Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

Вычислительные машины, системы и сети

Для подготовки дипломированных специалистов по направлениям:

1.  651900 – “Автоматизация и управление”:

специальности 210600 - “Корабельные системы управления”;

2.  652300 – “Системы управления движением и навигация”:

специальности 21050 - “Системы управления летательными аппаратами”;

3.  654500 – “Электротехника, электромеханика и электротехнологии”:

специальности 180900 - “Электрооборудование и автоматика судов”

Санкт-Петербург

2002

Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”

“УТВЕРЖДАЮ”

Проректор по учебной работе

проф. ___________

“_____”_______________2002 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

Вычислительные машины, системы и сети

Для подготовки дипломированных специалистов по направлениям:

1.  651900 – “Автоматизация и управление”:

специальности 210600 - “Корабельные системы управления”;

2.  652300 – “Системы управления движением и навигация”:

специальности 21050 - “Системы управления летательными аппаратами”;

3.  654500 – “Электротехника, электромеханика и электротехнологии”:

специальности 180900 - “Электрооборудование и автоматика судов”

Факультет компьютерных технологий и информатики

Кафедра вычислительной техники

Курс – 2

Семестр – 4

Лекции

30 ч.

Экзамен

семестр

4

Практические занятия

15 ч.

Лабораторные занятия

15 ч.

Зачет

семестр

4

Аудиторные занятия

60 ч.

 

Самостоятельные занятия

60 ч.

Всего часов

120 ч.

 

2002

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры вычислительной техники “____”_______________2002 г., протокол №______.

Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин:

1) информатика.

Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета электротехники и автоматики “____”_____________2002г.

Цели и задачи дисциплины

1.  Изучение способов организации ЭВМ и сетей.

2.  Формирование навыков программирования на языке ассемблера.

Требования к уровню освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины студенты должны:

1.  Знать основные понятия по архитектуре и организации ЭВМ и сетей, по алгоритмам и программам. Знать закономерности функционирования базовых средств ЭВМ.

2.  Уметь создавать и отлаживать программы для ЭВМ.

3.  Иметь представление о технических характеристиках аппаратно-программных средств.

Содержание рабочей программы

Тема 1. Анализ средств реализации программного принципа управления.

Базовые средства аппаратного, микропрограммного и программного обеспечения. Конструктивно-технологические особенности современных ЭВМ. Микропроцессоры, микропроцессорные системы на кристалле (микроконтроллеры) и программируемая логика. Архитектурные особенности базовых средств. Принстонская и гарвардская организации ЭВМ. Среда передачи сигналов – шина. Характеристики типовых шин. Варианты архитектур процессора. Понятие центрального устройства обработки (CPU) и математического сопроцессора. Процессоры для конвейерной обработки команды (инструкции). Понятие исполнительного процессора. Расширение пользовательских возможностей при сочетании RISC-процессора с программируемой логикой. Организация многопроцессорных систем. Отказоустойчивые системы с кластерной архитектурой. Способы организации отказоустойчивой внешней памяти (RAID технология). Архитектура открытых систем и модель взаимодействия компонентов вычислительной сети (клиент-сервер).

Тема 2. Организация системных средств.

Организация аппаратных средств. Типовые инструкции. Схема выполнения инструкций. Организация системного программного обеспечения. Особенности организации операционных систем. Задание информации о конфигурации аппаратных средств. Понятие Plug and Play. Операционные системы реального времени, сетевые операционные системы.

Тема 3. Создание прикладных программ.

Основные этапы разработки программ и необходимые инструментальные средства. Языки программирования высокого уровня. Особенности описания программ на языке ассемблера. Организация ассемблерной программы, основные команды, директивы и операторы. Функции, предоставляемые операционной системой для работы с файлами и устройствами.

Тема 4. Организация хранения информации.

Иерархия устройств хранения информации. Управление основной памятью. КЭШ память. Назначение и организация виртуальной памяти. Преобразование логического адреса в физический. Организация внешней памяти. Файловые системы и средства доступа к файлам. Файлы и устройства. Программный доступ к файлам и устройствам.

Тема 5. Организация прерываний в ЭВМ.

Основные понятия. Типы прерываний. Правила обслуживания запросов прерывания. Контроллер прерывания и правила взаимодействия его с CPU. Организация пользовательских процедур обработки прерываний.

Тема 6. Порты ввода-вывода.

