Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования (стр. 2 )

3.2. Содержание обучения по профессиональному модулю (ПМ)

Наименование разделов профессионального модуля (ПМ), междисциплинарных курсов (МДК) и тем	Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)	Объем часов	Уровень освоения
1	2	3	4
ПМ 02 Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования		230
Раздел 1 . МДК.02.01. Микропроцессорные системы		160
1.1 Микропроцессоры и микропроцессорные системы Тема 1.1.1 История развития ВТ	Содержание	2
1.	Причины успеха персональных компьютеров. Принцип открытой архитектуры.	1
2	Причины успеха персональных компьютеров.
3	Принцип открытой архитектуры.
Тема 1.1.2 Архитектурные особенности вычислительных систем различных классов	Содержание	8
1.	Принципы построения ЭВМ.	1
2	Основные отличительные черты архитектуры современных ЭВМ и первых ЭВМ.
3	Архитектура ПЭВМ. Обобщенная структура ПЭВМ.
4	Системная магистраль. Системная плата: основные модули, их характеристики, разъемы.
5	Основные характеристики ЭВМ. Основные области применения ЭВМ различных классов.
6	Классификации вычислительных систем.
Тема 1.1.3 Функциональная и структурная организация ПК	Содержание	8
1	Основные блоки ПК и их назначение.	1
2	Функциональные характеристики ПК.
3	Логическая схема системной платы. Разновидности системных плат. Микропроцессоры и системные платы.
4	Микропроцессоры: типы и характеристики.
5	Физическая и функциональная структура микропроцессора
Лабораторные работы	4
1	Основные блоки ПК. Разновидности системных плат
2	Физическая и функциональная структура микропроцессора (МП)
Тема 1.1.4 Возможности и области применения микропроцессоров и микропроцессорных систем	Содержание	2
1	Возможности и области применения микропроцессоров и микропроцессорных систем. Программное обеспечение МПС.	2
1.2 Микроконтроллеры (МК) семейства AVR Тема 1.2.1 Семейство микроконтроллеров. Общая характеристика МК	Содержание	6
1	Структурная схема микроконтроллеров AVR.	2
2	Назначение основных блоков. Общая характеристика микроконтроллеров AVR.
3	Разработка конструкций на основе микроконтроллеров.
4	Номенклатура семейства, состав, характеристики, основные отличия, применение. Программное обеспечение МК
Лабораторные работы	2
1	Структура МК
Тема 1.2.2 Направления развития элементной базы	Содержание	2	2
1	Направления развития элементной базы.
Тема 1.2.3 Модульный принцип построения	Содержание	4	2
1	Модульный принцип построения. Достоинства модульного принципа построения.
2	Конструкции модулей технических средств ЭВМ
Лабораторные работы	2
1	Принципы построения МК
Контрольная работа по темам 1.1-1.2	2
1.3 Процессорное ядро МК Тема 1.3.1 Основные характеристики и структура типового МК	Содержание	4
1	Характеристики МК.	2
2	Понятия микроархитектура и макроархитектура. Архитектура типового МК.
3	Прохождение команд и данных внутри МК. Функции МК.
Лабораторные работы	10
1	УМК – принцип действия, основные режимы работы
Тема 1.3.2 Устройство управления (УУ), арифметико-логическое устройство (АЛУ)	Содержание	4
1	Назначение УУ. Функциональная схема УУ. Особенности программного и микропрограммного управления.	2
2	Назначение АЛУ. Структура АЛУ. Операции пересылки информации в АЛУ. Быстродействие АЛУ
Тема 1.3.3 Логическая структура МК	Содержание
1	Логическая структура МК. Основные вопросы, решаемые при проектирование логической структуры.		2
Тема 1.3.4 Система команд	Содержание	4
1	Система команд.	23
2	Выбор структуры и форматы команд.
Лабораторные работы	2
1	Основные команды микропроцессора
Тема 1.3.5 Способы адресации	Содержание	2
1	Способы адресации.	2
2	Типы архитектурных решений.
Лабораторная работа	2
1	Методы адресации
Тема 1.3.6 Организация ввода/вывода в МК	Содержание	2	2
1	Роль средства ввода / вывода информации в управлении устройств.
