МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения
высшего профессионального образования
«Астраханский государственный университет»
в г. Знаменске Астраханской области
«УТВЕРЖДАЮ»
Директор филиала ФГБОУ ВПО АГУ
в г. Знаменске Астраханской области
__________________
Дисциплина блока общепрофессиональные дисциплины
(название блока учебного плана)
Компонент федеральный
Кафедра математики и информатики
(название кафедры)
Архитектура ЭВМ и систем
(дисциплина)
Рабочая учебная программа
для специальности
230201.65 Информационные системы и технологии (Знаменск)
(название специальности/ей)
2
(номер курса)
Автор - составитель:
e-mail:
*****@***ru
Архитектура ЭВМ и систем
(название дисциплины)
Рабочая учебная программа
Автор составитель
к. т.н.
(звание, ФИО)
Ответственный редактор
Зав. кафедрой математики и информатики,
д. т.н., профессор,
(звание, ФИО)
Рабочая учебная программа обсуждена
на заседании кафедры математики и информатики
Протокол № 16 от 01.01.2001 г.
АННОТАЦИЯ
Цели и задачи изучения дисциплины
В процессе обучения студенты должны приобрести необходимые знания в области изучения теоретических основ построения ЭВМ и систем; умение реализовывать на практике методы минимизации логических функций; приобретение опыта при решении задач построения оптимальных схемотехнических структур в заданных базисах понимание того, что основные принципы построения ЭВМ систем идентичны, а использование программных и аппаратных средств только тогда эффективно, когда их применение обосновано расчетами, а алгоритмы и программы оптимальны.
В результате изучения дисциплины студенты должны уметь самостоятельно демонстрировать практические навыки конструирования и использования аппаратных и программных средств вычислительной техники.
Место дисциплины в рабочем учебном плане
Программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем» ОПД. Р.01 разработана в соответствии с государственным стандартом для высшего профессионального образования. Курс «Архитектура ЭВМ и систем» является фундаментальным курсом, базой для дальнейшего изучения прикладных технических дисциплин. Поэтому целесообразно начинать изучение основ с 5-го семестра, и уже на базе полученных общетеоретических и практических знаний приступить к изучению специальных дисциплин на старших курсах.
Дисциплины, знание которых необходимо для изучения данной дисциплины:
1. Математика;
2. Информатика;
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
№ | Разделы дисциплины по РПД | Всего | Объем занятий, час | ||||
Лек | Сем | Лаб | Сам |
| |||
1. | Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов | 2 | 2 |
| |||
2. | Функциональная и структурная организация процессора | 2 | 2 |
| |||
3. | Организация памяти в ЭВМ | 2 | 1 |
| |||
4. | Основные стадии выполнения команды | 2 | 1 |
| |||
5. | Организация прерываний в ЭВМ | 2 | 1 |
| |||
6. | Организация ввода/вывода | 1 | 2 |
| |||
7. | Периферийные устройства | 1 | 2 |
| |||
8. | Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов | 1 | 2 |
| |||
9. | Параллельные системы | 1 | 1 |
| |||
10. | Матричные и ассоциативные вычислительные сети | 1 | 1 |
| |||
11. | Сети ЭВМ | 1 | 1 |
| |||
Итого | Аудиторные часы | 34 | 17 | 17 |
| ||
Самостоятельная работа | 68 |
| |||||
Всего часов | 102 |
| |||||
СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
1 Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов. Исторический обзор. Направления и перспективы развития средств вычислительной техники. Аппаратная и программная части. Области применения ЭВМ: в науке, технике, промышленности, медицине, экономике, социологии и т. д.
2.Функциональная и структурная организация процессора. Абстрактная и физическая модели. Представление информации в ЭВМ. Арифметические основы вычислительной техники. Булева алгебра. Логические основы вычислительной техники. Синтез и анализ комбинационных схем. Арифметико-логическое устройство. Устройство управление. Сверхоперативное запоминающее устройство и пр. Микропрограммы.
3. Организация памяти в ЭВМ. Устройства памяти. Классификация запоминающих устройств (ЗУ). Операции чтения/запись. Адресная организация ЗУ и их структуры. Ассоциативные ЗУ. Стековая и магазинная память.
