Самме Георгий Вольдемарович (ф и. о.) учебно-методический комплекс

Вид материала

Учебно-методический комплекс

Содержание Учебно-методический комплекс по дисциплине Москва 2011 г. Федеральное агентство железнодорожного транспорта Путей сообщения” Вычислительная техника” Вычислительная техника Рабочая учебная программа по дисциплине Рабочая программа Требования к уровню освоения содержания дисциплины 3. Объем дисциплины и виды учебной работы Всего часов на дисциплину 4. Содержание дисциплины Содержание разделов дисциплины Методические указания 4.2.2. Универсальные микропроцессоры Методические указания Методические указания Методические указания Материалы текущего, промежуточного и итогового контроля знаний студентов Вопросы по дисциплине для подготовки студентов к экзамену. ... Полное содержание

Подобный материал:

• Самме Георгий Вольдемарович (ф и. о.) учебно-методический комплекс, 259.31kb.
• Самме Георгий Вольдемарович (ф и. о.) учебно-методический комплекс, 438.32kb.
• Автор Ридель Валерий Вольдемарович учебно-методический комплекс, 620.31kb.
• И. Л. Литвиненко учебно-методический комплекс по дисциплине международный туризм ростов-на-Дону, 398.8kb.
• Учебно-методический комплекс умк учебно-методический комплекс общие основы педагогики, 974.02kb.
• А. Б. Тазаян Учебно-методический комплекс дисциплины "Логика" Ростов-на-Дону 2010 Учебно-методический, 892.49kb.
• Учебно-методический комплекс Специальности: 080301 Коммерция (торговое дело) Москва, 848.48kb.
• А. Б. Тазаян Учебно-методический комплекс дисциплины "Юридическая логика" (для студентов, 1003.39kb.
• И. Д. Алекперов учебно-методический комплекс дисциплины "информатика" Ростов-на-Дону, 952.05kb.
• Учебно-методический комплекс подготовлен Юдиной А. С. Учебно-методический комплекс, 1284.72kb.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА


государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

(МИИТ)

УТВЕРЖДЕНО:

Директором РОАТ ________________________

«_27»_января ___ 2011 г.

Кафедра - ______Вычислительная техника _____________________________________________________

(название кафедры)


Автор- __Самме Георгий Вольдемарович

__________________________________________________________

(ф.и.о.)

Учебно-методический комплекс по дисциплине

Микропроцессорные системы

(название)

______________________________________________________________________________Специальность/направление __220100 (ЭВМ)

(код, наименование специальности/направления)

____________________________________________________________________________________

Утверждено на заседании Учебно-методической комиссии института Протокол №___2_____ «_20 » _января_______ 2011 г.

Утверждено на заседании кафедры Протокол №_27______ «_18_» января_________ 2011__ г.

Москва 2011 г.

Авторы-составители:

Ф.и.о., ученая степень, ученое звание, должность

Доктор технических наук, профессор Самме Г.В.,

канд. техн. наук, доцент, доцент Ермаков А.Е.


Учебно-методический комплекс по дисциплине

Микропроцессорные системы

(название дисциплины)


составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» (ЭВМ)__________________________________________________________

(название специальности/направления)


Дисциплина входит в специальные дисциплины и является обязательной для изучения.


ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

“МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ”

(МИИТ)

СОГЛАСОВАНО:	УТВЕРЖДЕНО:
Выпускающая кафедра “ Вычислительная техника”	Проректором по учебно-методической работе – директором РОАТ
«_25_»_января_______ 2011 г.	«_27 »__января____ 2011 г.

Кафедра______________ Вычислительная техника________________________

(название кафедры)

Автор _Самме Георгий Вольдемарович, доктор технических наук, профессор

(ф.и.о., ученая степень, ученое звание)

РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Микропроцессорные системы

(название)

Специальность/направление:_220100 (ЭВМ)__________________

(код, наименование специальности /направления)

Утверждено на заседании Учебно-методической комиссии РОАТ Протокол №___2_____ «_20_» января___ 2011 г.

Утверждено на заседании кафедры Протокол №_27______ «18» _января________ 2011__ г.

Москва 2011 г.


Программа составлена в соответствии с Государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 220100 (ЭВМ).


Составили: доктор технических наук, профессор Самме Г.В., кандидат технических наук, доцент Ермаков А.Е.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ


Целью дисциплины является изучение студентами специальности 220100 современного состояния, тенденций и перспектив развития микропроцессоров (МП) и микропроцессорных систем (МПС), методики проектирования и отладки аппаратного и программного обеспечения МПС различных классов и назначений.


2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате изучения дисциплины студенты ДОЛЖНЫ:

ЗНАТЬ основные типы МП, подходы, основные этапы и особенности проектирования, как отдельных подсистем, так и всей МПС в целом, архитектуру мультимикропроцессорных систем и области их использования, средства разработки и отладки МПС;

УМЕТЬ выбрать и обосновать элементную базу МПС, спроектировать МПС под конкретные условия ее применения, разработать прикладное программное обеспечение на машинно-ориентированном языке Ассемблере, настроить и испытать МПС, подготовить и выпустить соответствующую нормативно - техническую документацию.

Это достигается с помощью лекций, выполнения курсового проекта, а также самоподготовкой студентов.

Дисциплина Микропроцессорные системы связана с предшествующими курсами: “Схемотехника ЭВМ”, “Теория автоматов”, “Технология программирования” и является базой для изучения таких дисциплин как: “Организация ЭВМ, комплексов и систем”, “Периферийные устройства”, “Системное программное обеспечение”.


3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Вид учебной работы	Количество часов по формам обучения
	Очная	Очно-заочная	Заочная
№№ семестров			8
Аудиторные занятия:			24
Лекции			12
Практические и семинарские занятия
Лабораторные работы (лабораторный практикум) и т.д.			12
Индивидуальные занятия
Самостоятельная работа			101
ВСЕГО ЧАСОВ НА ДИСЦИПЛИНУ			170
Текущий контроль (вид текущего контроля и количество, №№ семестров)
Курсовая работа (курсовой проект) (№ семестра)			Курсовой проект - 8
Виды промежуточного контроля (экзамен, зачет) - №№ семестров			зачет, экзамен-8

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Форма обучения – заочная

Названия разделов и тем	Всего часов по учебному плану	Виды учебных занятий			Индив. занятия	Самостоят. работа
		Аудиторные занятия, в том числе
		Лекции	Практ. занятия, семинары	Лаб. работы (практикумы)
Раздел 1 Микропроцессоры и микропроцессорные системы
1. Классификация микропроцессоров		1					8
2. Типы микропроцессорных систем		2					32
Раздел 2. Универсальные ЭВМ
1. Магистрально-модульный принцип построения ЭВМ		1					10
2..Ядро ПЭВМ		2					12
Раздел 3.Микроконтроллеры.
1. Структура микроконтроллеров и устройств, построенных на их основе.		2		4			26
2. Примеры применения микроконтроллеров на транспорте		1					26
Раздел 4. Программирование и отладка программ для микроконтроллерных устройств
1. Разработка программ на языке Ассемблер		1		4			16
2. Отладка программ для микроконтроллерных устройств		2		4			32

2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
   

ВВЕДЕНИЕ


В настоящее время на основе МП строятся практически все универсальные и специализированные ЭВМ, подавляющее большинство периферийных устройств, системы промышленной автоматики, связи, управления транспортом и т.п. Столь обширная область применения МП обусловлена их значительными функциональными возможностями, гибкостью, обеспечиваемой на программном уровне, высокой надежностью, малыми габаритами и низкой стоимостью. В свою очередь это порождает проблему обслуживания и модернизации этих устройств, выполненных с использованием МП. Причем, с этим сталкиваются специалисты, не имеющие специальной подготовки в области проектирования МПС. С учетом изложенного, знание принципов функционирования МП и МПС, методов разработки аппаратных и программных средств систем, технического обслуживания МПС должно являться неотъемлемым элементом подготовки инженеров специальности 220100.


4.2.1. микропроцессоры и микропроцессорные системы


Тенденции развития МП и МПС. Определение МП и МПС. Классификация и основные технические характеристики МП. Понятие МП комплекта больших интегральных схем (БИС). Трехшинная архитектура МПС.

Дуализм МПС - аппаратное и программное обеспечение.

Л. [1, 2, 3, 10, 19].


Методические указания


Микропроцессор - это микросхема или совокупность нескольких микросхем, предназначенных для преобразования данных под управлением программы, записанной в памяти. МП является основной микросхемой микропроцессорного комплекта (МПК). Микропроцессорный комплект состоит из совокупности микросхем, совместимых по технологическому и конструктивному признакам. МПК обеспечивает построение на их основе МПС. Микропроцессорной системой обычно называют специализированную информационно-вычислительную или управляющую систему, построенную на основе МПК БИС.

Следует обратить внимание на дуализм микропроцессорной техники. МПС - это программно управляемая система, которая функционирует благодаря как аппаратной части, так и программного обеспечения.

Все многообразие, выпускаемых МП можно классифицировать по следующим признакам:

• по виду обрабатываемой информации МП (делятся на цифровые (подавляющее большинство современных МП) и аналоговые);
  
• по разрядности обрабатываемых данных МП (делятся на 4-х, 8-ми, 16-ти, 32-х и 64-х разрядные);
  
• по области применения МП делятся на универсальные и специального назначения, которые, в свою очередь подразделяются на: однокристальные ОМЭВМ (микроконтроллер), RISC МП, арифметические сопроцессоры, транспьютеры и цифровые процессоры обработки сигналов (ЦПОС)).
  

Как и любое другое функционально сложное изделие МП принято характеризовать параметрами функционирования, к которым относятся: разрядность шин данных и адреса, объем адресуемой памяти, число команд, функциональная мощность команды типа “регистр – регистр” и т.д. С другой стороны МП - интегральная микросхема, которая характеризуется статическими и динамическими параметрами (входные и выходные токи и напряжения, времена задержек, тактовая частота и т.д.).

Архитектура отражает структуру МПС, способы представления и форматы данных, форматы управляющих слов, способы обращения ко всем доступным для пользователя элементам структуры, реакцию МП на внешние сигналы. В свою очередь под структурой понимают совокупность компонентов и связей между ними. При построении МПС, как правило, используют магистрально-модульный принцип.


Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение МП, его назначение, опишите тенденции развития МП техники.
   
2. Дайте определение МПК БИС.
   
3. Перечислите и опишите основные характеристики МП.
   
4. Дайте определение МПС, перечислите области применения.
   
5. Какие компоненты входят в МПС? Опишите структура связей компонентов в МПС.
   
6. Перечислите типовой набор управляющих сигналов и приведите временную диаграмму работы МПС.
   

4.2.2. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРЫ


Архитектура 8-ми, 16-ти и 32-х разрядных МП. Структура МП. Стековая память. Система команд МП. Способы адресации. Временная диаграмма работы МП: машинный такт и машинный цикл. Работа МПС в режимах: обмена с памятью и портами ввода/вывода, прерывания, прямого доступа к памяти. Развитие способов адресации в МП семейства I80x86. Виртуальная память. Кэш-память. Защита памяти. Особенности архитектуры 16-ти, 32-х и 64-х разрядных МП. Интерфейсные БИС: контроллер системной шины, программируемый контроллер прерываний, контроллер прямого доступа к памяти, программируемый параллельный порт, универсальный синхронно-асинхронный приемопередатчик, арбитр системной шины, программируемый таймер и системный тактовый генератор.

Л. [ 1, 2, 3, 19, 21].


Методические указания


Под универсальными МП понимается широкий класс устройств, предназначенных для построения на их основе ЭВМ общего применения. Наиболее яркими представителями универсальных МП являются БИС семейства 80x86 и Pentium фирмы Intel, на основе которых выпускаются IBM совместимые персональные компьютеры. Аналогичные МП, совместимые по системе команд с МП фирмы Intel, выпускают фирмы AMD, Cyrix и т.д. Фирма Motorola также производит универсальные МП семейства 68000.

Изучение принципов работы универсальных МП рекомендуется начинать с рассмотрения структуры и программистской модели 32-х разрядного МП Intel 80386. Особое внимание следует обратить на режимы работы МП: ожидание, захват и прерывание, а также на выполнение МП команд во времени (временная диаграмма работы).

Изучая способы управления памятью МПС, следует познакомиться со способами адресации и методами организации стековой, виртуальной и кэш-памяти. Кроме этого, следует уделить внимание программным и аппаратным способам защиты памяти.

