Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 09 Вычислительные машины, системы и сети По специальности 220201 Управление и информатика в технических системах
| Вид материала | Рабочая программа |
- Рабочая программа по дисциплине опд. В. 02 Электромеханические системы По специальности, 298.79kb.
- Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 04. 1 Теория автоматического управления, 494.24kb.
- Автор Карпухин Владимир Борисович учебно-методический комплекс, 473.72kb.
- Рабочая программа по дисциплине опд. Р. 01 Схемотехника По специальности 220201 Управление, 251.67kb.
- Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 10 Моделирование систем По специальности 220201, 248.04kb.
- Рабочая программа по дисциплине опд. В. 01 Полупроводниковые приборы и структуры, 236.36kb.
- Рабочая программа по дисциплине «Информационные сети и телекоммуникации» По специальности, 326.83kb.
- Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 03 Общая электротехника и электроника По специальности, 561.03kb.
- Рабочая программа по дисциплине дс. 01. 05 Управление производственными процессами, 269.1kb.
- Рабочая программа по дисциплине дс. 01. 04 Электрооборудование полиграфических машин, 298.99kb.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Ф
ЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮГосударственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ»
УТВЕРЖДАЮ
Т.В. Маркелова
« 17 » июня 2009 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
| По дисциплине | ОПД.Ф.09 Вычислительные машины, системы и сети |
| По специальности | 220201 – Управление и информатика в технических системах |
| Факультет | Цифровых систем и технологий |
| Кафедра | Автоматизации полиграфического производства |
| Форма обучения | Курс | Семестр | Трудоемкость дисциплины в часах | Форма итогового контроля | |||||||
| Всего часов | Аудиторных часов | Лекции | Семинарские (практические) занятия | Лабораторные занятия | Курсовая работа | Курсовой проект | Самостоятельная работа | ||||
| Очная | 4 | 7 | 170 | 85 | 51 | | 34 | | | 85 | Экзамен |
| Очно-заочная | 4 | 8 | 170 | 51 | 17 | | 34 | | | 119 | Экзамен |
| Заочная | | | | | | | | | | | |
Москва – 2009 г.
| Составитель: | Агеев В.Н., докт. техн. наук, профессор |
| Рецензент: | |
| | |
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Автоматизация полиграфического производства» 25.05.09 , протокол № 12 .
Зав. кафедрой Самарин Ю.Н.
Одобрена Советом факультета цифровых систем и технологий 02.06.09 , протокол № 10 .
Председатель Винокурова О.А.
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ТРЕБОВАНИЯ
К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ
1.1. Цели и задачи изучения дисциплины
Цель изучения дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» – научить студентов квалифицированно использовать вычислительные машины (ВМ) для решения инженерно-научных задач, получить навыки проектирования средств автоматики и систем управления на основе ВМ и микроконтроллеров; развить умение оценивать и выбирать соответствующие типы микроконтроллеров для решения конкретных задач.
Частные цели – обучение практическим навыкам работы с микропроцессорными системами и микроконтроллерами.
Основной задачей изучения дисциплины является овладение методами:
- построения и использования информационных моделей;
- построения информационных систем управления базами данных;
- разработки информационных систем, включая технико-экономическое обоснование проекта, разработку концепции, технического задания, задачи проектных стадий;
- формализации комплексной задачи автоматизации управления и выполнения ее декомпозиции для последующей разработки информационных систем управления;
- решения важнейших практических задач разработки информационных систем.
1.2. Требования к уровню освоения
содержания дисциплины
В результате изучения дисциплины студент должен
знать:
- основные принципы организации вычислительных машин, систем и сетей;
- многоуровневую организацию вычислительных процессов;
- классификацию и состав средств вычислительной техники;
- принципы построения основных устройств ВМ;
- интерфейсы ВМ;
- архитектурные и конструктивные принципы построения компьютеров (персональных ВМ);
- микропроцессорные комплекты, микроконтроллеры, сигнальные процессоры, периферийные БИС;
владеть:
- специальной терминологией в области вычислительной техники;
- принципами и методами программирования микропроцессорных систем;
- принципами и методами организации работы с микроконтроллерами;
уметь:
- оценивать производительность и стоимость ВМ и систем;
- выбирать средства при проектировании систем автоматизации и управления;
- программировать и отлаживать системы с микроконтроллерами.
