименование образовательной программы (специализация) | Компьютерные медицинские системы |
| Квалификация (степень) выпускника | специалист |
| Форма обучения | очная |
г. Москва, 2012 г.
| Семестр | Трудоем-кость., кред. | Общий объем курса, час. | Лекции, час. | Практич. занятия, час. | Лаборат. работы, час. | СРС, час. | Форма(ы) итог. контроля, экз./зач./ КР/КП |
| зачет | |||||||
| зачет, экзамен | |||||||
| Всего |
Группы: А3-23, А4-23
ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями освоения учебной дисциплины Компьютерный практикум являются:
- ознакомление будущих инженеров с архитектурой процессоров семейства X86 и языков программирования Ассемблер и C++ для процессорной платформы X86;
- ознакомление будущих инженеров с основными направлениями автоматизации научных исследований и критериями выбора структуры измерительной системы;
- принципами разработки и отладки прикладных программ;
- привитие навыков работы с современными интегрированными средами разработки программного обеспечения;
- получение практических навыков программирования интегрированных и периферийных устройств в рамках данной процессорной платформы.
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫВ СТРУКТУРЕ ООП ВПО
С3.Б.7. Данная дисциплина относится к Математическому и естественнонаучному циклу, является одним из разделов вычислительной техники, конкретно, техники программирования аппаратных средств на языках высокого и низкого уровня. Излагаемые в данном курсе сведения, требуют навыков взаимодействия с компьютером и знания основ программирования на одном из языков высокого уровня (C++, Pascal). Освоение данной дисциплины необходимо для изучения практически всех последующих разделов вычислительной техники и программирования, в особенности связанных с проведением автоматизированных научных измерений.
КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ/ ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО ЗАВЕРШЕНИИ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫУЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Дисциплина способствует формированию у студентов следующих компетенций:
| КМ.ОК9 | навыками работы с компьютером как средством сбора и управления информацией и разработки программ |
| ПК-6 | способен использовать нормативные и правовые документы в своей профессиональной деятельности |
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 кред., 252 час.
| № п.п. | Наименование раздела учебной дисциплины | Неде-ли | Лек-ции, час. | Практ. зан./ семи-нары, час. | Лаб. рабо-ты, час. | Обязат. текущий контроль (форма*, неделя) | Аттеста-ция раздела (форма*, неделя) | Макси-мальный балл за раздел ** |
| 3 семестр | ||||||||
| Раздел1 | КИ8 | |||||||
| Раздел2 | КИ16 | |||||||
| Зачет | З | |||||||
| Итого за 3 семестр | ||||||||
| 4 семестр | ||||||||
| Раздел1 | КИ8 | |||||||
| Раздел2 | КИ16 | |||||||
| Зачет | З | |||||||
| Экзамен | Э | |||||||
| Итого за 4 семестр |
* – сокращенное наименование формы контроля
** – сумма максимальных баллов должна быть равна 100 за семестр, включая зачет и (или) экзамен
Сокращение наименований форм текущего контроля и аттестации разделов:
КИ Контроль по итогам
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН
| Недели | Содержание / Темы занятий |
| 3 семестр | |
| 1-2 | Основные направления автоматизации научных исследований. Критерии выбора структуры измерительной системы. Архитектура компьютеров на базе процессоров семейства X86. Регистры процессоров семейства X86. Их назначение. |
| 3-4 | Структура операционной системы. Последовательность загрузки операционной системы. Сегментная адресация памяти. Распределение адресного пространства. Представление чисел в различных системах исчисления. Отрицательные числа. |
| 5-6 | Основы языка ассемблера процессоров семейства Х86. Turbo Assembler 5.0, компилятор, компоновщик, библиотекарь. Отладчик Turbo Debugger. Директивы Ассемблера. Структура программ типа.EXE. Структура программ типа.COM. Структура PSP. |
| 7-8 | Основные определения данных. Режимы адресации. Арифметические команды языка ассемблера. Логические команды языка ассемблера. |
| 9-10 | Организация циклов. Команды сдвига. Логические сдвиги. Арифметические сдвиги. Циклические сдвиги. Циклические сдвиги через перенос. Работа со стеком программы. Стек и сегмент стека. Стековые команды. Приемы работы со стеком. Очистка стека. Прямой доступ к элементам стека. |
