Рабочая программа По дисциплине «Организация ЭВМ и систем» По специальности 230102. 65 Автоматизированные системы обработки информации и управления

Вид материала

Рабочая программа

Содержание рабочая программа Форма обучения Советом факультета Цифровых систем и технологий Основной задачей изучения дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен 2. Содержание дисциплины Тема 9. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах Тема 2. Функциональная и структурная организация процессора. Тема 3. Организация памяти ЭВМ. Тема 4. Основные стадии выполнения команд в ЭВМ. Тема 5. Организация прерываний в ЭВМ. Тема 6. Принципы организации ввода/вывода информации в ЭВМ. Тема 7. Периферийные устройства. Тема 8. Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов. Тема 9. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах (ВС) Организация памяти ЭВМ Наименование тем, разделов 3. Учебно-методические материалы по дисциплине Дополнения и изменения в рабочей программе

Подобный материал:

• Рабочая программа по дисциплине "Организация ЭВМ и систем" Для специальности: 230102, 148.01kb.
• Рабочая программа по дисциплине "Организация ЭВМ и систем" для специальности 230102, 93.42kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Математическая логика и теория алгоритмов» для специальности, 67.42kb.
• Рабочая программа по дисциплине " Метрология, стандартизация и сертификация " для специальности, 284.04kb.
• Рабочая программа по курсу "Моделирование систем" для специальности 230102 "Автоматизированные, 99.53kb.
• Программа дисциплины опд. Ф. 09. Организация ЭВМ и систем для студентов специальности, 243.54kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Основы разработки Internet-приложений» для специальности, 51.53kb.
• Рабочая программа по дисциплине: Методы и средства защиты компьютерной информации Для, 75.18kb.
• Рабочая программа по дисциплине Системное программное обеспечение Для специальности, 113.75kb.
• Рабочая программа по дисциплине: Теория принятия решений Для специальности: 230102, 84.08kb.

М

ИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ




Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

______________ Т.В. Маркелова

«_____» ___________2006 г.

рабочая программа

По дисциплине «Организация ЭВМ и систем»

По специальности 230102.65 – Автоматизированные системы обработки

информации и управления

Факультет Цифровых систем и технологий

Кафедра «Информационные технологии»

Форма обучения	курс	Семестр	Трудоемкость дисциплины в часах								Форма итогового контроля
			Всего часов	Аудиторных часов	Лекции	Семинарские (практически) занятия	Лабораторные занятия	Курсовая работа	Курсовой проект	Самостоятельная работа
Очная	3	6	140	68	51		17		20	52	экзамен
Очно-заочная	4	8	140	51	17	17	17		20	69	экзамен

Москва — 2006 г.


Составитель: ст.преподаватель Попова Е.Д.

Рецензент: Кузовлев В.И., к.т.н., доцент МГТУ им Н.Э. Баумана


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Информационные технологии»

__________________, протокол № ________.


Зав. кафедрой ____________________/В.М. Гасов/


Одобрена Советом факультета Цифровых систем и технологий


__________________, протокол № __________.


Председатель______________________


1. Цели и задачи дисциплины, требования к знаниям и умениям


Дисциплина посвящена изучению основ организации и функционирования ЭВМ в целом и её отдельных узлов, взаимодействия ЭВМ и периферийных устройств, в том числе многопроцессорных систем, перспективных направлений в развитии вычислительной техники, приобретению опыта разработки простейших микропроцессорных устройств. Основное внимание уделяется аппаратному обеспечению систем их конструктивным особенностям, технологиям хранения информации нижнего уровня, стандартам и интерфейсам.


1.1. Цель и задачи изучения дисциплины.

Целью данной дисциплины является овладение теоретическими и практическими знаниями по архитектуре ЭВМ, вычислительных систем, комплексов и сетей.


Основной задачей изучения дисциплины является овладение учащимися знаний о принципах организации и функционирования отдельных устройств и ЭВМ в целом, характеристики, изучение возможностей и области применения наиболее распространенных классов и типов ЭВМ в информационных системах, изучение основ вычислительной техни­ки (ВТ), архитектуры и принципов работы ПЭВМ, основных принципов построения и функционирования многопроцессорных вычислительных систем, ознакомление с перспективными направле­ниями развития ВТ.


1.2. Требования к знаниям и умениям.

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

• историю, состояние и тенденции развития вычислительной техники;
  
• структуры и принципы функционирования цифровых вычислительных устройств различного назначения;
  
• классификацию вычислительных машин и основные характеристики различных классов ЭВМ и вычислительных систем;
  
• архитектуру и принципы построения ЭВМ и систем в целом;
  
• принципы функционирования и построения основных компонент современной ЭВМ – операционных и запоминающих устройств, систем прерывания и прямого доступа к памяти, подсистем ввода/вывода;
  
• основополагающие концепции и современную аппаратную среду, реализующие ЭВМ и системы, их характеристики и физические процессы, лежащие в технологии их разработки
  

уметь:

• разрабатывать простейшие устройства вычислительной техники на базе микропроцессорных комплектов и устройства сопряжения для подключения различных типов внешних устройств;
  
• собрать персональный компьютер из комплектующих;
  
• оценивать необходимые характеристики вычислительного устройства при решении задач заданной предметной области;
  
• написать программу на языке ASSEMBLER, использующую любые стандартные функции.
  

иметь представление:

• о современном состоянии и тенденциях развития аппаратного обеспечения ЭВМ;
  
• о новых технологиях в перспективе способных оказать влияние на организацию ЭВМ и систем на всех уровнях проектирования.
  

1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины.

Данная дисциплина базируется на следующих ранее прочитанных учебных курсах:

• «Информатика»
  
• «Схемотехника»
  
• «Математика»
  
• «Системное программирование»
  

2. Содержание дисциплины


2.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах.

№п/п	Наименование тем, разделов	Общая трудоемкость (часов)
		Аудиторные занятия (всего часов)	Лекции	Практические занятия (семинары)	Лабораторные занятия
1	Введение. Тема 1. Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов	4	4
2	Тема 2. Функциональная и структурная организация процессора	6	6
3	Тема 3. Организация памяти ЭВМ	12	6		6
4	Тема 4. Основные стадии выполнения команд в ЭВМ	11	5		6
5	Тема 5. Организация прерываний в ЭВМ	11	6		5
6	Тема 6. Принципы организации ввода/вывода информации в ЭВМ	6	6
7	Тема 7. Периферийные устройства	6	6
8	Тема 8. Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов	6	6
9	Тема 9. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах	6	6		0
	итого	68	51		17

2.2.Содержание разделов дисциплины

Введение.

Структура дисциплины, ее место в программе профессиональной подготовки


Тема 1. Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов.

Общие сведения об ЭВМ, как устройстве переработки информации. Представление информации в аналоговой и дискретной формах. Понятие об аналоговых и цифровых вычислительных машинах, области их применения. Основные моменты в истории развития цифровых вычислительных устройств. Принципы функционирования ЭВМ в целом и её основных узлов. Понятие о системе программного обеспечения ЭВМ. Обобщенная структура первых мини- и микро-ЭВМ, понятие магистрально-модульной архитектуры.


Тема 2. Функциональная и структурная организация процессора.

Процессор, как сложный цифровой автомат, состоящий из цифрового и управляющего устройств. Принципы микропрограммного управления. Принцип многоуровневости процессора и ЭВМ в целом. Блочные и многофункциональные операционные устройства. Управляющие устройства с жесткой логикой и хранимой в памяти микропрограммой. Выборка и выполнение микрокоманд. Принудительная и естественная адресация. Способы кодирования микрокоманд. Синхронизация выполнения потока микрокоманд.


Тема 3. Организация памяти ЭВМ.

