Утверждена
Министерством образования
Республики Беларусь
« 24 » июня 2001 г.
Регистрационный № ТД -156 / тип
ОСНОВЫ АЛГОРИТМИЗАЦИИ И ПРОГРАММИРОВАНИЯ
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 02 01 «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ,
СИСТЕМЫ И СЕТИ»
Составитель:
- доцент кафедры электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.
Рецензенты:
Лаборатория логического проектирования Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси (протокол № 8 от 20 июня 2000 г.);
- доцент кафедры численных методов и программирования Белорусского государственного университета, кандидат физико-математических наук.
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 30 от 20 марта 2000 г.);
Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 23 ноября 2000 г.)
Согласована с:
Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования;
Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Целью преподавания дисциплины «Основы алгоритмизации и программирования» является обучение студентов навыкам подготовки и решения инженерно-технических и информационных задач, освоение и получение навыков работы с помощью современных вычислительных средств.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
- знать современные технические и программные средства взаимодействия пользователя с компьютером, основы алгоритмизации и проектирования программ, приемы программирования на конкретных алгоритмических языках, основы организации вычислительного процесса в компьютере;
- владеть современной технологией разработки алгоритмов и программ, языками программирования, технологией отладки и решения задач.
Обучение практическому программированию осуществляется на базе языка программирования С.
Дисциплина связана со школьной дисциплиной «Основы информатики и вычислительной техники», дисциплиной «Введение в специальность», читаемой параллельно, используются также знания по математике и физике.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 190 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций – 85 часов, лабораторных работ - 105 часов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел1. Введение в программирование
Тема 1. Введение в программирование
1.1. Основные характеристики алгоритмического языка, область его применения. Алфавит языка. Идентификаторы. Правила записи программ. Основные типы данных: целый, вещественный, символьный; их представление в оперативной памяти; преобразование типов.
1.2. Операция присваивания. Арифметические и битовые операции. Структура программы. Операции отношения, логические операции. Операции сдвига. Приоритет операций. Организация ввода-вывода информации: числовой, символьной. Форматы преобразования данных при ее вводе-выводе.
Тема 2. Управляющие структуры
Разновидности структур алгоритмов. Программирование разветвляющихся структур алгоритмов. Условный оператор. Оператор перехода. Пустой оператор. Составной оператор. Оператор выбора (переключатель).
Программирование циклических структур алгоритмов. Операторы цикла: цикл с заданным числом повторений, цикл с постусловием, цикл с предусловием. Программирование итерационных процессов. Вложенные циклы. Вычисление функций по их разложению в ряд.
Раздел 2. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ
Тема 3. Организация данных. Функции
3.1. Сложные типы данных. Одномерные массивы, их инициализация. Ввод и вывод массивов. Обработка многомерных массивов информации.
3.2. Указатели. Операции над указателями. Связь между указателями и массивами. Обработка многомерных массивов информации, используя указатели.
3.3. Программирование с использованием функций. Передача параметров, стек.
3.4. Обработка текстовых данных. Реализация функций для работы со строками: сравнение, копирование, объединение, ввод, вывод и др. Инициализация строк, указателей на строки символов и на массивы.
3.5. Локальные и глобальные переменные. Классы памяти. Автоматические, внешние, статические и регистровые переменные.
3.6. Программирование с использованием рекурсий.
3.7. Методы сортировки данных.
3.8. Функции с переменным числом параметров. Задание информации в командной строке. Указатели на функции. Массивы указателей на функции.
Тема 4. Структурированные типы данных
Понятие объекта и фундаментальные характеристики объектно-ориентированного программирования (инкапсуляция, наследование, полиморфизм). Понятие класса и иерархии классов. Классы и объекты. Определение классов(class, struct, union). Элементы данных и методы класса. Защита элементов класса и атрибуты доступа. Объявление и определение методов класса. Вызов членов класса. Конструкторы и деструкторы. Наследование свойств и защита данных. Базовые и производные классы. Ограничение доступа. Наследование свойств и модификаторы доступа. Конструкторы базовых и производных классов. Инициализация объектов.
Тема 5. Связные списки. Файлы
5.1. Динамическое использование памяти. Связные списки: стеки, очереди, кольца.
5.2. Графы. Деревья. Бинарные деревья. Функции хеширования.
5.3. Уровни организации данных. Логическая организация данных. Физическая организация данных. Файлы. Бинарные и текстовые файлы. Операции над файлами. Файлы последовательного и прямого доступа.
Тема 6. Проектирование программ
6.1. Организация межмодульных интерфейсов. Модели памяти. Директивы препроцессора. Прагмы. Условная компиляция.
6.2. Проектирование диалоговых программ. Языковые средства машинной графики. Всплывающие меню. Проектирование программ с использованием этих средств.
Примерный перечень ТЕМ лабораторных работ
1. Способы описания алгоритмов.
2. Интегрированная среда программирования. Работа в интегрированной среде.
3. Программирование циклических структур алгоритмов.
4. Итерационные структуры алгоритмов. Вложенные циклы.
5. Обработка многомерных массивов числовых данных.
6. Функции. Обработка массивов строковых данных.
7. Использование указателей при работе со строками и массивами данных.
8. Выполнение программ в отладочном режиме.
9. Рекурсивное использование функций.
10. Программирование задач сортировки массивов данных.
11. Программирование функций с переменным списком параметров.
12. Использование в функциях информации командной строки.
13. Обращение к функциям, используя указатели.
14. Обработка структурированных типов данных.
15. Обработка списковых структур данных. Стеки.
16. Двунаправленные списки данных. Кольца.
17. Обработка списков в виде бинарных деревьев.
18. Создание, копирование, преобразование файлов.
19. Корректировка, сортировка и объединение файлов.
20. Бинарные файлы. Прямой доступ к файлам.
21. Нахождение кратчайшего пути на графе.
22. Создание справочников.
23. Программирование задач с использованием прагм, условной компиляции.
24. Программирование задач с использованием средств машинной графики.
25. Создание диалоговых меню.
26. Создание и использование библиотек пользователя.
Литература
Основная
1. IBM PC для пользователя. - М.: Финансы и статистика, 1991.
2. зык программирования Си. Задачи по языку Си. - М.: Финансы и статистика, 1985.
3. зык программирования Си. - М.: Финансы и статистика, 1992.
4. , От Turbo C к Borland C++. – Мн.: Выш. шк.,1992.
5. Касаткин ресурсами. - Мн.: Выш. шк., 1992.
6. , Фомин на языке Си: Учебное пособие. 2-е доп. изд. - М.: Финансы и статистика, 1999.
7. , , Свитковский в среде Си для ПЭВМ. - М.: Финансы и статистика, 1992.
8. рограммирование на Borland C++ для профессионалов. –Мн.: , 1998.
9. , Круглов в среде Турбо Паскаль. - М.: изд-во МАИ, 1992.
10. Фаронов Паскаль 7.0. Начальный курс: Учеб. пособие. - М.: Нолидж, 1997.
11. , Марченко в среде Turbo Pascal 7.0./ Под ред. . –К.: ВЕК+, М.: ДЕСС, 1999.
12. , , Кузьмич для персональных компьютеров. - Мн.: Выш. шк., 1991.
Дополнительная
1. , , Старых на персональных ЭВМ. - Мн.: Выш. шк., 1993.
2. Turbo Pascal и объектно-ориентированное программирование. - М.: Финансы и статистика, 1992.
3. Зуев программирования Turbo Pascal 6.0.- М.: Унитех, 1992.
Утверждена
Министерством образования
Республики Беларусь
« 24 » июня 2001 г.
Регистрационный № ТД - 157/ тип
КОНСТРУИРОВАНИЕ ПРОГРАММ И ЯЗЫКИ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 02 01 «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ,
СИСТЕМЫ И СЕТИ»
Составитель:
- доцент кафедры электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.
