Аппаратные средства вычислительной техники (стр. 2 )

История создания и развития вычислительной техники, классификация компьютеров, поколения вычислительной техники.

2.  Архитектура современных ЭВМ, структура центрального процессора.

Архитектура и структура компьютера, машина Фон Неймана, принципы Фон Неймана, Гарвардская архитектура.

3.  Архитектура, ориентированная на программное обеспечение, баз данных, объектно-ориентированная архитектура.

4.  Элементы и узлы ЭВМ.

Основные компоненты компьютера, их назначение и взаимодействие в системе. Обзор основных периферийных устройств.

5.  Системы счисления, форматы представления данных в ЭВМ, выполнение арифметических операций.

Системы счисления, перевод чисел из одной системы счисления в другую. Представление информации в ЭВМ, методы двоичного кодирования положительных и отрицательных чисел в ЭВМ.

6.  Кодирование информации.

Методы кодирования данных. Коды с обнаружением ошибок, коды с исправлением ошибок. Совершенные коды. Циклические коды.

7.  Логические основы функционирования ЭВМ.

Основные логические элементы ЭВМ. Основы алгебры логики. Синтез логических схем. Сумматоры. Триггеры.

8.  Организация и структура памяти, системы прерывания, системы ввода-вывода, периферийные устройства.

Организация и структура памяти. Элементы памяти, их назначение, возможности и принцип работы. Система прерываний. Назначение, принцип работы и организация системы прерываний ЭВМ. Система ввода-вывода. Назначение и возможности интерфейсов, основные интерфейсы ЭВМ.

9.  Микропроцессорная техника: понятие микропроцессора (МП), виды технологии производства МП, поколения МП и их основные характеристики.

10. Обобщенная структура МП, основные промышленные линии микропроцессоров, перспективные МП.

11. Системная магистраль, буферизация шин, управление системной магистралью, подключение дополнительных и интерфейсных схем.

Системная плата, ее назначение, основные элементы и их взаимодействие в системе. Системная магистраль. Основные стандарты системных магистралей (шин). Буферизация шин. Управление системной магистралью. Адаптеры внешних устройств (платы расширения).

12. ПЭВМ, рабочие станции и серверы: вопросы проектирования ПЭВМ и рабочих станций.

Использование ПЭВМ в системе обработки информации. ПЭВМ, АРМ, средства обработки сигналов на базе ПЭВМ, архитектура, рабочих станций и серверов.

13. Мини - и микро-ЭВМ, универсальные и специализированные ЭВМ высокой производительности.

14. Основы языка Ассемблера.

Инструментальные средства или что требуется для работы с ассемблером. Использование среды Delphi для изучения языка ассемблера, организация памяти (intel), регистры, непривилегированные команды процессоров Intel серии х86, структура программы на языке ассемблера, простые программы на языке ассемблера.

15. Введение в операционные системы.

ОС MS DOS, ОС MS Windows, ОС Unix история, основные особенности, файловые системы, введение в безопасность операционных систем.

16. Файловые системы. ФС FAT.

Логическая структура жесткого диска. Файловая система FAT, её виды, особенности, ошибки ФС FAT.

17. OC Windows. ФС NTFS.

Обзор версий ОС Windows. Особенности, стратегия безопасности.

18. OC UNIX. ФС использующиеся в ОС UNIX.

Обзор версий ОС Unix. Особенности, стратегия безопасности.

19. Материнская плата. Процессор.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

20. ПЗУ BIOS. Оперативная память.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

21. Дисковая память. Внешние носители информации.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

22. Видео подсистема.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

23. Корпус, блок питания, ИБП.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

24. Сервера для рабочей группы. Блэйд-системы. Системы хранения данных.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

25. Звуковые карты. Коммуникационные устройства.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

26. Ноутбуки и мобильные платформы.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

27. Многопроцессорные комплексы. Суперкомпьютеры.

Назначение, структура, основные характеристики, особенности функционирования, маркировка.

5.  Перечень лабораторных занятий

1.  Архитектура персонального компьютера. С помощью эмулятора машины фон Неймана реализовать алгоритм умножения (деления/возведения в степень/сложения элементов массива/поиска наибольшего элемента), проследить этапы функционирования машины фон Неймана.

2.  Элементы и узлы ЭВМ. С помощью программного конструктора выполнить сборку/разборку системного блока ПК, ноутбука.

3.  Системы счисления (СС). Написать программу на любом языке программирования, переводящую число из одной заданной СС в другую заданную СС.

4.  Системы счисления. Написать программу на любом языке программирования, реализующую побитовые операции (сложение, вычитание, умножение, деление) над операндами в дополнительном коде с отображением: результата, знака результата, четности, флага переноса и флага переполнения.

5.  Коды с обнаружением ошибок, коды с исправлением ошибок. Написать программы на любом языке программирования, реализующие: 1) код с дополнением до четности; 2) код с тройным повторением; 3) циклический код Грея; 4) код Хемминга.

6.  Логические основы функционирования ЭВМ. Придумать булеву функцию от 3-х переменных, выполнить следующие действия: 1) построить таблицу истинности; 2) построить схему; 3) построить СДНФ; 4) привести к базису И-НЕ/ИЛИ-НЕ; 5) упростить с помощью законов булевой алгебры; 6) упростить с помощью карты Карно.

7.  Ассемблер. Написать функцию для выполнения сложения с переносом. Поместить результат в параметр функции, которая после выполнения операции примет значение флага переноса.

8.  Ассемблер. Написать функцию для выполнения сложения, при этом поменять содержимое приемника и источника, поместив сумму операндов — в приемник.

9.  Ассемблер. Написать функцию для выполнения вычитания. Разобрать на примерах как флаги позволяют использовать вычитание как для целых без знака и для учета знака.

