I Организационно-методический раздел
Цель и задачи учебной дисциплины
Целью курса является изучение принципов аппаратного и программного построения современных устройств вычислительной техники, овладение навыками грамотной ее эксплуатации и обслуживания.
Предметом изучения дисциплины являются: архитектура современных вычислительных устройств, терминология в данной предметной области, номенклатура и принципы функционирования микропроцессоров, микросхем полупроводниковой памяти и периферийных устройств ЭВМ в составе единого вычислительного комплекса, а также структура программного обеспечения.
Место дисциплины в профессиональной подготовке выпускника
Входными дисциплинами являются:
-информатика, алгоритмизация, программирование;
-электроника;
-цифровые устройства и микропроцессоры.
Материал дисциплины используется в последующих курсах:
- Цифровая обработка сигналов;
- Системы мобильной связи;
- Контроллеры в системах управления.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
Студент должен обладать следующими профессиональными компетенциями:
- способностью представлять адекватную современному уровню знаний научную картину мира на основе знания основных положений, законов и методов естественных наук и математики (ПК-1);
- готовностью учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
Знать: программно-аппаратную архитектуру современных ЭВМ, терминологию в данной предметной области, используемые в системах способы обмена информацией, принципы построения основных периферийных устройств и их взаимодействие в составе системы.
Уметь: с помощью программных средств организовывать управление ресурсами ЭВМ;
Владеть навыками: работы с периферийными устройствами современных ЭВМ.
II Содержание дисциплины
Разделы дисциплины
| № п/п | Наименование раздела | Содержание раздела |
| Вычислительные устройства | Информационно-логические основы ЭВМ. Номенклатура и функциональные возможности современных вычислительных систем. Периферийные устройства ЭВМ. |
Объем дисциплины и виды учебной работы.
| №№ п/п | Аудиторные занятия | Лекции | Практические занятия | Лабораторные занятия | Самостоятельная работа | Всего часов |
| Семестр 6 | ||||||
| Раздел 1. Вычислительные устройства | ||||||
| 1. | Введение | |||||
| 2. | Информационно-логические основы ЭВМ | |||||
| 3. | Функциональная и структурная организация ЭВМ | |||||
| 4. | Номенклатура и функциональные возможности современных МП | |||||
| 5. | Принципы иерархической организации памяти | |||||
| 6. | Системная плата ЭВМ | |||||
| 7. | Номенклатура и функциональные возможности современных микросхем полупроводниковой памяти | |||||
| 8. | Системные шины и интерфейсы ПЭВМ | |||||
| 9. | Внешние запоминающие устройства ЭВМ | |||||
| 10. | Файловые системы ПЭВМ | |||||
| 11. | Периферийные устройства ЭВМ | |||||
| 12. | Основы обработки звуковой и графической информации на ЭВМ | |||||
| 13. | Альтернативные архитектуры ЭВМ | |||||
| 14. | Программное обеспечение ЭВМ | |||||
| 15. | Принципы функционирования операционных систем | |||||
| 16. | Классификация и обзор современного прикладного программного обеспечения | |||||
| Итого |
Вид промежуточной аттестации: зачет в 6 семестре.
2.3 Темы занятий и краткое содержание.
Тема 1. Введение
Лекция 1. Краткая история развития вычислительной техники (ВТ). Поколения ЭВМ. Классификация средств ВТ. Общие принципы построения современных ЭВМ. Основные характеристики ЭВМ. Функции программного обеспечения. Персональные ЭВМ.
Тема 2. Информационно-логические основы ЭВМ
Лекция 2. Представление информации в ЭВМ. Системы счисления. Машинное представление целых и дробных чисел. Основы машинной арифметики. Арифметические операции над двоичными числами с фиксированной точкой и плавающей точками. Основные законы алгебры логики. Машинное представление других видов информации.
Тема 3. Функциональная и структурная организация ЭВМ
Лекция 3. Общие принципы организации ЭВМ. Магистрально-модульная архитектура ЭВМ. Понятие адресного пространства. Способы организации адресного пространства. Виртуальная память. Подсистема ввода-вывода ЭВМ. Работа ЭВМ в режиме прерывания и прямого доступа в память.
Тема 4. Номенклатура и функциональные возможности современных МП
Лекция 4. Номенклатура и характеристики современных микропроцессоров. Сравнительная оценка современных МП ведущих мировых производителей (Intel, Amd и др). Эффективность вычислительных систем и пути ее повышения. Суперскалярная архитектура. Конвейеры команд. Динамическое выполнение команд. Переименование регистров. Логика предсказания переходов. RISC и CISC процессоры. Расширения системы команд (ММХ и др.) Математический сопроцессор.
Тема 5. Принципы иерархической организации памяти
Лекция 5. Уровни иерархической организации памяти. Кэш-память; назначение, структурная организация. Замещение информации в кэш-памяти.
Тема 6. Системная плата ЭВМ
Лекция 6. Системная плата как основное интегрирующее звено компонентов вычислительной системы. Структурная схема, компоненты и основные характеристики типовой системной платы. Номенклатура наборов микросхем (чипсетов) современных ПЭВМ. Унификация и номенклатура интерфейсов системных плат. Технология Plug and Play.
Тема 7. Номенклатура и функциональные возможности современных микросхем полупроводниковой памяти
Лекция 7. Модули памяти как элементы современных вычислительных устройств. Основные характеристики и стандарты модулей памяти.
Тема 8. Системные шины и интерфейсы ПЭВМ
Лекция 8. Внутренние и внешние системные шины (интерфейсы) современных ЭВМ: ISA, PCI, AGP, USB. Последовательный и параллельный интерфейсы ввода-вывода. Сравнительная характеристика методов подключения устройств сопряжения к ЭВМ. Организация совместной работы периферийных и центральных устройств (конфигурирование, подключение, обмен данными).
Тема 9. Внешние запоминающие устройства ЭВМ
Лекция 9. Внешние запоминающие устройства на гибких магнитных дисках. Накопители на жестких магнитных дисках. Оптические запоминающие устройства (CD-ROM, DVD-ROM).
Тема 10. Файловые системы ПЭВМ
Лекция 10. Файловая система как способ организации информации на внешних носителях. Файловые системы FAT, FAT32, NTFS.
Тема 11. Периферийные устройства ЭВМ
Лекция 11. Устройства отображения информации (видеосистемы). Клавиатуры. Принтеры. Сканеры. Модемы. Устройства ввода-вывода звуковых сигналов.
Тема 12. Основы обработки звуковой и графической информации на ЭВМ.
Лекция 12. Принципы аналого-цифрового преобразования сигналов с ограниченным спектром. Принципы кодирования аудио- и видеоинформации. Знакомство с алгоритмами сжатия информации.
Тема 13. Альтернативные архитектуры ЭВМ
Лекция 13. Многомашинные и мультипроцессорные вычислительные комплексы. Обоснование, сферы применения. Примеры.
Тема 14. Программное обеспечение ЭВМ
Лекция 14. Классификация программного обеспечения, понятия системного и прикладного ПО. Понятие операционной системы. Системное программное обеспечение. Обзор современных аппаратных платформ и операционных систем для них. Прикладное программное обеспечение Системы автоматизации программирования. Офисные пакеты программ. Системы программирования.
Тема 15. Принципы функционирования операционных систем
Лекция 15. Назначение, основные характеристики, состав и структура операционных систем (ОС). Обзор современных ОС. Многозадачность в ОС. Кооперативная и вытесняющая многозадачность. Процессы и потоки. Поддержка интерфейса прикладного программирования. Управление памятью. Уровни привилегий. Понятие виртуальной машины. Поддержка устройств. Драйверы. Очереди сообщений приложений. Файлы отображаемой памяти. Файловая система.
Тема 16. Классификация и обзор современного прикладного программного обеспечения.
Лекция 16. Классификация и обзор современного прикладного программного обеспечения. Математические и офисные пакеты программ. Сервисное программное обеспечение (утилиты). Номенклатура, основные характеристики и возможности популярных сервисных программ. Рекомендации по применению и выбору ППО. Компьютерные вирусы и борьба с ними.
Самостоятельная работа.
| №№ п/п | Самостоятельная работа | Всего часов | Семестр 6 |
| 1. | Подготовка к лабораторным работам | ||
| 2. | Самостоятельное изучение учебных вопросов | ||
| 3. | Подготовка к зачету | ||
| Итого самостоятельной работы |