2	Программная модель внешнего устройства.
3	Команды ввода / вывода.
Тема 1.3.7 Форматы передачи данных	Содержание	2
1	Способы передачи слов информации по линиям данных: параллельная, последовательная.	2
2	Синхронная и асинхронная передача данных.
3	Форматы передачи данных.
Тема 1.3.8 Параллельная передача данных	Содержание	2
1	Параллельный контроллер вывода, ввода.	2
2	Пример программы передачи байта данных в асинхронном режиме с использованием параллельного контроллера ввода/вывода.
Тема 1.3.9 Способы обмена информацией в МК	Содержание	2
1	Основные режимы ввода/вывода: программно-управляемый ввод/вывод, по прерываниям и прямой доступ к памяти.	1
2	Цикл программного ожидания готовности внешнего устройства
Тема 1.3.10 Последовательная передача данных	Содержание	2	2
1	Функции обмена при использовании последовательной передачи данных.
2	Синхронный последовательный интерфейс.
3	Асинхронный последовательный интерфейс.
Тема 1.3.11 Организация прерываний в МК	Содержание	2
1	Основное отличие обмена данными с ВУ с помощью метода прерывания программы.	2
2	Структура единой программы обработки прерываний и ее связь с основной программой.
3	Формирование векторов прерывания в контроллере ВУ. Реализация приоритетов ВУ.
4	Упрощенная схема взаимодействия контроллера прерываний с процессором и контроллером шины.
Тема 1.3.12 Контроллеры прямого доступа к памяти	Содержание	2	2
1	Достоинства и основные отличия передачи данных с помощью прямого доступа к памяти.
2	Схема взаимодействия блоков МК при прямом доступе к памяти.
3	Виды прямого доступа к памяти: блочный, одиночный.
Тема 1.3.13 Запоминающие устройства (ЗУ). Структура ЗУ.	Содержание	2	2
1	Общие сведения. Классификация. Характеристики.
2	Структура ЗУ. Назначение основных блоков.
Лабораторная работа - Изучение подсистемы оперативной памяти ПК с КЭШем	2
Тема 1.3.14 Статические ЗУ. Динамические ЗУ	Содержание	2	2
1	Статическая и динамическая памяти: назначение, применение, принцип действия, построение.
Тема 1.3.15 ЗУ с произвольной выборкой	Содержание	2	2
1	ЗУ с произвольной выборкой: обозначение, внутренняя структура.
2	Микросхемы памяти в составе микропроцессорной системы.
Тема 1.3.16 Буферная память	Содержание	2
1	Применение и назначение буферной памяти. Структурная схема буферной памяти. Стековая память.	2
2	Структурная схема буферной памяти.
3	Стековая память.
Тема 1.3.17 Программирование	Содержание	6
1	Назначение языка «ассемблер». Формат оператора в языке ассемблера.	2
2	Директивы. Макросы.
3	Процесс ассемблирования.
Практические занятия	12
1	Программирование на языке «ассемблер». для микропроцессорных систем
Тема 1.3.18 Внутримашинный системный и периферийный интерфейсы	Содержание	2
1	Понятие интерфейса. Внутримашинный интерфейс: многосвязный и односвязный.	2
2	Функциональные характеристики системной шины.
3	.Шины расширений. Локальные шины. Стандарты универсальных локальных шин.
4	Периферийные шины. Универсальные последовательные периферийные шины.
Тема 1.3.19 Аппаратно-программные средства повышения надежности работы	Содержание	2
1	Качество и эффективность информационных систем.	2
2	Надежность информационных систем. Основные показатели надежности. Виды обеспечения надежности.
3	Практическая реализация надежных информационных систем.
Тема 1.3.20 Минимизации потребления энергии в системах с МК	Содержание	2
1	Режимы пониженного энергопотребления: режим холостого хода, экономичный режим.	2
1.4 Особенности проектирования микропроцессорных систем Тема 1.4.1 Этапы проектирования микропроцессорных систем	Содержание	2
1	Уровни представления микропроцессорных систем. Последовательность этапов для создания микропроцессорных систем.	2
2	Ошибки на этапах проектирования. Проверка правильности проекта.
