Факультет Информационных Систем и Технологий Кафедра вычислительной техники утверждаю декан фист в. В. Шишкин 20 г рабочая программа

Вид материала

Рабочая программа

Содержание Согласована с выпускающей кафедрой Прикладная математика. Методические материалы Распределение фонда времени по темам Содержание лекций Общие сведения об основных архитектурных решения, изменивших облик современных ЭВМ: (14 часов) Сети и протоколы передачи информации, основные архитектуры сетей ЭВМ (4 часа).

Подобный материал:

• Кафедра Автономных Информационных и Управляющих Систем "утверждаю" Декан автф, 431.69kb.
• Рабочая программа для специальности: 220400 Программное обеспечение вычислительной, 133.96kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Надежность информационных систем» (наименование дисциплины), 859.11kb.
• Н. Э. Баумана Факультет "Информатика и системы управления" Кафедра "Системы обработки, 128.07kb.
• Государственный Технический Университет. Факультет: Автоматики и Вычислительной Техники., 32.46kb.
• Рабочая программа по дисциплине Архитектура вычислительных систем Для специальности, 122.63kb.
• Самарский Государственный Архитектурно-Строительный Университет Факультет информационных, 88.76kb.
• Рабочая программа по дисциплине "Вычислительная математика" для специальности 230105, 201.66kb.
• Новосибирский Государственный Технический Университет. Факультет автоматики и вычислительной, 2544.79kb.
• Рабочая программа по дисциплине «Информатика» для специальности 230105(220400)   «Программное, 259.13kb.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ульяновский государственный технический университет

Факультет Информационных Систем и Технологий

Кафедра вычислительной техники

УТВЕРЖДАЮ

Декан ФИСТ ________В.В.Шишкин

«___»___________20___г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине

«Архитектура и системное ПО ЭВМ»

для направления 23040165

специальности «Прикладная математика»

Форма обучения дневная

Семестр 5 6 за год

Лекции 34 17 51

Лабораторные работы 17 17 34

Практические занятия - - -

Аудиторные занятия 51 34 85

Самостоятельная работа 51 34 85

Всего 102 68 170

Форма отчетности зач. экз.

Курсовая работа -


Ульяновск 2007

Составитель доцент Иванов ВС

Рабочая программа составлена на основании Государственного образовательного стандарта Высшего профессионального образования для направления 657100 – Прикладная математика Государственного комитета РФ по высшему образованию, Москва.


Обсуждена и одобрена на заседании кафедры Вычислительная техника от ___________________2003 г. ( протокол № _________).


Зав. кафедрой ВТ П.И.Соснин


Согласована с выпускающей кафедрой Прикладная математика.


Зав. кафедрой ПМ С.Г.Валеев


По решению методической комиссии факультета согласована с преподавателями смежных дисциплин:


Визы: Дисциплины:

_________________________ _________________________

_________________________ __________________________

_________________________ __________________________

_________________________ __________________________


Председатель Методической комиссии Экономико - математического факультета В.Н.Клячкин

___________________2007 г.


МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

по Дисциплине «Архитектура и системное ПО ЭВМ»

для Экономико-математического факультета УлГТУ

на 2006-07 учебный год

Содержание стр.

• Аннотация. . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
  

• Распределение фонда времени по темам. . . . 5

• Содержание лекций. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
  

• Практические занятия и лабораторные работы.
  

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

• Вопросы к зачету (к экзамену) . . . . . . . . . . . . . 8
  
• Дополнительные вопросы к экзамену . . . . . . 9
  

• Литература. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
  

1. Аннотация
   

Дисциплина "Архитектура и системное ПО ЭВМ " имеет целью:

• дать знания по архитектуре современных ЭВМ и привить навыки по использованию этих знаний для решения практических задач,
  
• дать знания по структуре и функциям системного программного обеспечения и операционным системам.
  

В теоретическом цикле лекций студенты знакомятся с понятиями архитектуры ЭВМ, общими концепциями, эволюцией архитектуры от принципов фон Неймана до современных вычислительных систем и комплексов.

В ходе лабораторных работ осваиваются методы решения таких задач исследования и проектирования процессоров и вычислительных систем, которые требуют углубленного знания архитектуры базовых аппаратных платформ.

В результате изучения дисциплины студент должен:

• знать базовые системотехнические решения современных серверов и рабочих станций,
  
• уметь строить информационные системы на базе использования особенностей архитектуры различных аппаратных платформ,
  
• знать современное состояние и направление развития современных программных средств и операционных систем,
  
• иметь представление о работе в сетях.
  