1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем),
усвоение которых студентами необходимо
для изучения данной дисциплины
Дисциплина «Вычислительные машины, системы и сети» основывается на знаниях:
- математического анализа;
- теории вероятности;
- математической статистики;
- методов алгоритмизации и программирования;
- сетевых технологий.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Наименование тем, их содержание и объем в часах
| Наименование тем | Общая трудоемкость (часов) | |||
| Аудиторные занятия (всего часов) | Лекции | Практические занятия (семинары) | Лабораторные занятия | |
| Тема 1. Введение в дисциплину | 2 | 2 | | |
| Тема 2. Модели вычислений | 8 | 4 | | 4 |
| Тема 3. Понятия о функциональной, структурной организации и архитектуре вычислительных машин | 8 | 8 | | |
| Тема 4. Системы памяти | 14 | 6 | | 8 |
| Тема 5. Современные микропроцессоры, тенденции развития | 10 | 6 | | 4 |
| Тема 6. Микроконтроллеры, тенденции развития | 12 | 6 | | 6 |
| Тема 7. Периферийные устройства | 10 | 6 | | 4 |
| Тема 8. Персональные компьютеры | 10 | 6 | | 4 |
| Тема 9. Особенности организации рабочих станций и серверов | 7 | 3 | | 4 |
| Тема 10. Телекоммуникации и компьютерные сети | 4 | 4 | | |
| Итого | 85 | 51 | | 34 |
2.2. Содержание тем дисциплины
Тема 1. Введение в дисциплину
Структура дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети», ее место в программе профессиональной подготовки. Основные понятия, принципы построения и характеристики вычислительных машин. Краткий обзор истории развития вычислительной техники. Средства вычислительной техники – основа построения автоматических и автоматизированных систем управления.
Тема 2. Модели вычислений
Системы счисления. Представление чисел в ЭВМ. Обратные и дополнительные коды. Выполнение арифметических операций с двоичными числами. Многоуровневая организация вычислительных процессов. Аппаратные и программные средства, классификация, назначение.
Тема 3. Понятия о функциональной, структурной организации и архитектуре вычислительных машин
Понятие процессора. Система команд ВМ: форматы команд, способы адресации и списки операций. Принципы работы устройств управления процессоров. Классификация и особенности организации современных процессорных устройств (СISC-, RISC-, VLIW-, суперскалярные и суперконвейерные процессоры). Основные характеристики ВМ, методы оценки. Влияние технологии производства интегральных схем на архитектуру и характеристики ВМ. Классификация ВМ. Проблемы организации обмена данными между устройствами ВМ. Основы организации системы прерываний. Многоуровневые прерывания. Векторное прерывание. Организация систем ввода-вывода, периферийные устройства.
Тема 4. Системы памяти
Средства реализации памяти, архитектурные методы повышения производительности. Иерархическая организация памяти в ВМ. Классификация и сравнительная характеристика запоминающих устройств. Оперативное запоминающее устройство, принципы организации. Организация прямого доступа к памяти. КЭШ-память, принципы организации, оценки влияния на производительность. Внешние запоминающие устройства на магнитных носителях. Принципы построения внешних запоминающих устройств. Системы адресации, используемые в различных типах внешних запоминающих устройств.
Тема 5. Современные микропроцессоры, тенденции развития
Архитектурные особенности современных микропроцессорных систем (МПС). Базовая структура, основные характеристики. Программное обеспечение и проектирование МПС. Особенности программного обеспечения МПС. Состав и основные компоненты программных систем.
Тема 6. Микроконтроллеры, тенденции развития
Микроконтроллеры (однокристальные микроЭВМ) и цифровые процессоры обработки сигналов с аналоговыми устройствами ввода-вывода. Стандартные периферийные БИС. Типовой состав и основные характеристики типовых комплектов. Основы их применения. Особенности проектирования средств автоматики на основе микроконтроллеров.
Тема 7. Периферийные устройства
Типы и основные принципы построения периферийных устройств. Организация ввода-вывода, прерывания. Унификация средств обмена и интерфейсы ВМ. Принципы организации устройств сопряжения ВМ с объектом в системах управления.
Тема 8. Персональные компьютеры
Принцип открытой архитектуры. Шины, влияние на производительность. Системный контроллер и контроллер шин. Организация внутримашинных обменов.
Тема 9. Особенности организации рабочих станций и серверов
Многомашинные комплексы. Стандартные интерфейсы для связи компьютеров. Многопроцессорные системы, оценки производительности. Вычислительные системы. Повышение производительности за счет параллельной обработки. Ограничения.
Тема 10. Телекоммуникации и компьютерные сети
Централизованные и распределенные системы обработки данных. Классификация и тенденции развития систем обработки данных. Вычислительный комплекс, система, сеть – как развитие понятия ВМ в процессе эволюции средств вычислительной техники. Влияние сетевых технологий на архитектуру компьютеров. Комплексирование информационных и управляющих систем. Основные понятия о телекоммуникационных вычислительных сетях. Принципы построения локальных вычислительных сетей. ЛВС – магистральное направление развития информационно-управляющих систем с распределенной обработкой данных.