Рецензенты:
Лаборатория логического проектирования Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси (протокол № 8 от 01.01.01 г.);
- доцент кафедры численных методов и программирования Белорусского государственного университета, кандидат физико-математических наук.
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 30 от 01.01.01 г.);
Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 01.01.01 г.).
Согласована с:
Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования;
Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Конструирование программ и языки программирования» разработана для специальности 40 02 01 «Вычислительные машины, системы и сети».
Целью изучения дисциплины «Конструирование программ и языки программирования» является обучение студентов созданию программ на машинно-ориентированном языке и объединению программных модулей, разработанных на разных языках программирования.
Основными задачами является изучение основ программирования на языке ассемблера, получение навыков создания программных средств поддержки, управления и реализации вычислительных процессов.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
- знать основы программирования на языке ассемблера, систему прерываний ПЭВМ типа IBM PC, организацию и взаимодействие резидентных программ;
- уметь самостоятельно разрабатывать программы, реализующие элементы по поддержке и управлению вычислительным процессом, создавать программные комплексы из модулей, написанных на машинно-ориентированном языке и алгоритмических языках программирования.
Задача курса – создать базу для изучения последующих дисциплин:
- «Системное программное обеспечение»;
- «Объектно-ориентированное программирование»;
- «Архитектура персональных ЭВМ».
Изучение дисциплины базируется на материале, следующих дисциплин:
- «Основы алгоритмизации и программирования»;
- «Введение в специальность».
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на общий объем – 135 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам учебных занятий: лекций – 68 часов, лабораторных работ – 67 часов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. ВВЕДЕНИЕ В ЯЗЫК АССЕМБЛЕРА
Тема 1. Введение в язык ассемблера
Язык ассемблера. Регистры процессора. Формат команд. Директивы ассемблера. Структура программы типа СОМ и ЕХЕ. Типы данных. Резервирование памяти. Способы адресации данных. Организация переходов в языке ассемблера. Реализация программ типа СОМ, ЕХЕ с различными вариантами размещения данных. Использование подпрограмм. Макросредства.
Тема 2. Ввод-вывод информации
Ввод информации с клавиатуры. Системная процедура обработки прерываний от клавиатуры. Ввод данных с клавиатуры с использованием системных функций. Переход по функциональным клавишам, анализ состояния клавиатуры. Вывод текстовой информации на экран. Логическая организация видеобуфера. Создание окон, их прокрутка. Работа с видеобуфером. Системные средства управления шрифтами. Установка шрифта пользователя. Обработка строк. Префиксы повторения.
Раздел 2. СИСТЕМА ПРЕРЫВАНИЙ
Тема 3. Система прерываний
3.1. Распределение адресного пространства ПЭВМ. Система прерываний типа IBM PC. Структура обработчиков прерываний. Обработка прерываний от таймера. Часы реального времени.
3.2. Разработка транзитных обработчиков прерываний.
Тема 4. Резиденты. Процессы
4.1. Организация и взаимодействие резидентных программ. Вызов резидента как подпрограмму, используя асинхронные (аппаратные), синхронные (программные) прерывания. Мультиплексное прерывание.
4.2. Управление процессами. Системные средства распределения памяти. Запуск одной программы из пределов другой. Использование информации командной строки.
Тема 5. Графический режим
Вывод графической информации. Видеодрайвер BIOS. Адаптер EGA, VGA и его программное управление.
Раздел 3. СТРУКТУРЫ ДАННЫХ
Тема 6. Файлы
Характеристика файловой системы. Системные средства обслуживания файлов, каталогов и дисков. Защита информации от копирования.
Тема 7. Динамические структуры данных
Представления списков. Операции над списками. Организация кучи.
Тема 8. Многомодульные программы
Структура модулей. Внешние и общие имена. Сегментирование внешних имен. Объединение модулей, написанных на языке ассемблера и алгоритмическом языке.
Раздел 4. РАБОТА С ПОРТАМИ
Тема 9. Порт последовательной передачи данных
Аппаратная реализация. Порты асинхронного адаптера. Поддержка асинхронного адаптера в BIOS. Программирование асинхронного адаптера.
Тема 10. Порты адаптера параллельной связи
Технические и программные средства управления адаптером параллельной связи. Порты адаптера. Средства BIOS управления адаптером. Инициализация адаптера и передача символов.
Примерный перечень ТЕМ лабораторных работ
1. Обработка массивов данных (матриц) в программах типа СОМ.
2. Обработка массивов (матриц) с числовой и текстовой информацией в программах типа. EXE. Использование данных из кодового сегмента и сегмента данных.
3. Использование макросредств и подпрограмм.
4. Ввод и обработка символьной информации. Переход по функциональным клавишам.
5. Ввод, обработка и преобразование числовых и символьных данных.
6. Вывод текстовой информации средствами. Анализ состояния регистра флагов клавиатуры.
7. Организация окон, их прокрутка.
8. Управление шрифтами. Установка шрифта пользователя.
9. Обработка прерываний от таймера.
10. Обработка прерываний по Ctrl/C и Ctrl/break.
11. Резидентные программы. Передача параметров через область межзадачной связи BIOS.
12. Резидентные программы. Использование свободных векторов прерывания.
13. Резидентный обработчик прерываний от клавиатуры. Активизация резидентной программы командой с клавиатуры.
14. Запуск дочернего процесса. Передача параметров через хвост командной строки. Активизация второй копии командного процессора.
15. Программирование графического режима.
16. Защита программ от копирования.
17. Объединение модулей на языке ассемблера и алгоритмическом языке.
Примерный перечень ТЕМ курсовых работ
1. Разработка обучающих программ.
2. Реализация резидентных программ.
3. Реализация обработчиков прерываний.
4. Создание оверлейных комплексов.
5. Разработка игровых программ.
6. Управление адаптером асинхронной, последовательной связи.
7. Управление адаптером параллельной связи.
Литература
Основная
1. Финогенов по системным функциям MS DOS. - М.: Малип, 1993.
2. , Фролов система MS DOS. - М.: Диалог-Мифи, 1993.
3. , Фролов обеспичение IBM PC. - М.: Диалог-Мифи, 1992.
4. Пильщиков на языке ассемблера IBM PC. - М.: Диалог-Мифи, 1994.
5. Григорьев i486. Архитектура и программирование. - М.: Бином, 1993.
6. , , Рыжиков 80х86, Pentium. Архитектура, функционирование, программирование, оптимизация кода. - Мн.: БИТРИКС, 1994.
7. , Фролов режим процессоров Intel 80286/80386/80486. - М.: Диалог-Мифи, 1993.
8. зык ассемблера для IBM PC и программирования. - М.: Высш. шк., 1992.
9. зык ассемблера для IBM PC.-М.: Изд-во Компьютер, 1992.
10. , икропроцессор 80386 и его программирование. - М.: Мир, 1990.
Дополнительная
1. ерсональные ЭВМ IBM PC и XT. Программирование на языке ассемблера. - М. : Мир, 1989.
2. рофессиональная работа в MS DOS.- М. : Мир, 1993.
3. Касаткин программирование. - Мн.: Выш. шк., 1993.
Утверждена
Министерством образования
Республики Беларусь
« 24 » июня 2001 г.
Регистрационный № ТД -158 / тип
Арифметические и логические основы
вычислительной техники
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 02 01 «ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ, СИСТЕМЫ И СЕТИ»
Составитель:
- доцент кафедры электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.
Рецензенты:
Лаборатория логического проектирования Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси (протокол № 8 от 01.01.01 г.);
- старший научный сотрудник лаборатории идентификации систем Института технической кибернетики Национальной академии наук Беларуси, кандидат технических наук.
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 30 от 01.01.01 г.);
Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 01.01.01 г.).
Согласована с:
Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики; Главным управлением высшего и среднего специального образования;
Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Арифметические и логические основы вычислительной техники» разработана для специальности 40 02 01 «Вычислительные машины, системы и сети»
Целью изучения дисциплины «Арифметические и логические основы вычислительной техники» является овладение:
- информационными основами цифровых автоматов;
- методами представления чисел в ЭВМ, алгоритмами выполнения основных арифметических и логических операций;
- логическими основами вычислительной техники на основе изучения алгебры логики;
- методами контроля передачи информации;
- методами синтеза операционных и управляющих автоматов.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
знать:
- сравнительные характеристики различных систем счисления;
- кодирование информации для выполнения арифметических операций на основе машинных алгоритмов:
- свойства булевых функций и методы минимизации булевых функций;
- методы абстрактного и структурного синтеза конечных автоматов;
уметь:
- проектировать устройства, выполняющие арифметические операции;
- применять аппарат алгебры логики для оптимизации проектируемых устройств.
Курс базируется на материале, изученном студентами в дисциплинах: высшая математика, введение в специальность, основы алгоритмизации и программирования, конструирование программ и языки программирования.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем – 85 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекции – 51 час, лабораторных работ – 34 часа.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Введение
Общие сведения об информации. Формы представления информации.
Тема 1. Системы счисления
Системы счисления (СС) (общие понятия), разновидности СС. Основание СС как основная характеристика. Весовые соотношения разрядов для разных СС. Двоичная СС. Критерии выбора СС. Перевод чисел из одной. в другую.
Тема 2. Кодирование чисел
Кодирование чисел. Замена операции вычитания операцией сложения. Прямой, обратный и дополнительный коды числа. Сравнительная оценка кодов чисел. Представление нуля в прямом, дополнительном и обратном кодах. Переполнение разрядной сетки. Модифицированные коды и их применение.
Тема 3. Формы представления чисел в ЭВМ
Формы представления чисел с фиксированной и плавающей точкой. Диапазон представления чисел. Сравнительная оценка. Сложение чисел с фиксированной и плавающей точкой.
Тема 4. Машинные методы умножения
Четыре метода (алгоритма) умножения чисел с фиксированной запятой в прямом коде. Структурная схема, временные характеристики алгоритмов. Методы сокращенного умножения: с хранением переносов, на 2, 4 и т. д. разряда одновременно. Матричные методы умножения. Умножение чисел в дополнительных кодах для всех случаев сочетания знаков сомножителей. Особенности умножения чисел представленных, в форме с плавающей запятой.
Тема 5. Машинные методы деления
Машинные методы деления чисел: с восстановлением и без восстановления остатка. Деление в дополнительных кодах. Структурная схема устройства деления. Методы ускорения операции деления. Особенности деления чисел, представленных в форме с плавающей запятой.
Тема 6. Двоично-десятичные коды
Двоично-десятичные коды. Сложение чисел с одинаковыми и разными знаками. Одноразрядный двоично-десятичный сумматор. Двоично-десятичные коды с избытком.
Тема 7. Другие системы счисления
Системы счисления в остаточных классах (СОК). Арифметические операции в СОК.
Раздел 2. ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
Тема 8. Основные понятия алгебры логики
Основные понятия алгебры логики. Простые и сложные высказывания, двоичные аргументы и функции алгебры логики (ФАЛ). Способы задания и формы представления ФАЛ. Основные законы и правила алгебры логики. Запись ФАЛ в различных формах, их взаимосвязь. Понятие покрытия ФАЛ. Диаграммы Венна.
Тема 9. Методы минимизации ФАЛ
9.1. Методы минимизации ФАЛ. Метод Квайна (Квайна – Мак - Класски). Метод минимизирующих карт Вейча (Карно). Минимизация не полностью определенных (частичных) функций. Кубическое задание ФАЛ. Алгоритм извлечения (Рота).
9.2. Применения законов и правил алгебры логики на примерах синтеза некоторых цифровых устройств вычислительной техники:
- полусумматора и полного двоичного комбинационного сумматора;
- полного комбинационного сумматора на двух полусумматорах;
- вычитающего устройства (вычитателя), сумматора-вычитателя;
- триггера со счетным входом как полного сумматора.
Тема 10. Контроль передачи информации
Основные понятия теории кодирования. Кодирование по методу четности-нечетности. Условие обнаружения одиночных ошибок. Код Хемминга. Выбор числа контрольных разрядов. Выбор позиций, для которых должно быть соблюдено условие четности, выбор позиций для контрольных разрядов.
Раздел 3 . ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ КОНЕЧНЫХ АВТОМАТОВ
Тема 11. Введение в теорию автоматов
11.1. Введение в теорию автоматов. Основные понятия теории автоматов. Абстрактный и структурный автоматы. Автоматы Мили и Мура. Способы задания автоматов. Канонический метод синтеза.
11.2. Принцип микропрограммного управления. Граф-схемы алгоритмов (ГСА). Микропрограммные автоматы (МПА). Синтез МПА по ГСА. Матричные структуры. Методы декомпозиции при синтезе МПА
11.3. Гонки. Риск сбоя. Синхронизация автоматов.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Кодирование чисел. Сложение чисел с фиксированной и плавающей точкой.
2. Машинные методы умножения чисел, представленных в прямых кодах. Умножение чисел, представленных в дополнительных кодах. Механизм ввода поправки.
3. Методы ускоренного умножения чисел в ЭВМ.
4. Машинные методы деления чисел.
5. Выполнение операций в двоично-десятичных кодах.
6. Выполнение арифметических операций в СОК.
7. Минимизация ФАЛ. Метод Квайна (Квайна - Мак - Класски), минимизирующих карт Вейча (Карно).
8. Контроль передачи информации.
9. Канонический метод синтеза МПА.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ
1. Синтез устройства умножения двоично-четверичных чисел в прямых кодах (с анализом в каждом такте онного или двух разрядов множителя, алгоритмами А, Б, В или Г, для чисел с фиксированной или плавающей точкой).
2. Синтез устройства умножения двоично-четверичных чисел в дополнительных кодах (с анализом в каждом такте одного или двух разрядов множителя, алгоритмами А, Б, В или Г, для чисел с фиксированной или плавающей точкой).
3. Синтез устройства умножения двоично-четверичных чисел в обратных кодах (с анализом в каждом такте 1-ого или 2-х разрядов множителя, алгоритмами А, Б, В или Г, для чисел с фиксированной или плавающей точкой).
4. Синтез устройства деления двоично-четверичных чисел в прямых кодах (с восстановлением или без восстановления остатков).
5. Синтез устройства деления двоично-четверичных чисел в дополнительных кодах.
Примечание! Синтез устройства выполняется для определенного элементного базиса и системы кодирования четверичных чисел двоичным набором.
ЛИТЕРАТУРА
1. Савельев теория цифровых автоматов.- М.: Высш. шк., 1987.
2. Лысиков и логические основы цифровых автоматов.- Мн.: Выш. шк., 1980.
3. еория переключательных схем. Т.1.- М.: Наука, 1970.
4. Проектирование цифровых вычислительных машин / Под ред. . М.: Высш. шк., 1972.
5. иагностика отказов цифровых вычислительных систем.- М.: Мир 1972.
6. элдон Э. Коды исправляющие ошибки. - М.: Мир, 1976.
7. Баранов микропрограммных автоматов.- Л.:Энергия, 1976.
8. Баранов микропрограммных автоматов.- Л.:Энергия, 1979.
9. Скляров автоматов на матричных БИС. - Мн.: Наука и техника. 1984.
Утверждена
Министерством образования
Республики Беларусь
« 24 » июня 2001 г.
Регистрационный № ТД -159 / тип
СИСТЕМОТЕХНИКА
УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 40 02 01«ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ,
СИСТЕМЫ И СЕТИ»
Составитель:
–доцент кафедры электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.
Рецензенты:
Кафедра программного обеспечения информационных технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 22 от 12 июня 2000 г.);
- заведующий кафедрой, доктор технических наук, профессор;
- главный специалист Президиума национальной академии наук Беларуси, лауреат Государственных премий СССР и БССР, кандидат технических наук.
Рекомендована к утверждению в качестве типовой:
Кафедрой электронных вычислительных машин Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 34 от 17 апреля 2000 г.);
Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 01.01.01 г.).
Согласована с:
Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики;
Главным управлением высшего и среднего образования;
Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Типовая программа «Системотехника» разработана для специальности
40 02 01 «Вычислительные машины, системы и сети». Она предусматривает чтение лекций и выполнение лабораторных работ. Изучение дисциплины базируется на общенаучных дисциплинах 1-ого и 2-ого курсов обучения и общепрофессиональных: «Основы алгоритмизации и программирования», «Арифметические и логические основы вычислительной техники». Изучение дисциплины «Системотехника» предшествует изучению специальных дисциплин: «Системное программное обеспечение», «Структурная и функциональная организация ЭВМ», «Вычислительные комплексы, системы и сети», «Микропроцессорные средства и системы», «Автоматизация проектирования ЭВМ», «Цифровая обработка сигналов и изображений», «Контроль и диагностика средств вычислительной техники». Цель дисциплины – изучить системный подход, как основной метод современной науки, дать основы дисциплины, базу для исследований, проектирования, создания и испытания сложных систем.
В результате освоения дисциплины студент должен:
знать:
- основные принципы и суть системного подхода;
- основные понятия системотехники;
- общую теорию систем;
- методологию системотехники;
- принципы и методы системного анализа;
- модели и методы описания систем;
- критерии оценки системной сложности систем;
- классификацию и структуру сложных информационных систем;
уметь проводить:
- макросистемный (предварительный) этап исследования и проектирования систем, включающий:
- осознание и формулирование проблемы,
- определение требований к системе,
- выявление недостатков существующей системы (прототипирование),
- выдвижение идеи по разрешению проблемы,
- обобщенное представление структуры системы,
- создание обобщенной модели системы и оценка ее системной сложности.
Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 65 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций-48 час, лабораторных работ-17 часов.
СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД КАК ОСНОВНОЙ МЕТОД НАУКИ
ВВЕДЕНИЕ.
Системный подход как основной метод современной науки. Системотехника как научное направление исследования, проектирования. создания, эксплуатации и испытаний сложных технических систем. Исторические аспекты развития наук системно-кибернетического направления.
Тема 1. ПОНЯТИЙНЫЙ АППАРАТ СИСТЕМОТЕХНИКИ
Роль понятий в науке. Основы логики суждений. Правила логического вывода. Законы логики. Правила определения понятий.
Тема 2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМОТЕХНИКИ
Система. Элемент. Эволюция понятия «система», «большая» и «сложная» система.
Информация. Связь понятия «информация» с категорией «отражение», количество информации по К. Шенону. Измерительные шкалы.
Состояние. Понятие "состояние" как фундамент математического описания систем. Примеры математических моделей систем.
Алгоритм. Способы задания алгоритмов (языки ГСА, ЛСА, МСА). Язык графов как язык описания структур систем и язык исследования алгоритмов. Способы задания состояний на алгоритме.
Модель. Суть математического моделирования. Правила перехода от математических моделей к структурным схемам в процессе проектирования.
Структура. Архитектура. Способы задания структур. Архитектура ЭВМ.
Тема 3. МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМОТЕХНИКИ
Системный подход. Составные элементы системного подхода. Моделирование систем. Основные математические модели систем. Математические модели вычислительной техники.
Качественные методы исследования и проектирования систем. Методы типа «мозгового штурма», сценариев, морфологического анализа.
Общая методика проектирования систем. Примеры проектирования технических систем.
Раздел 2. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ И ПЕРЕДАЧА
ИНФОРМАЦИИ В СИСТЕМАХ
Тема 1. Основные понятия теории кодирования
Ряды Фиббоначи. Двоично-фиббоначиева система счисления. Замечательные общесистемные константы: золотое сечение, золотой вурф. Древнеегипетский и современный модулор.
Тема 2. Символьное представление операций и структур
Древнейшие символы и новые открытия. «Русская матрешка» как суть системной организации мироздания. Символика современных операционных систем.