2. Распределение фонда времени по темам

N п.п	Наименование раздела	Лекции	Лабораторные работы	Всего	Самостоятельная работа
1	Введение в курс	2		2	4
2	Общие сведения об основных архитектурных решениях, изменивших облик современных ЭВМ	14	10	24	48
3	Архитектура основных типов современных ЭВМ и микропроцессоров	8	4	12	24
4	Математические методы и программное обеспечение исследования архитектуры ЭВМ и процессоров	10	8	18	36
5	Структура и функции системного ПО, основные типы ОС, принципы управления ресурсами в ОС	6	4	10	20
6	Сети и протоколы передачи информации, основные архитектуры сетей ЭВМ	4	2	6	12
7	Алгоритмы и программное обеспечение исследования функционирования ЭМВ, комплексов и сетей	7	6	13	26
	Итого	51	34	85	170

2. Содержание лекций
   

1. Введение в курс. Объем курса, цели и задачи, отношение к другим дисциплинам. Понятие «архитектура ЭВМ», общая концепция архитектуры от принципов фон Неймана до современных принципов. Проблемы, сдерживающие использование ЭВМ, и основные направления развития архитектуры. (2 часа)
   

2. Общие сведения об основных архитектурных решения, изменивших облик современных ЭВМ: (14 часов)
   
   1. Принципы совмещения вычислений в современных ЭВМ. Основные уровни совмещения процессов подготовки и производства вычислений. Тенденции конвейерного производства вычислений - (2 часа).
      
   2. Организация многопрограммной работы ЭВМ. Основные архитектурные и технические решения. Принципы разграничения функций между аппаратурой и программным обеспечением- (4 часа).
      
   3. Организация памяти современных ЭВМ. Страничная и сегментная организация памяти. Динамическая память. Выборка слов переменной длины. Принципы построения виртуальной памяти- (2 часа).
      
   4. Принципы организации передачи сигналов и данных между устройствами ЭВМ. Системная шина. Интерфейс. Архитектурные решения подсистемы ввода-вывода- (2 часа).
      
   5. Микропрограммное управление выполнением операций. Принципы микропрограммного управления. Основные архитектурные решения. Примеры построения микропрограммных устройств управления. Аналитическое сравнение схемных и микропрограммных устройств управления- (2 часа).
      
   6. Архитектурные принципы повышения надежности ЭВМ и достоверности вычислений. Общие сведения о методах повышения достоверности передачи и обработки информации- (2 часа).
      

3. Архитектура основных типов современных ЭВМ и микропроцессоров (8 часов).
   

1. Основные типы современных ЭВМ. Архитектура персональных ЭВМ на базе процессора Intel- (2 часа).
   
2. Общие сведения об архитектуре конвейерных и матричных ЭВМ - (2 часа).
   
3. Вычислительные комплексы. Классификация, назначение, принципы построения- (2 часа).
   
4. Супер-ЭВМ. Общие сведения и архитектурные принципы- (2 часа).
   

4. Математические методы и программное обеспечение исследования архитектуры ЭВМ и процессоров (10 часов).
   

1. Описание и машинное представление структуры и поведения ЭВМ - (2 часа).
   
2. Описание иерархических структур, алгоритмизация процессов иерархических преобразований структур вычислительных машин и систем - (4 часа).
   
3. Алгоритмизация композиции-декомпозиции структур и организации ЭВМ и процессоров- (4 часа).
   

5. Структура и функции системного ПО, основные типы ОС, принципы управления ресурсами в ОС (6 часов).
   

1. Структура и функции СПО. Инструментарий системного программиста. Ассемблеры. Трансляторы – (2 часа).
   
2. Операционные системы. Основные задачи ОС. Компоненты ОС. Управление задачами. Управление заданиями. Управление устройствами. Управление данными. Управление памятью– (2 часа).
   
3. Физический и логический уровни управления. Файловая система. Методы доступа к файлам. Организация физической среды хранения. Последовательный, индексно-последовательный, кэшированный методы доступа – (2 часа).
   

6. Сети и протоколы передачи информации, основные архитектуры сетей ЭВМ (4 часа).
   

1. Организация сети, аппаратные средства сети. Файловый сервер. Интерфейс сети. Сетевая операционная система - (2 часа).
   
2. Основные архитектуры сетей ЭВМ, навигация в сети, основы защиты в сети - (2 часа).
   

7. Алгоритмы и программное обеспечение исследования функционирования ЭМВ, комплексов и сетей (7 часов).
   

1. Описание и машинное представление функционирования и поведения ЭВМ - (2 часа).
   
2. Описание иерархических алгоритмов, программирование процессов иерархических преобразований алгоритмов функционирования вычислительных машин и систем - (3 часа).
   
3. Композиция-декомпозиция функционирования и организации ЭВМ, комплексов и сетей - (2 часа).
   

2. Практические занятия и лабораторные работы.
   

1. Разработка алгоритма обращения к страничной памяти при условной адресации (4 часа).
   
2. Разработка процесса обмена процессор – устройство управления внешним устройством: алгоритм, временная диаграмма, перечень сигналов, структура информационных сообщений, компьютерная модель (6 часов).
   
3. Разработка микропрограммы по заданному алгоритму функционирования: микропрограмма, компьютерная модель (4 часа).
   