Иерархическая структура памяти ЭВМ. Классификация, основные параметры и характеристики запоминающих устройств. Способы организации памяти. Адресная, ассоциативная, стековая память и их упрощенные структурные схемы. Структуры адресных запоминающих устройств различных типов. Элементы запоминающих устройств с произвольным обращением. Запоминающие элементы на полупроводниковых приборах и ферритах. Постоянные запоминающие устройства. Запоминающие элементы программируемых интегральных полупроводниковых запоминающих устройств. Назначение и основные характеристики систем прямого доступа к памяти. Радиальная и цепочечная структуры систем прямого доступа к памяти. Возможные алгоритмы организации прямого доступа к памяти для радиальной и цепочечной структур. Системы приоритетов и возможные способы их реализации. Системы прямого доступа к памяти, как средства реализации многопроцессорных магистрально-модульных систем.


Тема 4. Основные стадии выполнения команд в ЭВМ.

Структура и форматы машинных команд, способы адресации. Возможные структуры машинных команд и назначения полей команды. Способы адресации, основные преимущества и недостатки. Подразумеваемый адрес. Непосредственная адресация. Прямая адресация. Относительная адресация и основные методы её реализации. Регистровая адресация. Косвенная адресация. Автоинкрементная и автодекрементная адресация. Стековая адресация. Возможные структуры команд передачи управления. Команды перехода на подпрограмму. Способы организации циклических вычислений. Индексация, команды индексной арифметики.


Тема 5. Организация прерываний в ЭВМ.

Назначение и основные характеристики систем прерывания. Радиальная и цепочечная структуры систем прерывания. Возможные алгоритмы организации перехода к прерывающей программе для радиальной и цепочечной структур. Фиксированные и программно-управляемые приоритеты. Возможные способы реализации.


Тема 6. Принципы организации ввода/вывода информации в ЭВМ.

Общие принципы организации ввода/вывода информации в микро-ЭВМ. Программный ввод/вывод. Ввод/вывод по прерыванию в микро-ЭВМ на базе микропроцессорного комплекта КР580. Ввод/вывод в режиме прямого доступа к памяти. Адаптер последовательного интерфейса КР580ВВ51, его структура, режимы работы, способы программирования. Адаптер параллельного интерфейса КР580ВВ55, его структура, режимы работы, способы программирования.


Тема 7. Периферийные устройства.

Локальная системная шина и причины её появления, шина расширения. Основные типы шины расширения, используемые в IBM PC – ISA, EISA, MCA. Локальные шины расширения и причины их появления. Основные типы шин расширения, используемые в IBM PC – VLB, PCI, их достоинства и недостатки. Мосты и чипсеты, как средство комплексирования всех устройств PC. Модемы. Принтеры. Сканеры. Многофункциональные устройства.


Тема 8. Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов.

Возможная структура и состав простейшей микро-ЭВМ. Понятие системного интерфейса и его возможные структуры. Понятие промежуточного стандартного интерфейса для подключения внешних устройств. Адаптеры промежуточного стандартного интерфейса. Понятие контроллера внешнего устройства. Микропроцессоры с фиксированной системой команд на примере простейшего микропроцессора КР580ВМ80. Структурная схема микропроцессора и назначение её отдельных элементов. Входные и выходные сигналы управляющего устройства микропроцессора. Простейшая микро-ЭВМ на базе микропроцессорного комплекта КР580. Последовательность выполнения машинных команд. Машинный цикл и его временная структура. Управляющее слово микропроцессора. Системный контроллер. Типы обрабатываемых процессором данных, способы адресации. Общие сведения и системе команд.


Тема 9. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах (ВС)

Общие сведения о структуре и методах построения мультипроцессорных систем обработки данных (СОД). Основные моменты в истории развития СОД высокой производительности и надежности. Многомашинные и многопроцессорные СОД. Вычислительные комплексы и вычислительные системы. Классификация СОД. Состав и функционирование СОД. Понятие процесса и ресурса. Архитектура вычислительных комплексов и систем. Средства комплексирования в многомашинных и многопроцессорных СОД. Типовые структуры вычислительных комплексов и систем. Организация функционирования вычислительных комплексов и систем. Параллельные системы и методы вычисления.