Устройства, контроллеры устройств и порты устройств. Последовательный, параллельный и игровой порты. Символьные и блоковые устройства. Программный доступ к устройствам (низкоуровневый и с помощью драйверного интерфейса). Драйверы устройств. Базовые программы управления портами (BIOS). Интерфейс периферийных устройств. Способы организации дальней связи: непосредственная связь через последовательный порт (телеграфная), модемная и связь через локальные сети.

Тема 7. Организация сети ЭВМ.

Четырех и семи уровневые модели сети ЭВМ. Комплект протоколов TCP/IP, обеспечивающих передачу данных, обмен маршрутной информацией, разрешение адресов. Структура протокольных модулей в узле сети TCP/IP. Подключение рабочей станции к сети. Сетевой адаптер, трансивер и клиентское программное обеспечение. Прием и передача пакетированных данных. Порядок преобразования IP-адреса в аппаратный адрес. Прямая и косвенная маршрутизация IP-пакетов.

Перечень лабораторных работ

№

Наименование работы

Номер темы

1

Освоение отладочных средств и способов адресации.

2

2

Отладка программного модуля, осуществляющего перемещение числовых объектов исходного массива в другой массив.

3

3

Отладка программного модуля ввода с клавиатуры.

6

4

Отладка программного модуля вывода на экран числовых результатов.

6

5

Отладка программного модуля битовой обработки числового объекта.

2

6

Отладка программного модуля обработки файла.

4

7

Объединение ранее созданных программных модулей.

3

Перечень практических занятий

№

Наименование темы занятия

Номер темы программы

1

Структура программы и функции, доступные пользователю через программные прерывания процессора.

5

2

Многомодульные программы и представление информации в ЭВМ.

2

3

Разработка программного модуля ввода информации.

6

4

Программирование вывода на экран числовых результатов.

6

5

Программирование с использованием средств манипулирования битами.

2

6

Программирование с использованием средств работы с файлами.

4

7

Документирование программного продукта.

3

Распределение учебных часов по темам и видам занятий

№

темы

Название разделов и тем

Объем учебных часов

Семестр

Лекции

Лабор.

занятия

Практ.

занятия

Аудит.

занятия

Самост.

работа

Всего

1

Анализ средств реализации программного принципа управления

5

4

9

4

2

Организация системных средств

4

4

4

8

20

4

3

Создание прикладных программ

6

3

3

10

22

4

4

Организация хранения информации

5

2

2

10

19

4

5

Организация прерываний в ЭВМ

3

2

2

10

17

4

6

Порты ввода-вывода

3

4

4

10

21

4

7

Организация сети ЭВМ

4

8

12

4

ИТОГО:

30

15

15

60

120

ЛИТЕРАТУРА

Основная

№
Название, библиографическое описание
Л
Лр
Пз (С)
Кп

(р)

Инд.

зад.
К-во экз. в библ. (на каф.)
Гриф
1
Программирование на языке ассемблера IBM PC. М.: “Диалог МИФИ”, (1996 – 1999, 2001)
4
4
4
16
2
В. Юров, С. Хорошенко ASSEMBLER учебный курс. СПб.: Питер, 1999.
4
4
4
23
3
, Компьютерные сети. СПб.: Питер, 2001.
4
4
4
80
Дополнительная
№
Название, библиографическое описание
К-во экз. в библ. (на каф.)
1

Assembler для DOS, Windows и Unix. М.: ДМК, 1999.

-
2

Самоучитель по системным функциям MS DOS. М.: Радио и связь “Энтроп”, 1995.

ч/з
3
, Финогенов на языке ассемблера IBM PC. М.: Принтер, 1997.

-


Автор:

(с к. т. н., доцент

Рецензент

д. т. н., профессор

Зав. кафедрой вычислительной техники

д. т. н., профессор

Декан факультета компьютерных технологий и информатики

д. т. н., профессор

Программа согласована:

Зав. кафедрой корабельные системы управления

д. т. н., профессор

Зав. кафедрой системы автоматического управления

д. т. н., профессор

Зав. кафедрой электрооборудование и автоматика судов

д. т. н., профессор

Декан факультета электротехники и автоматики

д. т. н., профессор

Зав. отделом учебной литературы (для технических дисциплин)

Председатель методической комиссии факультета

электротехники и автоматики

к. т.н., доцент

Руководитель методического отдела

к. т.н., доцент