4. Анализ структуры гипотетической ЭВМ с различными типами организации памяти: машинное представление и композиция (заиерархирование) структуры (4 часа).
   
5. Анализ структуры гипотетической ЭВМ с различными типами организации памяти: машинное представление и декомпозиция (разыерархирование) структуры (4 часа).
   
6. Разработка многопоточных приложений для ОС Windows (4 часа).
   
7. Освоение сети Internet поиском и изучением персонального компьютера Pentium-Pro (2 часа).
   
8. Анализ алгоритма функционирования гипотетической ЭВМ с различными типами организации памяти: машинное представление и композиция (заиерархирование) алгоритма (4 часа).
   
9. Анализ алгоритма функционирования гипотетической ЭВМ с различными типами организации памяти: машинное представление и декомпозиция (разыерархирование) алгоритма (2 часа).
   

2. Вопросы к зачету (к экзамену).
   

5.1. Понятие «архитектура ЭВМ», общая концепция архитектуры от принципов фон Неймана до современных принципов. Проблемы, сдерживающие использование ЭВМ, и основные направления развития архитектуры.

2. Принципы совмещения вычислений в современных ЭВМ. Основные уровни совмещения процессов подготовки и производства вычислений. Тенденции конвейерного производства вычислений
   
3. Организация многопрограммной работы ЭВМ. Основные архитектурные и технические решения. Принципы разграничения функций между аппаратурой и программным обеспечением.
   
4. Организация памяти современных ЭВМ. Страничная и сегментная организация памяти. Динамическая память. Выборка слов переменной длины. Принципы построения виртуальной памяти.
   
5. Принципы организации передачи сигналов и данных между устройствами ЭВМ. Системная шина. Интерфейс. Архитектурные решения подсистемы ввода-вывода.
   
6. Микропрограммное управление выполнением операций. Принципы микропрограммного управления. Основные архитектурные решения. Примеры построения микропрограммных устройств управления. Аналитическое сравнение схемных и микропрограммных устройств управления.
   
7. Архитектурные принципы повышения надежности ЭВМ и достоверности вычислений. Общие сведения о методах повышения достоверности передачи и обработки информации.
   
8. Основные типы современных ЭВМ. Архитектура персональных ЭВМ на базе процессора Intel.
   
9. Общие сведения об архитектуре конвейерных и матричных ЭВМ.
   
10. Вычислительные комплексы. Классификация, назначение, принципы построения.
    
11. Супер-ЭВМ. Общие сведения и архитектурные принципы.
    
12. Описание и машинное представление структуры и поведения ЭВМ.
    
13. Описание иерархических структур, алгоритмизация процессов иерархических преобразований структур вычислительных машин и систем.
    
14. Алгоритмизация композиции-декомпозиции структур и организации ЭВМ и процессоров.
    

2. Дополнительные вопросы к экзамену.
   

2. Структура и функции СПО. Инструментарий системного программиста. Ассемблеры. Трансляторы.
   
3. Операционные системы. Основные задачи ОС. Компоненты ОС. Управление задачами. Управление заданиями. Управление устройствами. Управление данными. Управление памятью.
   
4. Физический и логический уровни управления. Файловая система. Методы доступа к файлам. Организация физической среды хранения. Последовательный, индексно-последовательный, кэшированный методы доступа.
   
5. Организация сети, аппаратные средства сети. Файловый сервер. Интерфейс сети. Сетевая операционная система.
   
6. Основные архитектуры сетей ЭВМ, навигация в сети, основы защиты в сети.
   
7. Описание и машинное представление функционирования и поведения ЭВМ.
   
8. Описание иерархических алгоритмов, программирование процессов иерархических преобразований алгоритмов функционирования вычислительных машин и систем.
   
9. Композиция-декомпозиция функционирования и организации ЭВМ, комплексов и сетей.
   

2. Литература.
   

1. Дж.Уокерли. Архитектура и программирование микро-ЭВМ. Перевод с английского под редакцией д.т.н. А.Г.Филиппова. В 2-ух книгах. М., «Мир», !984
   
2. Майерс, Дж. Гленфорд. Архитектура современных ЭВМ. Перевод с английского. В 2-ух книгах. Ь., «Мир», 1985.
   
3. В,Э,Смит, М,Т,Джонсон. Архитектура и программирование микропроцессора Intel 80386. ь., СП «Конкорд», 1992.
   
4. О.М.Брехов, Г,А,Звонарева. Архитектуры ЭВМ и их организация. Учебное пособие, под ред. В.И.Матова. М., изд-во МЭИ, 1991.
   
5. Л.Век. Введение в системное программное обеспечение. Перевод с английского. М., «Мир», 1988.
   
6. С.Крейслер. Проектирование операционных систем для малых ЭВМ. М., «Мир», 1986.
   
7. Р.Джордейн. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC/XT,AT. М., «Финансы и статистика», 1992.