Редактор
Должность:Редактор
Группа:Мир учителя
Страна:Россия
Регион:Москва
27.11.2015
0
637
0

Программа учебной дисциплины ОП.01. Основы архитектуры, устройство и функционирования вычислительных систем.

Шевчук Ольга Павловна
преподаватель КГБПОУ "ДВТГиК" г.Хабаровск,
Хабаровский край,Россия

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

стр.

1.      ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

 

3

2.      СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

 

4

3.      условия реализации учебной дисциплины

 

9

4.      Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

 

10

 

 

 


1. паспорт ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

 

Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем

1.1.Область применения примерной программы

Программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 230401 Информационные системы (по отраслям).

1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: общепрофессиональная дисциплинапрофессионального цикла

1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины:

В результате освоения учебной дисциплины «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем» обучающийся должен уметь:

-        с помощью программных средств организовывать управление ресурсами вычислительных систем;

-        осуществлять поддержку функционирования информационных систем;

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

-        построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

-        принципы работы основных логических блоков систем;

-        классификацию вычислительных платформ и архитектур;

-        параллелизм и конвейеризацию вычислений;

-        основные конструктивные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость.

1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы учебной дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося 126 часов, в том числе:

обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 84 часа;

самостоятельной работы обучающегося 42 часа.


2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

 

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

 

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

126

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

84

в том числе:

 

практические занятия

28

контрольные работы

2

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

42

в том числе:

 

реферирование

8

написание эссе

8

подготовка конспекта

4

подготовка сообщений

12

подготовка презентаций

10

Итоговая аттестацияв форме                                                                 экзамена.

 

 


2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины«Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем»

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся.

Объем часов

Уровень освоения

1

2

3

4

Введение

 

2

 

Раздел 1. Компьютерные организации.

Содержание учебного материала

18

 

1

Многоуровневая компьютерная организация. Языки, уровни и виртуальные машины. Современные многоуровневые машины. Развитие многоуровневых машин. Развитие компьютерной архитектуры. Типы компьютеров. Семейства компьютеров. Единицы измерения

8

2

Практические занятия

  1.       Решение задач на использование закона Мура

2

 

Самостоятельная работа обучающихся

  1.             Написание эссе «Резюме о трех исследователях, которые оказали наибольшее влияние на эволюцию аппаратного обеспечения компьютеров до их современного состояния».

8

Раздел 2. Организация компьютерных систем

Содержание учебного материала

20

1

Процессоры. Устройство центрального процессора. Выполнение команд. Системы RISC и CISC. Принципы разработки современных компьютеров. Параллелизм на уровне команд. Параллелизм на уровне процессоров.

2

2

2

Основная память. Бит. Адреса памяти. Упорядочение байтов.

2

1

3

Вспомогательная память. Иерархическая структура памяти. Магнитные диски. Дискеты. IDE-диски. SCSI-диски. RAID-массивы. CD-ROM диски. CD-R диски. CD-RW диски. DVD диски. Blu-Ray диски.

2

2

4

Ввод-вывод. Шины. Терминалы. Видеопамять. Мыши. Принтеры. Телекоммуникационное оборудование. Цифровые фотокамеры. Коды символов.

2

2

Практические занятия

Подбор оптимальной конфигурации для решения различных задач по использованию информационных систем

2

 

Самостоятельная работа обучающихся

  1.       Подготовить сравнительный анализ различных устройств внешней памяти.

10

Раздел 3. Цифровой логический уровень

Содержание учебного материала

12

1

Основные цифровые логические схемы. Интегральные схемы. Комбинаторные схемы. Арифметические схемы. