Робоча програма кредитного модуля (стр. 2 )

№ з/п	Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС)
Розділ I. ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ОРГАНІЗАЦІЇ ТА ФУНКЦІОНУВАННЯ ЕЛЕКТРОННО-ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ МАШИН (КОМП’ЮТЕРІВ)
1	Тема 1. Введення в курс. Історія розвитку ЕОМ. Принципи побудови ЕОМ Лекція 1. Еволюція у світі комп’ютерів. Основні принципи побудови комп’ютерів Історія, тенденції і перспективи розвитку обчислювальної техніки. Бэббіджа и Дж. фон Неймана. Закон Мура, хвилі Макімото. Класифікація МПС по Фліну. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС: вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [1], с.9 − 36; [3], с. 31 − 37 − ознайомитися із материалами інтернет-посилань у тексті лекції [5,(Лекція 1)]
2	Тема 2. Поняття інформації. Подання інформації в ЕОМ. Системи числення Лекція 2. Iнформація і одиниці її виміру Поняття інформації. Ентропія, як кількісна міра інформації. Априорна і апостериорна ентропія. Одиниці вимірювання інформації - біт, байт, полубайт (тетрада), слово, подвійне слово, параграф та інше. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою.
3	Лекція 3. Системи числення. Подання інформації в ЕОМ Подання цілих чисел. Числовий позиційний код. Поняття розряду. Системи числення - двійкова, вісімкова, шістнадцяткова. Правила перетворення чисел з однієї системи числення в іншу. Подання від¢ємних чисел (прямий, зворотний та додатковий код). Арифметичні операції в двійковій і шістнадцятковій системах числення. Алгоритми додання та добутку двійкових чисел.. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою; − Підготувати відповіді на контрольні питання [3], с. 64 − 84; Вивчити теоретичний матеріал та розв’язати контрольні питання до лабораторної роботи №1, [6], с. 5 − 86
4	Тема 3. Концептуальна модель і принципи функціонування ЕОМ. Лекція 4. Загальна структура ЕОМ Пам’ять, процесор, пристрої зберігання та вводу-виводу інформації. Концептуальна модель процесора (арифметико-логічний та керуючий пристрої, акумулятор та регістри загального призначення). Загальні уявлення про команду і систему команд. Командні і машинні цикли, фази виконування Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою Литература: [5], [6], с. 5 − 86, Лекція 2
5	Лекція 5. Принципи модульності, магистральности та мікро-програмного управління ЕОМ. Принципи організації введення-виведення Пам’ять та ії організація. Шинна організація взаємодії процесора, пам’яті та пристроїв (портів) вводу-виводу. Принципи роздільного вводу-виводу і вводу-виводу відображеного в пам¢ять. Узагальнена схема порту вводу-виводу. Розгляд завдання ДКР Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [5], [6], с. 5 − 86 Виконати ДКР ( Додаток Б)
Розділ 2. ОСНОВИ АРХІТЕКТУРИ ПРОЦЕСОРІВ Ix86 ТА ПРОГРАМУВАННЯ НА АЛГОРИТМІЧНОЇ МОВІ АСЕМБЛЕР
6	Тема 4. Прикладна архітектура процесорів сімейства ІAPx86 Лекція 6. Архітектура процесорів сімейства iAPx86 Еволюція процесорів архітектури іх86 (от 8086 до Pentium IV). Основні характеристики процесорів Intel 8086/286/386/486, Pentium, Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II/III/IV, Celeron, Xeon, AMD K6-2, K6-3, K7 (Athlon). Програмістська модель процесора архітектури іх86 у 16 та 32 розрядному режимі. Регістри користувача та системні регістри. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [1], с.42 − 56; [3], с. 90 – 100; [5], Лекція 3-5;[6], с. 5 − 86
7	Тема 5. Організація пам’яті в архітектурі х86 Лекція 7. Організація пам’яті в архітектурі х86 Організація пам’яті. Поняття сегментації, логічного, лінійного та фізичного адресів в реальному (R-mode) та захищеному (P-mode) режимах адресації пам’яті. Ресурси підтримки сегментації пам’яті: – сегментні регістри і їх використання в реальному (R-mode) та захищеному (P-mode) режимах адресації. Загальна структура та призначення дескрипторів сегментів та системних таблиць дескрипторів (GDT, LDT). Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [2], с. 27 − 44; [3], с. 90 – 100;
8	Тема 6. Типи і формати даних процесорів архітектури іх86. Лекція 8. Типи і формати даних Машинне подання даних. Типи (формати) даних в IAPx86.. Формати подання чисел із фіксованою та плаваючою комою. Арифметика чисел з плаваючою комою и алгоритми реалізації операцій (нормалізація, додання, добуток чисел). Стандарти обробки чисел з плаваючою комою (IEEE 754, IEEE 854 та інше). Кодування символів (АSСІІ, Unicode), двійково кодовані десіткові числа (ВСD). Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [2], с. 27 − 44; [3], с. 90 – 100; [5].
Розділ 3. ОСНОВИ ПРОГРАМУВАННЯ НА АЛГОРИТМІЧНОЇ МОВІ АСЕМБЛЕР.
9	Тема 7. Структура програми на алгоритмічної мові Асемблер. СОМ і ЕХЕ формати програм. Лекція 9. Основи Асемблеру. Структура програми на Асемблері. Основні поняття алгоритмічної мови асемблер (assemble language). Структура програмного модуля. Формати директив і команд асемблера. Використання імен і меток. Сегментація програм. Стандартні та спрощенні директиви сегментації програми. Директиви визначення даних, констант, процедур. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [1], с.57 − 78; [2], с. 82 – 133; [5], Лекції 6,7; Додатки (файл: Дірективи сегментації); Виконати індивідуальне завдання до лабораторної роботи 1,[6], c. 86 − 102
10	Лекція 10. СОМ і ЕХЕ формати програм. Технологія створення програм Структура, призначення та використання PSP- префікса сегмента програми. СОМ і ЕХЕ формати програм. Ініціалізація сегментних регістрів в com i exe файлах. Основні програмні (інструментальні) засоби автоматизації програмування – компілятор асемблер (assembler), компоновщик (linker), налагоджувач (debugger). Огляд програм та інтегрованих програмних середовищ від Microsoft, Borland, Watcom, NuMega та інше. Технологія створення і налагоджування програм. Основні директиви і опції компілятора (tasm. exe), компоновщика (tlink. exe) і налагоджувача програм (td. exe) від Borland. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [2], с. 144 − 149; [3], с. 189 − 218; [5], Лекції 8 − 9; [6], c. 86 − 102 Додатки (файли:Опції транслятора ТАSМ, Дірективи сегментації, Assembler_Errors) Вивчити теоретичний матеріал та виконати індивідуальне завдання до лабораторної роботи 2/
11	Тема 8. Способи адресації даних і формати команд в архітектурі ix86 Лекція 11. Способи адресації даних Способи адресації операндів в командах. Безпосередня (immediate), регістрова, пряма (direct address), базова, індексна та базово-індексна адресація. Фрагменти програм роботи з одномірними та двомірними масивами.
12	Лекція 12. Формати команд Класифікація команд. Формати команд цілочисленої обробки даних. Префікси команд. Поле коду операції. Байт режиму адресації mod-reg-r/m (постбайт). Кодування регістрів (reg), способів адресації пам’яті (mod, r/m), бази (base) та індексу (index), масштабу (scale). 16-бітна і 32-бітна адресації).
13	Лекція 13. Структури даних Поняття структур даних. Доступ к даним за допомогою структур. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [2], с.; [3], с. 227 − 232, [5], Лекції 10, 11; [6], c. 86 − 102
14	Тема 9. Виведення даних на екран та їх введення у EОМ за допомогою клавіатури Лекція 14. Виведення даних на екран Функції DOS і BIOS для відображення інформації на екрані комп’ютера у текстовому та графічному режимі. Відображення тексту шляхом безпосереднього запису у відеопам’ять.
15	Лекція 15. Введення даних з клавіатури Функції DOS і BIOS для вводу символів і строк символів з клавіатури. Розгляд примірників програм. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [3], с. 628 − 633; Вивчити теоретичний матеріал та виконати індивідуальне завдання до лабораторної роботи 3,[6], c. 86 − 102
16	Тема 10. Система команд процесорів iAPx86 Лекція 16. Команди пересилки даних Типи команд і приклади їх використання. Команди пересилки даних (mov, xchg), стекові операції (push, pop), операції вводу-виводу (in, out).
17	Лекція 17. Команди арифметичної та логічної обробки Команди арифметичної та логічної обробки даних в двійковому та BCD форматах (add, adc, sub, sbb, daa, das, aaa, aam, mul, imul, div, idiv).
18	Лекція 18. Команди передачі керування Команди передачі керування. Умовні та безумовні переходи (jmp, jcc, jcxz). Програмування циклів (loop, loope/loopz, loopne/loopnz).
19	Лекція 19. Команди обробки строк Команди обробки строк (movs, cmps, scac, lods, ins, outs). Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою [2], с.; Вивчити теоретичний матеріал та виконати індивідуальне завдання до лабораторної роботи 4
20	Тема 11. Процедури і макрокоманди. Багатомодульне програмування Лекція 20. Процедури і макрокоманди. Ближні та дальні процедури. Способи виклику процедур і передачі параметрів процедурам. Макрокоманди. Створення та використання макрокоманд. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою Вивчити теоретичний матеріал та виконати індивідуальне завдання до лабораторної роботи 4; [6], c. 106 − 188
21	Тема 12. Організація переривань в архітектурі х86 Лекція 21. Переривання в архітектурі х86 Поняття та призначення переривань. Види переривань. Загальні принципи обробки переривань. Поняття вектору переривань. Таблиця векторів переривань (IVT – Interrupt Vector Table). Створення власної (“користувацької ”) програми обробки переривань та її підключення до системи переривань за допомогою функцій DOS. Встановлення процедури обробки переривань безпосереднім зверненням до таблиці векторів переривань. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою. Доповнення (файл: Функції переривань BIOS и MS DOS.doc)
Розділ 4. ІНТЕГРАЛЬНІ КОМПОНЕНТИ МІКРОПРОЦЕСОРНИХ КОМПЛЕКТІВ СІМЕЙСТВА MCS iX86 ТА ЇХ ЗАСТОСУВАННЯ У СКЛАДІ ЕОЗ
22	Тема 13. Системна шина ЕОМ. Взаємодія процесора, пам’яті і засобів введення/виведення. Принципи побудови систем пам'яті та систем введення/виведення Лекція 22. Системна шина ЕОМ Структура системного блоку на основі процесорів архітектури Intel x86. Взаємодія процесора з пам’яттю і системою (портами) введення/виведення. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою. Доповнення (файл: CPU_RAM_IO)
23	Лекція 23. Організація введення-виведення Способи введення/виведення. Організація порту прямого введення-виведення. Програмне керування портом прямого введення-виведення. Введення-виведення з очікуванням готовності та програмним підтвердженням завершення операції (квітуванням). Порт введення із стробуванням та апаратним підтвердженням. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою. Доповнення (файл: In_Out.doc)
24	Тема 14. Паралельний програмований інтерфейс ППІ (PPI i8255А) Лекція 24. Паралельний програмований інтерфейс ППІ (PPI i8255А) Призначення, структура та програмістська модель PPI 8255. Режими роботи, та програмування PPI. Примірники використання ВІС PPI для розробки інтерфейсу прикладів введення/виведення даних у ЕОЗ. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою. Доповнення (файли: 8255.doc, 2.htm)
25	Тема 15. Програмований інтервальний таймер (PIT i8254) Лекція 25. Програмований інтервальний таймер (PIT i8254) Призначення, режими роботи, програмістська модель та основи програмування PIT. Приклади застосування таймера у МПС. Системний таймер ПЕОМ. Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою. Доповнення (файл: 8254.doc)
26	Тема 16. Програмований контролер переривань (PIC i8259A) Лекція 26. Програмований контролер зовнішніх переривань. Система переривань у ПЕОМ Структура та програмістська модель програмованого контролера зовнішніх переривань (PIC– Programmable Interrupt Controller) i8259A. Схема каскадного підключення Master–Slave PIC в системі обслуговування зовнішніх переривань ПЕОМ. Програмування РІС Дидактичні засоби, які забезпечують наочність лекції − pps-презентації. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою. Доповнення (файл: 8259.doc)
27	Тема 1. Оверлеї та резидентні (TSR) програми. Драйвери Лекція 27 Резидентні програми та оверлеї. Функції управління пам’яттю. Резидентні (TSR) програми. Створення оверлеїв. Основи розробки драйверів. Завдання на СРС – вивчити викладений матеріал та поглибити знання за темою. Доповнення (файл: Оверлеї в EXEC. doc)

5. Лабораторні заняття (комп’ютерний практикум)

Основні завдання лабораторних занять (комп’ютерного практикуму) полягають

− у закрипленні теоретичних положень з архітектури процесорів іх86;
− у придбанні студентами вмінь створення програм для процесорів іх86 на мові ассемблер;
− в набутті практичного досвіду використання інструментальних засобів створення та відлагодження программ для процесорів іх86.

Самостійна робота студентів з підготовки до лабораторних занять виконується відповідно до поточної теми (для кожного лабораторного заняття). Посілання на літературу та інші джерела інформації для самрстійного освоення материалу кожної теми надані у методичніх рекомендаціях до лабораторних робіт.

№ з/п	Назва лабораторної роботи (комп’ютерного практикуму)	Кількість ауд. годин
1.	Лабораторна робота №1. Знайомство з архітектурою iAPx86..	8
2.	Лабораторна робота №2. Основи програмування на Асемблері. COM і EXE програми.	4
3.	Лабораторна робота №3. Функції вводу-виводу. Методи адресації даних	4
4.	Лабораторна робота №4. Система команд. Команди обробки даних	4
5. …	Лабораторна робота №5. Система команд. Команди переходів та організації циклів	4
6.	Лабораторна робота №6. Організація підпрограм. Способи передачі параметрів	4
7.	Лабораторна робота №7. Система команд. Команди обробки ланцюжків	4
8.	Лабораторна робота №8. Резидентні програми, оверлеї, EXEC	4

Завдання на СРС - Вивчити теоретичний матеріал, розв’язати контрольні питання та виконати індивідуальні завдання до лабораторних робіт №1 -№8.

6. Індивідуальні семестрові завдання

(Домашня контрольна робота - ДКР)

Індівідуальна самостійна робота студентів в семестрі полягає у підготовці до лекційних,  лабораторних занять, модульної контрольної роботи, а також у виконанні завдань домашньої контрольної роботи (ДКР) та  підготовки до екзамену.

Завдання до ДКР

По матеріалам розділу 1 модулю 1 студенти самостійно створюють концептуальну модель керуючої ЕОМ, із особистою системою команд, яку інтерпрету-ють на мікропрограмному рівні (див. Додаток Б).

7. Контрольні роботи

Навчальним планом передбачено одна модульно-контрольна робота. Модульна контрольна робота виконується по закінченні вивчення учбового матеріалу кредитного модулю з метою оцінки рівня підготовки студентів та посилення об’єктивного фактору в оцінюванні знань під час заліку.

Також здійснюється поточний контроль знань на лабораторних заняттях в академічних групах.

Варіанти завдань до МКР та методика іх проведення надані у відповідному документі [7].

9. Рейтингова система оцінювання результатів навчання

Оцінка успішності студентів в вивченні дисципліни проводиться за рейтинговою системою (РСО). В основу РСО покладено поопераційний контроль і накопичення рейтингових балів за різнобічну навчально-пізнавальну діяльність студентів у процесі навчання. Положення про рейтингову систему оцінки успішності студентів з дисципліни наведено в

В разі успішного виконання лабораторних і контрольних завдань студент до закінченню модулю накопичує за РСО таку кількість балів, яка є достатньою для автоматичного отримання заліку.

В разі, як що накопичених балів не достатньо для автоматичного зарахування матеріалу модулю, то студент складає залік. Примірники питань (білетів) до заліку наведені у Примірник групування питань у залікові завдання (білети) надано у Додатку Е

10. Методичні рекомендації

Методика вивчення даного навчального модулю враховує як специфіку дисципліни, так і той факт, що він викладається у 5-му семестрі підготовки бакалаврів з конструювання радіоелектронних апаратів і є першим модулем у циклі дисциплін спрямованих на вивчення архітектури, схемотехнічних та програмних рішень обчислювальних та мікропроцесорних засобів РЕА.

1. У модулі студенти вперше ознайомлюються із базовим поняттями та основними принципами роботи ЕОЗ, ЕОМ і МПЗ, з особливостями та спільними рисами існуючих архітектур процесорів та організації ЕОМ. Тому лекційна частина курсу, а саме його початкові теми, у яких вивчаються загальнотеоретичні питання, може не завжди корегуватися із тематикою і змістом лабораторних занять («запізнюватися» за часом) .

2. Враховуючи цей момент, на початку кожного лабораторного заняття, спрямованого на освоєння нової теми курсу, викладач пояснює основні теоретичні відомості, необхідні для виконання лабораторного завдання.

3. У якості основного технічного засобу для відпрацювання лабораторних завдань застосовується універсальні IBM-сумісні ЕОМ, а також спеціальні навчально-лабораторні стенди.

Наочність та ефективність лекційних занять забезпечена використанням мультимедійних засобів, демонстрацією прикладів програм, а також застосуванням на лабораторних заняттях і під час самостійної роботи студентів сучасних інструментальних засобів створення та відладки програм, а також лабораторних стендів.

11.Рекомендована література

11.1. Базова

1. Мікропроцесорна техніка : Підручник / Ю. І.Якименко, та інш. /За ред. . – К.: Політехніка, Кондор, 2008. – 440с.

2. Брэй Б. Микропроцессоры Intel: 8086\8088, 80186\80188, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium Pro Processor, Pentium II, Pentium III, Pentium 4. Архитектура, программирование и интерфейсы. Шестое издание: Пер. С англ. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 1328 с.: ил.

3. П. Абель. Ассемблер. Язык и программирование для IBM PC. – К.: Век+, М.: ЭНТРОП, 2005. − 736 с.

4. Assembler: учебный курс. – Спб.: «Питер», 2000 –672 с.,ил.

5. єв. Курс лекцій з дисципліни «Обчислівальні та мікропроцесорні засоби електронних апаратів». Частина 1. «Архітектура та програмування процесорів Intel». К.: НТУУ «КПІ» , 2006 − 2010 р. р. − Електронне навчально-методичне видання на сервері кафедри KEOA.

6. "Обчислювальні та мікропроцесорні засоби ел. апаратів" Частина 1. Архітектура та програмування МП Intel x86". Посібник для студентів напрямку підготовки 6.050902 "Радіоелектронні апарати" /Уклад. єв, − Електронний засіб навчального призначення
НМУ №Е9/10-42. (Розташовано на сервері кафедри KEOA).

7. Методичні рекомендації до виконання модульної контрольної роботи з кредитного модуля ЗП-07.1 “Обчислювальні та мікропроцесорні засоби в радіоелектронній апаратурі 1” для студентів напряму підготовки 6.050902 «Радіоелектронні апарати» / Уклад.: єв, – 2014 р. – 29 с.

10.2. Допоміжна

8. Вильям Столлингс. Структурная организация и архитектура компьютерных систем, 5-е изд.: Пер. с англ. — М:Издательский дом "Вильямс", 2002 . — 896

9. Организация ЭВМ. 5-е изд./ Заки С — СПб: "Питер"; Киев: Издательская группа ВНV, 2003 /— 848 с/: ил. — (Серия «Классика computer sciencs»)

10. Assembler для DOS, Windows и UNIX. – М.: ДМК Пресс, 2000, - 608 с., ил.

11. Ирвин Кип. Язык яссемблера для процессоров Intel, 4-е издание.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. – 912 с.: ил

12. Процессоры Pentium II / Pentium Pro и просто Pentium. – Спб.: «Питер», 1999. –288 с.,ил. (Серия «Для программистов»).

13. Assembler. Практикум. — Спб.: «Питер», 2001

14. Пирогов . Учебный курс 2-е изд. —.СПб:BHV, 2003

15. Л. Скенлон Персональные ЭВМ IBM PC/ХТ. Программирование на языке ассемблера. М.: Радио и связь, 1989

16. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, ХТ и АТ. :Пер с англ./ – м.: Финансы и статистика, 1992. – 544 с., ил.

17. , . Вероятность и информация. М.:Издательство «Наука», 1973 г., 512 с., ил.

18. К. Шеннон. Математическая теория связи. В кн.: «Работы по теории информации и кибернетике», М.: ИЛ, 1963, стр.