| 11-12 | Процедуры. Ближние и дальние переходы. Оформление процедур. Вызов процедур и возврат из них. Передача параметров процедур через регистры и через стек. Локальные данные процедур. Макросы. Механизмы вызова процедур в различных языках программирования. Взаимодействие процедур написанных на различных языках программирования (Ассемблер, С++, Pascal). |
| 13-14 | Массивы и структуры. Индексация элементов массивов. Модификация адресов. Описание типа структуры. Описание переменных-структур. Ссылки на поля структур. Строковые операции. |
| 15-16 | Система ввода-вывода архитектуры Х86. Адресные пространства памяти и портов. Команды обращения к памяти и портам. Временные диаграммы ввода-вывода. Структура видеопамяти. Прямое программирование видеопамяти. Вывод на экран средствами DOS и BIOS. Функции DOS ввода с клавиатуры. |
| 4 семестр | |
| 1-2 | Система прерываний компьютера семейства Х86. Прерывания аппаратные и программные. Реакция процессора на прерывание. Таблица векторов прерываний. Функции DOS и прерывания BIOS. Использование программных прерываний для обращения к средствам операционной системы. Диспетчер DOS. Механизм вызова DOS и анализ системных сбоев при выполнении программы. |
| 3-4 | Организация аппаратных прерываний. Структура и программирование контроллера прерываний. Маскирование и размаскирование прерываний. Обработчики прерываний, команда конца прерываний EOI. |
| 5-6 | Часы реального времени и их режимы работы. Регистры часов реального времени и их программирование. Интервальный таймер и его режимы работы. Регистры интервального таймера и их программирование. |
| 7-8 | Клавиатура. Общее описание. Регистры и порты контроллера клавиатуры. Команды контроллера клавиатуры. Команды управления клавиатурой. Системные шины современных измерительных систем, особенности и области их применения. Временные диаграммы работы шин. |
| 9-10 | Методы программного управления измерительными системами. Проблемы проведения измерений под управлением многозадачной операционной системы. Режим ожидания готовности. Одиночные и периодические измерения. Использование аппаратного таймера и системного таймера Windows. Предельные временные характеристики процессов измерения. |
| 11-12 | Виды измерительной и управляющей аппаратуры. Аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП) преобразователи. Модули цифрового ввода- вывода. Принципы построения измерительной аппаратуры. Измерение амплитуд импульсов. Дискретизация непрерывного напряжения. Методы построения аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей. Использование АЦП, ЦАП и модулей цифрового ввода- вывода в компьютерных измерительных системах. |
| 13-14 | Средства подключения к персональному компьютеру измерительной и управляющей аппаратуры. Параллельный, последовательный и USB интерфейсы. Специализированные интерфейсы. |
| Примеры применения различных аппаратно-программных средств в системах автоматизированных измерений. |
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В рамках курса предусматривается:
а) Чтение лекций, в которых освещаются:
- аппаратный состав, принципы построения и методы управления современными автоматизированными системами измерений на основе персональных компьютеров;
- основные элементы языков программирования Ассемблер и С++, их применение для проектирования и обеспечения функционирования систем измерений, а также средства отладки и тестирования программ;
б) Развернутый лабораторный практикум, состоящий из 14 лабораторных работ, выполняемых под руководством преподавателя в компьютерном классе. Лабораторный практикум включает все разделы курса, излагаемые в лекциях, причем последовательность выполнения лабораторных работ соответствует изложению соответствующего материала на лекциях. Каждый студент выполняет все лабораторные работы в соответствии с выданными ему индивидуальными заданиями, что исключает возможность слепого копирования работ и повышает интерес студентов к изучаемому материалу.
ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫСТУДЕНТОВ
Текущий контроль успеваемости и промежуточная аттестация проводится по результатам выполнения и защиты работ лабораторного практикума, а также по результатам собеседований, проводимых преподавателем с каждым студентом по каждой лабораторной работе. Итоговая аттестация – зачет/экзамен.