2.3. Лабораторные занятия, их наименование
и объем в часах
| № п/п | Наименование лабораторных занятий | Объем в часах |
| 1 | 2 | 3 |
| 1 | Арифметические операции с двоичными числами | 4 |
| 2 | Синтез комбинационных одновыходных логических схем | 4 |
| 3 | Синтез комбинационных многовыходных логических схем | 4 |
Окончание таблицы
| 1 | 2 | 3 |
| 4 | Синтез цифрового автомата | 8 |
| 5 | Программирование микроконтроллера | 6 |
| 6 | Программирование последовательного порта ПК | 4 |
| 7 | Организация локальной вычислительной сети | 4 |
2.4. Курсовой проект (работа) и его характеристика
Не предусмотрен.
2.5. Организация самостоятельной работы
| Наименование тем | Виды и формы самостоятельной работы * (распределение часов по формам обучения) | ||||||||||||||
| Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе) | Подготовка рефератов (докладов, сообщений, информационных материалов и т.п.) | Выполнение домашних, контрольных и иных заданий | Подготовка к промежуточной аттестационной работе (в т.ч. к коллоквиуму, тестированию и пр.) | Подготовка к зачету (экзамену) | |||||||||||
| Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | Очная | Очно-заочная | Заочная | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| Тема 1. Введение в дисциплину | 1 | 1 | | | | | | | | | | | 1 | 1 | |
| Тема 2. Модели вычислений | 3 | 4 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 1 | | 3 | 4 | |
| Тема 3. Понятия о функциональной, структурной организации и архитектуре вычислительных машин | 4 | 5 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 2 | | 3 | 4 | |
| Тема 4. Системы памяти | 4 | 5 | | 2 | 3 | | | | | 2 | 2 | | 4 | 5 | |
| Тема 5. Современные микропроцессоры, тенденции развития | 4 | 5 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 2 | | 4 | 5 | |
| Тема 6. Микроконтроллеры, тенденции развития | 3 | 4 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 2 | | 3 | 4 | |
| Тема 7. Периферийные устройства | 4 | 5 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 2 | | 4 | 5 | |
| Тема 8. Персональные компьютеры | 4 | 5 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 2 | | 4 | 5 | |
Окончание таблицы
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
| Тема 9. Особенности организации рабочих станций и серверов | 3 | 4 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 2 | | 3 | 4 | |
| Тема 10. Телекоммуникации и компьютерные сети | 3 | 4 | | 1 | 2 | | | | | 1 | 2 | | 3 | 4 | |
* Могут быть предложены иные формы СРС.
3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ
3.1. Литература
Основная
1. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. – М.: ДиС, 1998.
2. Вычислительные машины и системы. Учебник для вузов / Под ред. В.Д. Ефремова, В.Ф. Мелехина. – М.: Высш. шк., 1993.
3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. – СПб.: Питер, 1999.
4. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
5. Однокристальные микроЭВМ. – М.: МИКАП, 1994.
6. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2005.
Дополнительная
7. Козаченко В.Ф. Микроконтроллеры: руководство по применению 16-разрядных микроконтроллеров Intel MCS- 196/296 во встроенных системах управления. – М.: ЭКОМ, 1997.
8. Мигулев Ю.А. Электронные вычислительные машины и системы. Элементы и устройства ЭВМ: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУП, 1999.
9. Мячев А.А., Степанов В.Н. Персональные ЭВМ и микроЭВМ. Основы организации: Справочник. – М.: Радио и связь, 1991.
10. Фрир Д. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров / Пер. с англ. – М.: Мир, 1990.
11. Головкин Б.А. Вычислительные системы с большим числом процессоров. – М.: Радио и связь, 1995.
12. Иванько А.Ф. Структура и архитектура микропроцессоров современных ПЭВМ: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУП, 2000.
Сайты
ofollow" href=" " onclick="return false">ссылка скрыта
ofollow" href=" " onclick="return false">ссылка скрыта
ofollow" href=" " onclick="return false">ссылка скрыта
ag.ru/
er-publisher.ruprint.ru/
3.2. Перечень наглядных и других пособий,
методических указаний по проведению
конкретных видов учебных занятий,
а также используемых в учебном процессе
технических средств
- Компьютерный класс, оснащенный компьютерами не ниже Pentium 1000 МГц с ОС Windows ХР или Windows NT, а также микроконтроллерными модулями и ПО для работы с этими модулями.
- Презентационный комплекс (электронный вид формат pps, печатный раздаточный материал).
- Банк тестовых заданий в объеме 450 тестовых заданий в соответствии со спецификацией.
- Комплекс технических средств, позволяющих проецировать изображение из программ подготовки презентаций (экран, проектор, Notebook).
- Возможность доступа в Интернет