Лабораторная работа	Не предусмотрено2
1	Этапы пПроектирования микропроцессорных систем.
Тема 1.4.2 Средства разработки микропроцессорных систем	Содержание	2
1	Отладка программ. Обнаружение ошибки и диагностика неисправности.	2
2	Свойства контролепригодности системы.
3	Функции средств отладки. Автономная отладка.
4	Комплексная отладка микропроцессорных систем
5	Состояние производства и использование МПС
Лабораторные работы	2
1	Средства разработки микропроцессорных систем.
Контрольная работа по темам 1.3-1.4	2
Итоговая аттестация	экзамен
Самостоятельная работа при изучении МДК.02.01.	70
Самостоятельная работа студентов включает в себя подготовку к лабораторным занятиям и выполнение расчетно-графической работы и домашних заданий. В результате лабораторных занятий и выполнения РГР, входящих в состав курса, студент должен: - освоить технологию написания и отладки прикладных программ для МПС и МК с использованием соответствующего инструментального программного обеспечения; - быть способным самостоятельно проектировать фрагменты резидентного программного обеспечения для конкретных типов МК. В результате выполнения расчетно-графической работы студент должен: - приобрести навыки работы с отечественным и зарубежным информационно-справочным материалом; - уметь самостоятельно проектировать аппаратное и программное обеспечение заданного типа МК. Примерная тематика домашних заданий 1 Доклады: - Команды обращения к устройствам ввода - вывода - Выбор уровня прерываний, маскирование сигналов прерывания - Интерфейсы магистрально-модульных микропроцессорных систем. - Каналы ввода-вывода данных. - Соотношение программных и аппаратных средств - Понятия многомашинной системы. - Системы телеобработки. - Классификация вычислительных систем по способу обработки. - Эволюция вычислительных систем. - Основные проблемы построения сетей 2 Проработка конспектов 3 Изучение информационно-справочной литературы 4 Ознакомление с технической литературой 5 Проработка подшивки журналов «Мир ПК», «Компьютер Пресс», «Радио мир» за текущий год. 3 6 Выполнение индивидуальных практических заданий
Учебная практика Виды работ: 1) составлять программы на языке ассемблера для микропроцессорных систем; 2) выполнять требования технического задания по программированию микропроцессорных систем; 3) создавать и отлаживать программы реального времени средствами программной эмуляции и на аппаратных макетах	36
Примерная тематика курсовых работ (проектов): Курсовой проект может быть выполнен в одном из следующих видов:  1 Курсовой проект, посвященный разработке промышленного изделия (электронной аппаратуры, микросборки, МК).  2 Курсовой проект,  посвященный разработке программного продукта (программного изделия).
Обязательная аудиторная учебная нагрузка по курсовой работе (проекту):	30
Раздел 2. МДК.02.02. Установка и конфигурирование периферийного оборудования		152
2.1 Общие сведения о периферийных устройствах (ПУ) Тема 2.1.1 Классификация периферийных устройств. Общие принципы построения	Содержание	4
1	Назначение ПУ. Классификация ПУ: ВЗУ, диалоговые средства пользователя, устройства ввода/вывода информации, средства связи и телекоммуникации	21
2	Общие принципы построения. Физические основы работы
Тема 2.1.2 Программная поддержка работы периферийных устройств	Содержание	4
1	Программная поддержка работы периферийных устройств.	2
2	Схема передачи байта информации от прикладной программы на ПУ
Тема 2.1.3 Структура и стандарты шин ПК	Содержание	4
1	Структура шины ПК.	21
2	Основные характеристики шины.
3	Стандарты шин ПК: ISA, EISA, VESA, PCI, AGP, USB, IEEE, SCSI; архитектура шин.
4	Последовательный и параллельный порты
Тема 2.1.4 Механизмы ПУ	Содержание	2
1	Механизмы периферийных устройств: виды, назначение, принципы работы.
Практические занятия	2
1	Механизмы периферийных устройств
2.2 Внешние запоминающие устройства (ВЗУ) Тема 2.2.1 Классификация ВЗУ	Содержание	2
1	Классификация ВЗУ. Назначение ВЗУ.	2
2	Физические основы процессов записи и воспроизведения информации на магнитных носителях
Тема 2.2.2 Накопители на гибких дисках	Содержание	2
1	Конструкция дискет 5, 25˝ и 3,5	2
2	Организация дисковой памяти.
