Рабочая программа по дисциплине организация ЭВМ и систем для студентов дневного отделения специальности 22. 04. 00 "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем"
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа по дисциплине Архитектура вычислительных систем Для специальности, 122.63kb.
- Рабочая программа по дисциплине "Вычислительная математика" для специальности 230105, 201.66kb.
- Рабочая программа для специальности: 220400 Программное обеспечение вычислительной, 133.96kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Информатика» для специальности 230105(220400) «Программное, 259.13kb.
- Рабочая программа по дисциплине: «Программное обеспечение сетей эвм» Для специальности, 72.13kb.
- Рабочая программа по дисциплине "Программирование на языке высокого уровня" для специальности, 137.39kb.
- «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем», 1790.14kb.
- Рабочая программа по дисциплине: «Сети ЭВМ и телекоммуникации» Для специальности, 95.71kb.
- Рабочая программа по дисциплине: «обработка экспериментальных данных на эвм» Для специальности, 112.33kb.
- Рабочая программа по дисциплине "Методы оптимизации" для специальности 230105 "Программное, 106.67kb.
Саратовский государственный технический университет
Филиал Технологический институт
Кафедра технической физики и информационных технологий
Рабочая программа по дисциплине
ОРГАНИЗАЦИЯ ЭВМ И СИСТЕМ
Для студентов дневного отделения специальности 22.04.00 “Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”
Курс II
Семестр 3
Часов в неделю 4
Курсовая работа семестр
Курсовой проект семестр
Расчетно-графическая работа семестр
Зачет семестр
Экзамен 3 семестр
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры
“ ” 200__ года, протокол № ___
Зав. кафедрой ____________ А.М. Кац
Рабочая программа утверждена на заседании УМКС/УМКН
“ ” 200__ года, протокол № ___
Председатель УМКС/УМКН ____________ А.М. Кац
Энгельс 2009
- Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе.
- Цель преподавания дисциплины.
Целью преподавания курса “Организация ЭВМ и систем” для студентов специальности ПВС является изучение студентами основных принципов действия и построения современных вычислительных систем.
- Задачи преподавания дисциплины
Задачи преподавания дисциплины формируются на основе требований квалифицированной характеристики инженера-программиста указанной специальности.
- Перечень дисциплин, усвоение которых студентами необходимо для усвоения данной дисциплины: “Информатика”, “Дискретная математика”.
- Требования к знаниям и умениям студентов по дисциплине.
Студент должен знать: основные понятия процессор, оперативная память, система ввода/вывода, двоичную систему счисления.
- Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам и видам занятий.
| № темы | Наименование | Лекции | Лабора-торные | Самост. работа | Всего |
| 1 | Эволюция вычислительной техники | 4 | - | - | 4 |
| 2 | Архитектура системы команд | 10 | 14 | 18 | 42 |
| 3 | Организация шин | 5 | - | 10 | 15 |
| 4 | Память | 5 | 10 | 20 | 35 |
| 5 | Системы ввода/вывода | 6 | 10 | 12 | 28 |
| 6 | Современные направления развития ВС | 4 | - | 12 | 16 |
| | Итого: | 34 | 34 | 72 | 140 |
- Содержание лекционного курса
| № темы | Всего часов | № лекции | Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции. |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1 | 2 | 1 | Введение. Эволюция вычислительной техники. Вычислительная машина(ВМ). Вычислительная система. Архитектура ВМ. Поколения ВМ. Концепция хранимой программы. |
| 2 | 2 | 2 | Принцип двоичного кодирования. Принцип программного управления. Принцип однородности памяти. Фон-неймановская архитектура. Закон Мура. |
| 3 | 2 | 3 | Архитектура системы команд(АСК). Классификация АСК по составу и сложности команд. Классификация АСК по месту хранения операндов. Стековая архитектура. Регистровая архитектура. Аккумуляторная архитектура. Архитектура с выделенным доступом к памяти. |
| 4 | 2 | 4 | Типы и форматы операндов. Числа с фиксированной запятой. Упакованные целые числа. Формат BCD. Числа с плавающей запятой. Разрядность форматов данных. Размещение многобайтовых данных в памяти. |
| 5 | 2 | 5 | Типы команд. Команды пересылки данных. Команды арифметической и логической обработки. Команды ввода/вывода. Команды управления потоком данных. SIMD-команды. |
| 6 | 2 | 6 | Форматы команд. Длина команды. Разрядность полей кода операции и адресной части. Количество адресов в команде. 4-,3-,2-,1.5-,1-,0-адресные операнды. Выбор адресности команд. |
| 7 | 2 | 7 | Способы адресации операндов. Исполнительный адрес операнда. Адресный код команды. Непосредственная адресация, прямая, косвенная, регистровая, косвенная регистровая, базовая регистровая, страничная. |