2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах

№ п/п	№ раздела дисциплины	К-во часов	Наименование лабораторных работ
1	Тема 3.	6	Организация памяти ЭВМ
2	Тема 4.	6	Основные стадии выполнения команд в ЭВМ
3	Тема 5.	5	Организация прерываний в ЭВМ

2.4. Курсовой проект (работа), его характеристика

Характер и объем курсовой работы регламентируется методическими указаниями. На выполнение работы выделяется 20 часов.


2.5. Организация самостоятельной работы

	Наименование тем, разделов	Виды и формы самостоятельной работы * (распределение по часов по формам обучения)
		Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе)			Подготовка рефератов (докладов, сообщений и информационных материалов и т.п.)			Выполнение домашних контрольных и иных заданий)			Подготовка к промежуточной аттестационной работе (в т.ч. коллоквиум, тестированием 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
	Введение. Тема 1.	1	1								1	1		1	1
	Тема 2.	2	3								1	1		1	2
	Тема 3.	2	3								1	2		2	2
	Тема 4.	2	3								1	2		3	3
	Тема 5.	3	4								1	2		3	3
	Тема 6.	2	3								1	2		2	2
	Тема 7.	3	4								1	2		3	3
	Тема 8.	3	4								1	2		3	4
	Тема 9.	4	4								1	2		3	4

* могут быть предложены иные формы СРС


3. Учебно-методические материалы по дисциплине


3.1. Основная и дополнительная литература

Основная

1. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: учебник для вузов. – СПб.: "Питер", 2004. – 668с.
   
2. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: учебное пособие для вузов. 3-е издание. М.: Энергоатомиздат, 1991, 592с.
   

Дополнительная

1. Гук М. Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия. СПб.: Питер, 2000, 816с.
   
2. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. М.: Нолидж, 1998, 240с.
   
3. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: справочник. 2-е издание. М.: Радио и связь, 1990, 512с.
   
4. Майерс Г. Архитектура современных ЭВМ: В 2-х кн.- М.: Мир, 1985.
   
5. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC.- М.: Радио и связь, 1991.
   
6. Нортон П. Персональный компьютер фирмы IBM и операционная система MS DOS.- М.: Радио и связь, 1991.
   
7. Куприянов М.С., Петров Г.А., Пузанков Д.В. Процессор Pentium: Архитектура и программирование.- СПб., 1995.
   
8. Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение IBM PC.- М.: Диалог-МИФИ, 1992.
   
9. Степаненко О. Техническое обслуживание и ремонт IBM PC.- Киев: Диалектика, 1994.
   

Web – ресурсы:

1. http://www.citforum.ru/
   
2. http//www.microsoft.com
   

3.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также методических материалов к используемым в учебном процессе техническим средствам.

• Презентационный демонстрационный ролик по основным разделам курса;
  
• Электронный конспект лекций
  
• Тесты по разделам дисциплины
  
• Контрольные вопросы по курсу для подготовки к сдаче семестровой аттестации и экзамена
  
• Программное обеспечение в соответствии с содержанием дисциплины (эмулятор процессора КР580ВМ80).
  
• Комплекс технических средств обучения (экран, проектор, компьютер),
  
• Сеть Internet
  
• Дисплейный класс для лабораторных работ, самостоятельной работы студентов
  

Протокол

согласования рабочей программы с другими дисциплинами специальности на 2006/07 учебный год

Наименование дисциплин, изучение которых опирается на данную дисциплину	Кафедра	Предложения об изменениях в пропорциях материала, порядка изложения и т.д.	Принятое решение (протокол N°. дата) кафедрой, разработавшей программу
1	2	3	4

Дополнения и изменения в рабочей программе

на 200 / учебный год


В рабочую программу вносятся следующие изменения:


____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании


кафедры « »____________________200 г.


Заведующий кафедрой «Информационные технологии»

____________________/ В.М.Гасов/


Внесенные изменения утверждаю

Проректор по учебной работе

_______________ Т.В. Маркелова

«_____» ___________200 г.