Одним из способов обмена данными МПС с ПУ является прямой доступ к памяти (ПДП). В этом режиме передача данных между ПУ и памятью МПС происходит без участия МП и управляется специализированным контроллером, который называется контроллер ПДП. Данный контроллер обеспечивает операцию быстрого ввода-вывода блоков данных и разгружает МП от управления операциями передачи данных от ПУ в память.

В процессе работы МПС возникают события, требующие немедленной реакции со стороны МП на них. Это осуществляется с помощью механизма прерываний. Прерывания инициируются запросами на прерывания. Прерывание состоит в том, что МП прерывает обработку текущей программы и переходит к выполнению некоторой программы, специально предназначенной для обработки этого запроса прерывания. Для реализации механизма прерываний в МПС, обычно, используется программируемый контроллер прерываний.


Вопросы для самопроверки

1. Какую информацию можно получить из анализа временных диаграмм выполнения команд?
   
2. Дайте характеристику способам адресации.
   
3. Как организованы стековая, виртуальная и кэш-память?
   
4. Какое место занимают дескрипторы и теги в работе памяти?
   
5. Сравните два способа организации передачи данных: программно-управляемый и ПДП.
   
6. Как работает контроллер ввода-вывода и контроллер ПДП?
   
7. Как обеспечивается организация ввода-вывода информации в МПС?
   
8. Перечислите характеристики системы прерывания.
   
9. Что определяет глубина прерываний?
   
10. Что такое вектор прерывания?
    

4.2.3. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ


Архитектура микроконтроллеров (однокристальные микро-ЭВМ): арифметико-логическое устройство, внутренняя память данных и программ, порты ввода/вывода, таймер - счетчик, универсальный асинхронный приемопередатчик, схема прерываний. Особые режимы работы ОМЭВМ. Система команд ОМЭВМ. Временная диаграмма работы. Методика построения контроллеров на основе ОМЭВМ и разработки прикладного программного обеспечения (ППО) на языке Ассемблер. Кросс-средства разработки ППО контроллеров. Методика отладки ППО.

Л [ 4, 5, 6, 7, 8, 11, 14, 23].


Методические указания


Однокристальные микроконтроллеры представляют собой приборы, которые включают в себя все составные части “голой” ЭВМ: микропроцессор, память данных и программ, а также программируемые порты ввода/вывода, интервальные таймеры-счетчики, схемы обработки прерываний и универсальный асинхронный приемо-передатчик. Поэтому эти микросхемы еще называют однокристальные микро - ЭВМ (ОМЭВМ). В настоящее время промышленностью выпускаются 4-х, 8-ми, 16-ти и 32-х разрядные ОМЭВМ. Четырехразрядные ОМЭВМ, в основном, выпускаются японскими фирмами и используются в простейших котроллерах, предназначенных для управления бытовой техникой и игрушками. У нас в стране эти микроконтроллеры представлены сериями 1814, 1820, 1829, 1868. Для построения промышленных контроллеров используются 8-ми разрядные ОМЭВМ. К ним относятся широко распространенные БИС семейства 8031, 8048, 8049, 8051, 80С51, аналогичные микросхемы фирм Siemens, Altera, Dallas Semicondacter и др. Отечественные микроконтроллеры той же разрядности представлены сериями 1816, 1830, 1831, 1836 и др. Шестнадцати и тридцатидвухразрядные ОМЭВМ обладают существенно большими вычислительными возможностями и позволяют строить на их основе бортовые и промышленные компьютеры.

В настоящее время в устройствах промышленной автоматики наибольшее распространение получили 8-ми разрядные ОМЭВМ. Поэтому основное внимание следует уделить изучению принципов работы этих ОМЭВМ.

Проектирование контроллеров на основе ОМЭВМ представляет собой многоступенчатый интерактивный процесс. В процессе проектирования используют Интегральные среды разработки, Инструментальные средства проектирования, кросс-средства, программно-аппаратные эмуляторы. Эти средства обеспечивают минимальные затраты времени на проектирование.


Вопросы для самопроверки

1. Укажите основные особенности архитектуры ОМЭВМ.
   
2. Опишите адресное пространство БИС К1816ВЕ51 (К1830ВЕ51).
   
3. Опишите формат и типы команд.
   

4. Для чего предназначены таймеры-счетчики ОМЭВМ и в каких режимах они могут работать?

5. Как осуществляется обработка запросов прерываний в ОМЭВМ?

6. В чем заключается специфика проектирования МПС на основе ОМЭВМ?
   

4.2.4. СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРЫ И Мультимикропроцессорные системы


Специализированные МП: арифметические сопроцессоры; МП с сокращенным набором команд (RISC МП); транспьютеры; цифровые процессоры обработки сигналов (ЦПОС). Области применения специализированных МП.

Архитектура арифметических сопроцессоров. Способы взаимодействия центрального и арифметического МП.

Определение RISC МП и транспьютеров, особенности их архитектуры. Механизм перекрывающихся регистровых окон. Функционирование RISC МП. Система команд транспьютера.

ЦПОС: определение, особенности архитектуры, базовые операции. ЦПОС с гарвардской архитектурой. Систолические матрицы.

Мультимикропроцессорные системы: определение, классификация по Флину, основные конфигурации и области их применения.

Л. [ 1, 3, 10, 26, 27]

Методические указания


К специализированным МП относится широкий класс микропроцессорных БИС, предназначенных для построения на их основе процессоров обработки сигналов, высокопроизводительных рабочих станций и серверов, цифровых устройств обработки изображений, нейроноподобных вычислительных систем и т.д.

Эти МП строятся по нетрадиционной архитектуре, что позволяет существенным образом повысить производительность вычислительной системы. Вычислительные системы называются мультимикропроцессорными, если они содержат несколько процессоров, работающих с общей оперативной памятью. С помощью мультипмикророцессорных систем решают задачу дальнейшего повышения быстродействия ЭВМ путем распараллеливания во времени выполнения программы или параллельного выполнения программ. Конфигурация мультимикропроцессорной ситемы определяется перечнем решаемых задач и может существенно отличаться в зависимости от требований надежности, реализации режимов реального масштаба времени и т.д. В соответствии с классификацией, предложенной Флинном, различают следующие типы ЭВМ (соответственно МП):

• ОКОД (одиночный поток команд, одиночный поток данных) - к ним относятся универсальные МП, построенные по классической фон-неймановской архитектуре;
  
• ОКМД (одиночный поток команд, множественный поток данных) - в этой системе содержится несколько одинаковых сравнительно простых быстродействующих процессоров, соединенных друг с другом и памятью регулярным образом так, что образуется регулярная матрица, в узлах которой размещаются МП;
  
• МКОД (множественный поток команд, одиночный поток данных) - система имеет регулярную структуру в виде цепочки последовательно соединенных процессоров;
  
• МКМД (множественный поток команд, множественный поток данных) - в этой системе содержится несколько независимых процессоров, обрабатывающих несколько независимых потоков данных. Примерами такой архитектуры являются мультимикропроцессорные матрицы (транспьютеры).
  

В настоящее время при построении мультимикропроцессорных систем получили структуры типа ОКОД, ОКМД и МКМД.


Вопросы для самопроверки


1.Основные свойства мультимикропроцессорных систем.

2. Какими преимуществами обладают мультимикропроцессорные системы по сравнению с многомашинными ВС?
   
3. Какая область применения мультимикропроцессорных систем?
   
4. Какие отличительные черты у транспьютерных систем?
   
5. Укажите область применения транспьютерных систем, RISC МП и ЦПОС.
   

МАТЕРИАЛЫ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ


К разделам рабочей учебной программы подготовлены вопросы для самопроверки студентом степени проработки материала.

Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ после собеседования преподавателя с целью определения степени готовности к выполнению работ.

В конце лабораторных занятий студенты сдают зачет по выполненным и оформленным лабораторным работам.

К экзамену студент готовится самостоятельно, используя подготовленный список вопросов.

Вопросы по дисциплине для подготовки студентов к экзамену.

1. Назначение, классификация и перспективы развития микропроцессорных средств.
   
2. Организация аппаратного принципа векторного прерывания в микропроцессорной системе.
   
3. Организация подпрограмм при аппаратном и программном принципах прерываний микропроцессора.
   
4. Архитектура микро ЭВМ. Типовая структура. Назначение основных блоков.
   
5. Связи в микропроцессорной системе.
   
6. Функциональная схема микропроцессора. Назначение основных узлов.
   
7. Система команд микропроцессора. Формат команд.
   
8. Диаграмма работы микропроцессора. Машинный цикл, машинный такт.
   
9. Программно-доступные регистры микропроцессора и признаки состояний.
   
10. Программные средства микропроцессорных систем.
    
11. Кросс-средства. Понятия, назначения, использование.
    
12. Типы памяти, используемые в микропроцессорных системах..
    
13. Работа со стеком. Принципы организации работы со стековой областью памяти.
    
14. Основные блоки центрального процессора (ЦП), вспомогательные блоки и необходимость их включения в схему ЦП.
    
15. Порядок выполнения команд микропроцессором. Пояснить на примере.
    
16. Организация шин. Магистрально-модульный принцип построения ЭВМ.
    

5. Тематика лабораторных работ

1. Изучение структурной схемы и программного эмулятора ОМЭВМ К1830ВЕ51 (К1816ВЕ51).
   
2. Исследование особенностей выполнения арифметических и логических операций и операций с битами ОМЭВМ.
   
3. Исследование работы таймера/счетчика ОМЭВМ.
   
4. Исследование работы универсального асинхронного приемопередатчика ОМЭВМ.
   
5. Исследование работы схемы прерываний ОМЭВМ.
   
6. 
   

6. Тематика курсового проекта и методические указания по его выполнению

В курсовом проекте студенты разрабатывают микропроцессорную систему обработки первичной информации, поступающей с двоичных датчиков, на основе однокристальных микро-ЭВМ (ОМЭВМ) и составляют подпрограмму преобразования данных.

В процессе выполнения курсового проекта студенты должны разработать ОМЭВМ под заданные условия работы. Выполняя курсовой проект необходимо решить вопросы использования внешней памяти, расширения каналов ввода/вывода информации, разработать подпрограмму и отладить её.

Результаты работы оформляются в виде пояснительной записки, объемом 30…40 страниц, которая должна включать в себя:

1. Задание на курсовой проект;
   
2. Структурную схему ОМЭВМ;
   
3. Принципиальную схему ОМЭВМ;
   
4. Выбор и обоснование ППО;
   
5. Листинг подпрограммы;
   
6. Результаты отладки программы;
   
7. Список используемой литературы.
   

7. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

Разделы и темы для самостоятельного изучения	Виды и содержание самостоятельной работы
Микропроцессоры микропроцессорные системы	Проработка учебного материала
Универсальные микропроцессоры	Проработка учебного материала
Микроконтроллеры	Проработка учебного материала
Специализированные микропроцессоры и мультимикропроцессорные системы	Проработка учебного материала
Программирование микропроцессорных устройств	Проработка учебного материала
Проработка построения устройств на ОМЭВМ	Проработка учебного материала. Выполнение заданий курсового проекта
Этапы проектирования ОМЭВМ	Проработка учебного материала
Составление и отладка программ	Выполнение заданий курсового проекта

8. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Литература

Основная:

1. Мелехин В.Ф., Павловский Е.Г. Вычислительные машины, системы и сети. –М.: ACADEMA. 2006.-555 с.
   
2. Магда Ю.С. Микроконтроллеры серии 8051: Практический подход –М.: ДМК, 2008. 223 с.
   
3. Тим Уилмсхерст. Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIC. Принципы и практические примеры. Киев «МК-Пресс» СПб «КОРОНА-ВЕК» 2008, 543 с.
   

Дополнительная

4. Однокристальные микроЭВМ./ Боборыкин А.В., Липовецкий Г.П. и др. М.: МИКАП, 1994. - 400 с.
   
5. Сташин В.В., Урусов А.В., Мологонцева О.Ф. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 224 с.
   
6. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 304 с.
   
7. Микропроцессорные системы. Под общей редакцией Д.В. Пузанкова. Издательство Политехника. Санкт-Петербург, 2002. 935 с.
   
8. Казаченко В.Ф. Микроконтроллеры. Руководство по применению 16-разрядных микроконтроллеров INTEL VCS_196/296 во встроенных системах управления. –М.: ЭКОМ. 1997. – 686 с.
   
9. Бродин В.Б., Шагурин М.И. Микроконтроллеры, архитектура, программирование, интерфейс. Справочник. М.: ЭКОМ, 1999, -398 с.
   
10. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: Справочник. - М.: Радио и связь, 1990. - 512 с.
    
11. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 592 с.
    
12. Гук М. Процессоры Intel от 8086 до Pentium II, Санкт-Петербург, «ПИТЕР» 1998, 221 с.
    
13. Токхайм Р. Микропроцессоры. Курс и упражнения. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 336 с.
    
14. Брамм П., Брамм Д. Микропроцессор 80386 и его программирование. - М.: Мир, 1990. - 448 с.
    
15. Бродин В.Б., Шагурин И.И. Микропроцессор i486. Архитектура, программирование, интерфейс. - М.: “ДИАЛОГ-МИФИ”, 1993. - 240 с.
    
16. Холленд Р. Микропроцессоры и операционные системы: Краткое справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 192 с.
    
17. Григорьев В.Л. Программирование однокристальных микропроцессоров. -М.: Энергоатомиздат, 1987. - 288 с.
    
18. Гуртовцев А.Л. и др. Программы для микропроцессоров: Справочное пособие. - Минск. Вышэйшая школа, 1989. - 352 с.
    
19. Пахомов С., Асмаков С. Компьютер Пресс рекомендует Железо 2006. М.-Санкт-Петербург- «Питер» 2006, 396 с.
    
20. Шпаковский Г.И. Архитектура параллельных ЭВМ. Минск. «Университетское», 1989, 192 с.
    
21. Многопроцессорные ЭВМ и методы их проектирования. Под редакцией Ю.М. Смирнова М.: -«Высшая школа» 1990, 143 с.
    

9. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины

1. Персональные ЭВМ. Пакеты программ: «Single Chip Machine», «Altium Designer».


МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНТОВ

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ


Успешное освоение дисциплины предполагает активное, творческое участие студента путем планомерной, повседневной работы.

Изучение дисциплины следует начинать с проработки рабочей программы, особое внимание, уделяя целям и задачам, структуре и содержанию курса.


2. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА


2.1. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ ПО ИЗУЧЕНИЮ ПРОГРАММНЫХ материалов


Самостоятельная работа студентов по изучению программных материалов является основным видом учебных занятий по дисциплине “Информационные системы железнодорожного транспорта ”.

Умение самостоятельно работать необходимо не только для успешного овладения курсом обучения, но и для творческой деятельности в учреждениях, учебных заведениях. Следовательно, самостоятельная работа является одновременно и средством, и целью обучения.

Основными видами самостоятельной работы студентов по курсу дисциплины являются:

• работа на лекциях;
  
• выполнение практических заданий;
  
• выполнение курсового проекта ;
  
• самостоятельная работа над учебными материалами с использованием конспектов и рекомендуемой литературы;
  
• групповые и индивидуальные консультации;
  
• подготовка к экзамену.
  

На лекциях излагаются лишь основные, имеющие принципиальное значение и наиболее трудные для понимания и усвоения теоретические и практические вопросы.

Теоретические знания, полученные студентами на лекциях и при самостоятельном изучении курса по литературным источникам, закрепляются при выполнении курсовых работ и путем активного в практических занятиях.

Целями проведения практических занятий являются:

• приобретение студентами навыков и умений работы с источниками информации, анализировать различные решения по созданию информационных систем;
  
• контроль самостоятельной работы студентов по освоению курса;
  
• обучение навыкам профессиональной деятельности.
  

При выполнении курсовой работы студент должен выработать умение пользоваться научно-технической литературой, грамотно выполнять и оформлять документацию.

Текущая работа над учебными материалами представляет собой главный вид самостоятельной работы студентов. Она включает обработку конспектов лекций путем систематизации материала, заполнения пропущенных мест, уточнения схем и выделения главных мыслей основного содержания лекции. Для этого используются имеющиеся учебно-методические материалы и другая рекомендованная литература.

Просмотрите конспект сразу после занятий, отметьте материал конспекта лекций, который вызывает затруднения для понимания. Попытайтесь найти ответы на затруднительные вопросы, используя рекомендуемую литературу.

Работу с литературой рекомендуется делать в следующей последовательности: беглый просмотр (для выбора глав, статей, которые необходимы по изучаемой теме); беглый просмотр содержания и выбор конкретных страниц, отрезков текста с пометкой их расположения по перечню литературы, номеру страницы и номеру абзаца; конспектирование прочитанного.

Регулярно отводите время для повторения пройденного материала, проверяя свои знания, умения и навыки по контрольным вопросам.

Если самостоятельно не удалось разобраться в материале, сформулируйте вопросы и обратитесь за помощью к преподавателю на консультации.

На групповых и индивидуальных консультациях студенты завершают уточнение учебных материалов применительно к подготавливаемым мероприятиям (зачет, выполнение курсовой работы и др.).

Подготовка к зачету и экзамену осуществляется студентами самостоятельно.


МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ


Методический комментарий по данному блоку

Методика преподавания учебной дисциплины решает следующие основные задачи:

• определяет задачи обучения по дисциплине;
  
• научно обосновывает содержание учебной программы, намечает последовательность ее изучения в комплексе с другими дисциплинами;
  
• определяет пути реализации принципов обучения при изучении дисциплины, формы и методы обучения;
  
• вырабатывает требования к методической подготовке преподавателей;
  
• изучает историю методики преподавания дисциплины;
  
• внедряет передовой опыт обучения;
  
• вырабатывает рекомендации по воспитанию студентов в процессе изучения дисциплины.
  

В соответствии с этими задачами осуществляется отбор научного материала, его систематизация и переработка в интересах развития и совершенствования содержания учебной дисциплины.

Методика разработана применительно к утвержденной рабочей программе для студентов-заочников со сроком обучения 6 лет с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 220100 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» (ЭВМ) и вооружает преподавателей необходимыми знаниями, способствует их внедрению в практику обучения и воспитания студентов.

Выбор методов проведения занятий обусловлен учебными целями, содержанием учебного материала, временем, отводимым на занятия.

На занятиях в тесном сочетании применяется несколько методов, один из которых выступает ведущим. Он определяет построение и вид занятий.

На лекциях излагаются лишь основные, имеющие принципиальное значение и наиболее трудные для понимания и усвоения теоретические и практические вопросы.

Теоретические знания, полученные студентами на лекциях и при самостоятельном изучении курса по литературным источникам, закрепляются при выполнении практических работ и курсовой работы.

Целями проведения практических занятий являются:

• приобретение практических навыков работы с прикладными программами;
  
• контроль самостоятельной работы студентов по освоению курса;
  
• обучение навыкам профессиональной деятельности.
  

Цели практических занятий достигаются наилучшим образом в том случае, если им предшествует определенная подготовительная внеаудиторная работа. Поэтому преподаватель обязан довести до всех студентов график выполнения практических занятий с тем, чтобы они могли заниматься целенаправленной самостоятельной работой.

Перед началом практического занятия преподаватель должен удостовериться в готовности студентов к выполнению практических заданий путем короткого собеседования.

Работы рекомендуется выполнять в той последовательности, в которой они написаны, потому что в некоторых работах используются элементы, полученные в предыдущей работе.

При выполнении курсовой работы обращается особое внимание на выработку у студентов умения пользоваться научно-технической литературой, оптимальными приемами работы с программными продуктами.

На занятиях со студентами должны широко использоваться разнообразные средства обучения, способствующие более полному и правильному пониманию темы лекции, а также выработке практических навыков по работе с ППО.

К средствам обучения студентов относятся:

• речь преподавателя;
  
• технические средства обучения: - персональные компьютеры с установленным прикладным программным обеспечением;
  
• - учебники, учебные пособия, лекции в электронном виде.
  

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ (МАТЕРИАЛЫ) ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ


Методика преподавания дисциплины «Микропроцессорные системы» предусматривает лекции, лабораторные занятия, выполнение курсового проекта.

При чтении лекций преподаватель не должен ограничиваться изложением постулат, незыблемости фактов. Важно в лекции изложить зависимости, связи, закономерности, эволюцию средств вычислительной техники, вскрыть перед студентами пути к познанию истины со всеми ошибками и заблуждения, заронить сомнения, указать возможные направления поиска. Надо подготовить студента к убеждению, что ему придется учиться в течение всей его трудовой деятельности.

На лабораторных занятиях студент знакомится с работой ЭВМ на микролабе, осваивает программирование на языке Aссемблер, разрабатывает устройства на микроконтроллерах, подготовленную программу отлаживает, используя программу отладки.