Практические занятия	2
1	Механические и электронные узлы дисковода
Тема 2.2.3 Накопители на жестких магнитных дисках	Содержание	4
1	Интерфейсы жестких дисков. Основные характеристики.	2
2	Конструкция и принцип действия.
Практические занятия	2
1	Конструкция накопителей на жестких магнитных дисках
Тема 2.2.4 Накопители на компакт-дисках	Содержание	4
1	Приводы CD-ROM: геометрические характеристики компакт-диска; конструкция оптико-механического блока привода CD-ROM; эксплуатационные характеристики.	2
2	Форматы записи информации на CD
Тема 2.5 Накопители с однократной записью CD-WORM/CD-R и многократной записью информации CD-RW	Содержание	2
1	Назначение накопителей. Сравнительная характеристика, варианты подключения, стандарты.	2
Тема 2.2.6 Накопители DVD	Содержание	2
1	Назначение, элементы рабочей поверхности дисков форматов CD и DVD, варианты исполнения DVD-дисков.	2
Тема 2.2.7 Накопители на магнитооптических дисках	Содержание	2
1	Назначение, история создания, строение, схемы записи и чтения информации в магнитооптическом накопителе, применение	2
Практические занятия	2
1	Конструкция накопителей на магнитооптических дисках
Тема 2.2.8 Накопители на магнитной ленте	Содержание	2
1	Назначение, история развития, стандарты записи данных на магнитной ленте.	2
2	HакопителиНакопители LS
Контрольная работа по темам 2.1-2.2	2
2.3 Устройства отображения информации Тема 2.3.1 Мониторы на основе ЭЛТ	Содержание	4
1	Мониторы на основе ЭЛТ: конструкция, формирование растра на экране монитора, отличие от телевизоров,	2
2	Принцип действия ЭЛТ цветного монитора, типы ЭЛТ мониторов, основные характеристики. Цифровые и аналоговые мониторы.
3	Мультимедийные мониторы
Практические занятия	2
1	Мониторы на основе ЭЛТ
Тема 2.3.2 Плоскопанельные мониторы	Содержание	6
1	ЖК-мониторы: принцип действия ячейки ЖК-мониторов, функциональные возможности, характеристики, преимущества использования, технологии.	2
2	Выбор монитора. Причины неисправности, сбои в работе.
Тема 2.3.3 Видеоадаптеры	Содержание	4
1	Назначение, характеристики, принцип действия.	2
2	Режимы работы видеоадаптеров. Устройство видеоадаптера
Тема 2.3.4 2D - и 3D - акселераторы	Содержание	2
1	Назначение, группы. Синтез трехмерного изображения. 3D - конвейер	2
Тема 2.3.5 Средства обработки видеосигнала	Содержание	2
1	Видеобластер – назначение, обобщенная структурная схема, показатели, типы	2
2.4 Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации Тема 2.4.1 Звуковая система ПК	Содержание	2
1	Назначение, функции, структура звуковой системы ПК, состав: модуль записи и воспроизведения, модуль синтеза, модуль интерфейсов, модуль микшера, акустическая система	2
2	Направления совершенствования звуковой системы
2.5 Устройства подготовки и ввода информации Тема 2.5.1 Клавиатура	Содержание	2
1	Назначение, принцип действия клавиатуры. Конструктивные исполнения	2
Практические занятия	2
1	Конструктивные исполнения клавиатуры
Тема 2.5.2 Оптико-механические манипуляторы	Содержание	2
1	Назначение мыши, принцип действия, типы. Способы подключения к ПК.	2
2	Трекбол, джойстик – назначение, виды, отличия
Тема 2.5.2 Сканеры	Содержание	4
1	Назначение, принцип действия, классификация сканеров. Фотодатчики, применяемые в сканерах. Типы сканеров.	2
2	Механизм работы барабанного сканера. Механизм работы проекционного сканера. Устройство ручного сканера. Цветные сканеры. Причины неисправности, сбои в работе.
3	Аппаратный и программный интерфейсы, характеристики сканеров. Вариант размещения оригиналов разных типов в многофункциональном сканере.