10.  Практикум по работе с утилитами операционных систем MS DOS. Работа с утилитами DiskEdit, fdisk — анализ логической структуры жесткого диска и файловой системы FAT.

11.  Практикум по работе с системными утилитами операционной системы Windows. Работа с утилитами Disk Management, Check Disk, Disk Defragmenter (разбиение диска на разделы, выбор загрузочного раздела, поиск и устранение ошибок и неисправностей на жестком диске).

6.  Самостоятельная работа.

Самостоятельная работа включает в себя:

1.  Изучение дополнительного материала по теме.

2.  Изучение научной периодики (печатных и электронных изданий) по теме занятий.

3.  Подготовка доклада по теме. Примерные темы докладов:

a.  OC Windows. Введение, особенности, стратегия безопасности.

b.  Файловая система NTFS, WinFS, ReFS.

c.  OC UNIX. Введение, особенности, стратегия безопасности.

d.  Файловые системы UNIX (s5, ufs, vfs, ext3, др.).

e.  Распределенные файловые системы (nfs, rfs).

f.  Процессоры. Виды, назначение, технические характеристики, маркировка.

g.  Материнская плата, чипсет. Назначение, принцип работы, технические характеристики, маркировка.

h.  Шины расширения, назначение, особенности (PCI 2/3/64/Express, SCSI 1/2/Ultra/Fast, Fibre Channel).

i.  Интерфейсы (СОМ, USB, LPT, FireWire и др.), принцип работы, технические характеристики маркировка.

j.  ПЗУ BIOS. Назначение, параметры настройки, способы защиты компьютера, маркировка.

k.  Оперативная память. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка.

l.  Флэш-носители. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка, средства защиты.

m.  Дисковая память. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка. Средства защиты.

n.  Оптические носители информации. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка. Файловые системы оптических носителей.

o.  Звуковые карты. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка.

p.  Мониторы. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка.

q.  Видеокарты. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка.

r.  Видеоускорители. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка. Технологии трехмерной графики (PhysX, DirectX 3D).

s.  Сетевые карты. Назначение, принцип работы, технические характеристики маркировка, возможности настроек.

t.  Корпус, блок питания, ИБП. Управление электропитанием (стандарты APM, ACPI).

u.  Принтеры. Сканеры.

v.  Ноутбуки. Основные характеристики, архитектура, особенности.

w.  Мобильные платформы. Наладонники, UMPC, планшеты, смартфоны. Архитектура, основные характеристики, особенности. Мобильные ОС.

x.  Сервера для рабочей группы. Блэйд-системы. Системы хранения данных.

y.  Многопроцессорные комплексы. Суперкомпьютеры.

4.  Выполнение дополнительного практического задания по темам:

Тема 4: Элементы и узлы ЭВМ.

Тема 10: Обобщенная структура МП, основные промышленные линии микропроцессоров, перспективные МП.

Тема 14: Основы языка Ассемблера.

7.  Таблица учета самостоятельной работы студента

№ п/п	Наименование темы	Содержание работы	Самост. работа (час)	Итого баллов
1.	История создания вычислительной техники, поколения компьютеров.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
2.	Архитектура современных ЭВМ, структура центрального процессора.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
3.	Архитектура, ориентированная на программное обеспечение, баз данных, объектно-ориентированная архитектура.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	1	0
4.	Элементы и узлы ЭВМ.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Выполнение дополнительного практического задания.	3	2
			8	2
5.	Системы счисления, форматы представления данных в ЭВМ, выполнение арифметических операций.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
6.	Кодирование информации.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
7.	Логические основы функционирования ЭВМ	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
8.	Организация и структура памяти, системы прерывания, системы ввода-вывода, периферийные устройства.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
9.	Микропроцессорная техника: понятие микропроцессора (МП), виды технологии производства МП, поколения МП и их основные характеристики.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
10.	Обобщенная структура МП, основные промышленные линии микропроцессоров, перспективные МП.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Выполнение дополнительного практического задания.	2	5
Всего		15	12	5
11.	Системная магистраль, буферизация шин, управление системной магистралью, подключение дополнительных и интерфейсных схем.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
12.	ПЭВМ, рабочие станции и серверы: вопросы проектирования ПЭВМ и рабочих станций.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
13.	Мини - и микро-ЭВМ, универсальные и специализированные ЭВМ высокой производительности.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
14.	Основы языка Ассемблера.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Выполнение дополнительного практического задания.	2	8
15.	Введение в операционные системы.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	2	0
Всего			10	8
ИТОГО модули 1-3 (семестр 2):		30	15
16.	Файловые системы. ФС FAT.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	4	0
17.	OC Windows. ФС NTFS.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	8	3
18.	OC UNIX. ФС использующиеся в ОС UNIX.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	8	3
19.	Материнская плата. Процессор.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	8	3
Всего			28	9
20.	ПЗУ BIOS. Оперативная память.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	8	3
21.	Дисковая память. Внешние носители информации.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	10	3
22.	Видео подсистема.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	10	3
23.	Корпус, блок питания, ИБП.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	6	3
Всего			34	12
24.	Сервера для рабочей группы. Блэйд-системы. Системы хранения данных.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий). Подготовка доклада по предложенной на выбор теме.	10	2
25.	Звуковые карты. Коммуникационные устройства.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	8	0
26.	Ноутбуки и мобильные платформы.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	8	0
27.	Многопроцессорные комплексы. Суперкомпьютеры.	Изучение дополнительного материала по теме, научной периодики (печатных и электронных изданий).	10	0
Всего			36	2
ИТОГО модули 4-6 (семестр 3):		98	23
Всего:		128	38

8.  Оценка работы студента в рейтинговых баллах

Распределение рейтинговых баллов по модулям, видам работ и контроля.