4. Основные стадии выполнения команды. Классификация команд (операций). Структура и форматы команд. Способы адресации.
5. Организация прерываний в ЭВМ. Вектор прерывания. Уровни прерываний. Вложенные прерывания. Подпрограмма обслуживания прерываний. Структурная организация прерываний и прямого доступа в память.
6. Организация ввода/вывода. Драйверы ввода/вывода. Цифровая и аналоговая информация. Протоколы обмена информацией. Пример структурной организации обмена информацией.
7. Периферийные устройства. Общие понятия о периферийных устройствах. Принципы действия внешних ЗУ. Методы записи информации. Периферийные устройства персональных компьютеров.
8. Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов. Логическая структура и архитектура ЭВМ. Состав и порядок функционирования ВС. Основные параметры и классификация ЭВМ. Соотношение программных и аппаратных средств, системы ЭВМ. Иерархическое представление ЭВМ, проектные задачи, решаемые на каждом уровне. Иерархия языков описания и средств моделирования вычислительных устройств.
9. Параллельные системы. Структура систем. Принципы организации. Эффективность. Быстродействующие синхронные устройства.
10. Матричные и ассоциативные вычислительные сети. Принцип организации вычислительных систем. Область применения. Физическая структура сети. Логическая структура сети. Основные аппаратные и программные компоненты сети.
11. Сети ЭВМ. Эволюция вычислительных систем.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Рекомендуемая литература
Основная литература.
1. , Сотсков ЭВМ и систем: Учеб. пособие. Под ред. . СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 20с.
2. , Ильина ЭВМ и систем. Учебник для вузов. СПб: Питер, 2006. – 716с.
3. , , Соломенцев ЭВМ и систем. 2-е изд. - Москва. ACADEMIA, 2008. – 320с.
4. , Пескова ЭВМ и вычислительных систем. М.: Форум, 2006. – 352с.
5. , , Партька ЭВМ и вычислительных систем. М.: Форум, 2006.
6. ПятибратовА. П., , Кириченко системы, сети и телекоммуникации. М.: Финансы и статистика, 2008.
7. Архитектура компьютера. 4-е изд. – СПб; Питер, 2003. – 704 с.: ил.
Дополнительная литература.
1. Каган вычислительные машины и системы. М.: Энергоатомиздат, 1985, 522с.
2. , Вашкевич вычислительной техники. М.: Высш. шк., 19с.
3. Компьютеры: Справочное руководство. В 3-х т. Т.1. Под ред. Г. : Мир. 19с.
4. Карлащук лаборатория на IBM PC. 2-е изд. – Москва, 2001. – 726 с.; ил.
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Команда mov. Особенности применения.
2. Команды общего назначения.
3. Команды ввода-вывода.
4. Пересылка адресов.
5. Пересылка флагов.
6. Команды сложения. Коррекция результата сложения. Приращение приемника.
7. Команды вычитания. Коррекция результата вычитания. Уменьшение приемника.
8. Команды безусловных переходов.
9. Команды условных переходов.
10. Управление циклами.
11. Команды обработки строк.
12. Команды прерывания.
13. Устройство компьютера. Основные устройства их функции и связь между ними.
14. Общие принципы построения компьютеров.
15. Команда компьютера и схема ее выполнения.
16. Архитектура и структура компьютера.
17. Центральный процессор.
18. Память. Внутренняя память.
19. Память. Внешняя память.
20. Видео система компьютера.
21. Схема функциональных компонентов и их взаимосвязи.
22. Принцип открытой архитектуры. Интерфейс. Контролеры и адаптеры. Порты.
23. Организация межкомпьютерной связи.
24. Системы счисления.
25. Правило перевода числа из десятичной системы в любую другую.
26. Правило перевода числа из любой системы программирования в десятичную.
27. Принципы сложения, вычитания, умножения и деления в позиционных системах счисления.
28. Представление целых чисел в компьютере.
29. Как производятся операции над целыми числами.
30. Представление вещественных чисел в компьютере.
31. Как производятся операции над вещественными числами.