Раздел 3. ОБЩИЕ ТЕРИИ СИСТЕМ (ОТС)
Тема 1. Абстрактная система
огданова. инера. Сложная динамическая система А. Берга. Общие теории систем Л. Месаровича, Ю. Урманцева. лира.
Тема 2. Аксиоматический принцип построения ОТ
Теория групп системных преобразований.
Тема 3. ОТ
Графическое и матричное представление структур иерархических систем. Эволюция систем.
Раздел 4. АППАРАТ СИСТЕМОТЕХНИКИ
Тема 1. Элементы теорий множеств и графов
Описание алгоритмов и систем.
Тема 2. Оценка системной сложности
Предел Браменмана. Вычислительная сложность. Машина Тьюринга.
Тема 3. Клеточно-автоматные и конечно - автоматные
модели систем
Описание сплошных сред и быстропротекающих процессов.
Тема 4. Количественные методы системного анализа
Исследование операций. Теория массового обслуживания. Теория игр.
Раздел 5. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ
Тема 1. Теория принятия решений
Логические основы системного анализа.
Тема 2. Методы системного анализа
Структурный анализ. Использование графов и матриц для системного анализа.
Раздел 6. ИСКУССТВЕННЫЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ
Тема 1. Классификации систем
Иерархические системы. Большие и сложные системы. Информационные аспекты изучения систем. Критерии и методы оценки эффективности.
Раздел 7. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ СИСТЕМОТЕХНИКИ
Тема 1. Роль ЭВМ в системных исследованиях
ЭВМ как большая система. Методология проектирования ЭВМ. Примеры исследования и проектирования сложных систем. Проявление законов системности в природе, технике, обществе, искусстве.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Системное исследование компьютерной графики.
2. Клеточно-автоматное моделирование сложных процессов.
3. Универсальная демонстрационная среда для описания сложных процессов и систем.
ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ
1. Компьютерный учебник «Системотехника».
2. Компьютерная программа «Клеточно-автоматное моделирование».
3. Компьютерная программа «Исследование графики».
ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Компьютерный учебник «Системотехника»/ Под ред. .- Мн.: БГУИР, 1996, 1999, 2000.
2. , . Введение в системный анализ. - М.: Высш. шк., 1989.
3. . Курс теории систем. – М.: Высш. шк., 1987.
4. Системы. Симметрии. Гармония. /Под ред. , . - М.: Мысль, 1988.
5. Дж. Клир. Системология. - М.: Радио и связь, 1990.
6. . Закономерности системного развития. - Киев: Наук. думка, 1990.
7. Колянов системный анализ.- М.: Лори, 1996.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. , Мак-етодология структурного анализа и проектирования.- М.: МетаТехнология, 1993.
2. Спицнадель системного анализа.- СПб.: Изд-кий дом Бизнес-пресса, 2000.
3. . Системное познание мира. - М.: Политическая литература, 1985.
4. , . Системотехника. - М.: Радио и
связь, 1985.
5. , . Теория больших систем управления. - Л.: Энергоатомиздат, 1982.
6. М. Месарович, Я. Такахара. Общая теория систем. - М.: Мир, 1978.
7. , , . Введение в системный анализ. - Л.: изд-во Ленинград, уп-та,1982.
8. , . Основы системного анализа и теории систем. - Томск: изд-во Томского университета, 1989.
9. . Основы теории системного подхода.- Киев: Наук. думка, 1988.
10. . Система деятельности.- Киев: Наук. думка, 1991.
11. , . Системотехника: методы и предложения. - Л.: Машиностроение, 1985.
12. . Основы системологии. - М.: Радио и связь, 1982.
13. . Философия информационной цивилизации. - М.: ВЛАДОС, 1994.
СОДЕРЖАНИЕ
Основы алгоритмизации и программирования………………………….. 3
Конструирование программ и языки программирования……………..... 9
Арифметические и логические основы вычислительной техники……. 15
Системотехника…………………………………….……………………. 23