| 8 | 2 | 8 | Организация фон-неймановской ВМ. Устройство управления(УУ). Счетчик команд. Регистр команды. Указатель стека. Регистр адреса памяти. Дешифратор кода операции. Микропрограммный автомат. Арифметико-логическое устройство(АЛУ). Модуль ввода/вывода. |
| 9 | 2 | 9 | Стандартный цикл команды. Выборка команды. Формирование адреса следующей команды. Декодирование команды. Вычисление адресов операндов. Выборка операндов. Исполнение операции. Запись результатов. Цикл с прерыванием. Диаграмма состояний цикла команды. |
| 10 | 2 | 10 | Организация шин. Структура взаимосвязей в ВМ. Параметры характеризующие шину. Транзакции на шине. Шина процессор-память. Шина ввода/вывода. Системная шина. |
| 11 | 2 | 11 | Иерархия шин. ВМ с одной шиной. ВМ с двумя видами шин. ВМ с тремя видами шин. Реализация шин. Механические аспекты. Электрические аспекты. Распределение линий в шине. Мультиплексирование адреса и данных на шине. |
| 12 | 2 | 12 | Арбитраж шин. Схемы приоритетов. Централизованный арбитраж. Децентрализованный арбитраж. Протокол шины. Синхронный, асинхронный протоколы. Методы повышения эффективности шин. Характеристики шин современных ВМ. |
| 13 | 2 | 13 | Память. Характеристики систем памяти. Методы доступа к данным. Иерархия запоминающих устройств. Вторичная память . Принцип локальности. |
| 14 | 2 | 14 | Основная память. Блочная организация. Расслоение. Организация микросхем памяти. Режимы чтения. Статическая и динамическая память. ПЗУ. Флэш-память. Энергонезависимые ОЗУ. |
| 15 | 2 | 15 | Кэш-память. Емкость кэш-памяти. Размер строки. Способы отображения ОП на кэш-память. Алгоритмы замещения информации в кэш-памяти. Алгоритмы согласования кэш-памяти и ОП. Одноуровневая и многоуровневая кэш-память. Понятие о виртуальной памяти. Сегментно-страничная организация памяти. |
| 16 | 2 | 16 | Системы ввода/вывода. Адресное пространство ввода/вывода. Модули ввода/вывода. Программно-управляемый ввод/вывод. Ввод/вывод по прерываниям. Прямой доступ к памяти. |
| 17 | 2 | 17 | Современные направления развития ВС. Конвейеризация вычислений. Предсказание переходов. CISC и RISC архитектуры. Суперскалярные процессоры. |
- Перечень лабораторных работ
- Внутреннее представление данных в ЭВМ
- Вычисление целочисленных арифметических выражений
- Организация условных переходов
- Организация циклов и работа с одномерными массивами
- Использование цепочечных команд
- Организация ввода/вывода текстовой и целочисленной информации
- Задания для самостоятельной работы студентов
| № темы | Всего часов | Вопросы для самостоятельного изучения |
| 1 | 2 | 3 |
| 2 | 10 | Классификация АСК по составу и сложности команд. Классификация АСК по месту хранения операндов. Стековая архитектура. Регистровая архитектура. Аккумуляторная архитектура. Архитектура с выделенным доступом к памяти. |
| 2 | 8 | Исполнительный адрес операнда. Адресный код команды. Непосредственная адресация, прямая, косвенная, регистровая, косвенная регистровая, базовая регистровая, страничная. |
| 3 | 10 | Схемы приоритетов. Централизованный арбитраж. Децентрализованный арбитраж. Протокол шины. Синхронный, асинхронный протоколы. Методы повышения эффективности шин. Характеристики шин современных ВМ. |
| 4 | 10 | Блочная организация. Расслоение. Организация микросхем памяти. Режимы чтения. Статическая и динамическая память. ПЗУ. Флэш-память. Энергонезависимые ОЗУ. Магнитные диски. Оптические диски. RAID-массивы. |
| 4 | 10 | Емкость кэш-памяти. Размер строки. Способы отображения ОП на кэш-память. Алгоритмы замещения информации в кэш-памяти. Алгоритмы согласования кэш-памяти и ОП. Одноуровневая и многоуровневая кэш-память. Понятие о виртуальной памяти. Страничная организация памяти. Сегментно-страничная организация памяти. |
| 5 | 12 | Адресное пространство ввода/вывода. Модули ввода/вывода. Программно-управляемый ввод/вывод. Ввод/вывод по прерываниям. Прямой доступ к памяти. |
| 6 | 12 | Параллелизм вычислений. SIMD-вычислительные машины. Симметричные мультипроцессорные системы. |
- Список основной и дополнительной литературы
Основная:
- Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем, СПб.: Питер, 2004.
- Голубь Н.Г. Искусство программирования на ассемблере, СПб.: ДиаСофтЮП, 2002.
- Юров В. Assembler. Учебник - СПб.: Питер, 2000
Дополнительная:
- Рудаков П.И., Финогенов К.Г. Программируем на языке ассемблера – Обнинск: Принтер, 1999
- Зубков С.В. Assembler для DOS, Windows, Unix, М.: ДМК, 2000
- Использование наглядных пособий, вычислительной техники
Отчет по лабораторным работам предусмотрен в дисплейном классе ауд. 334, 335, 336.
Рабочую программу составил ассистент кафедры ТФИ Жилина М.А.