Практические занятия	2
1	Изучение устройства сканеров
Тема 2.5.3 Цифровые камеры. Дигитайзеры	Содержание	2
1	Назначение, конструктивные исполнения, принцип действия, применение цифровых камер.	2
2	Назначение, использование, состав, виды дигитайзеров
2.6 Печатающие устройства Тема 2.6.1 принтеры	Содержание	6
1	Назначение, классификация, режимы печати принтеров. Принтеры ударного типа, принцип действия.	2
2	Струйные принтеры: методы нанесения чернил, принципы действия, характеристики.
3	Фотоэлектронные принтеры. Функциональная схема лазерного принтера, характеристики.
4	Термические принтеры: технологии печати. Рекомендации по выбору принтера
Практические занятия
1	Конструкции, принципы действия, подключение принтеров. Причины неисправности, сбои в работе.	2
Тема 2.6.2 Плоттеры	Содержание	2
1	Назначение, классификация плоттеров	2
Тема 2.6.3 Подключение ПУ	Содержание	4
1	Подключение нестандартных ПУ.	2
2	Подключение модема, блока питания.
3	Подключение блока питания.
Практические занятия	4
1	Установка и конфигурирование ПК и подключение периферийных устройств, подготовка компьютерной системы к работе и настройка и выявление неисправностиПодключение ПУ
Контрольная работа по темам 2.3-2.6	2
Итоговая аттестация	экзамен
Самостоятельная работа при изучении раздела ПМ 02. 02	50
Самостоятельная работа студентов включает в себя подготовку к лабораторным занятиям и выполнение домашних заданий. В результате лабораторных занятий, входящих в состав курса, студент должен: - выполнять установку и конфигурирование ПК; подключение периферийных устройств, подготовку компьютерной системы к работе и настройку; выявлять причины неисправности, сбои в работе. Примерная тематика домашних заданий 1.  Программная поддержка работы периферийных устройств. Схема передачи байта информации от прикладной программы на ПУ 2.  Структура шины ПК. Основные характеристики шины. Стандарты шин ПК: ISA, EISA, VESA, PCI, AGP, USB, IEEE, SCSI; архитектура шин. Последовательный и параллельный порты. 3.  Механизмы периферийных устройств: виды, назначение, принципы работы 4.  Назначение, элементы рабочей поверхности дисков форматов CD и DVD, варианты исполнения DVD-дисков 5.  Конструктивные исполнения клавиатур 6.  Трекбол, джойстик – назначение, виды, отличия 7.  Назначение, использование, состав, виды дигитайзеров 8.  Конструктивные схемы плоттеров, классы, отличительные особенности 9.  Проработка опорных конспектов 10.9.Изучение информационно-справочной литературы 11.9.Проработка подшивки журналов «Мир ПК», «Компьютер Пресс», «Радио мир» за текущий год. 12.9.Ознакомление с технической литературой Выполнение индивидуальных практических заданий
Учебная практика Виды работ 1)составлять программы на языке ассемблера для микропроцессорных систем; 2)1)выполнять требования технического задания по программированию микропроцессорных систем; создавать и отлаживать программы реального времени средствами программной эмуляции и на аппаратных макетах	36
Примерная тематика курсовых работ (проектов): Курсовой проект может быть выполнен в одном из следующих видов:  1.Курсовой проект, посвященный разработке промышленного изделия (электронной аппаратуры, микросборки, МК).  2.1.Курсовой проект,  посвященный разработке программного продукта (программного изделия).
Обязательная аудиторная учебная нагрузка по курсовой работе (проекту):	30
Производственная практика (для СПО – (по профилю специальности) итоговая по модулю Виды работ 1)  выбирать микроконтроллер/микропроцессор (МК/МПС) для конкретной системы управления и производить тестирование и отладку МК/МПС; 2)  осуществлять установку и конфигурирование персональных компьютеров и подключение периферийных устройств; 3)  подготавливать компьютерную систему к работе; 4)  проводить инсталляцию и настройку компьютерных систем; 5) выявлять причины неисправностей периферийного оборудования	72
Всего	490

Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения: 1 – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств); 2 – репродуктивный выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством); 3 – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач).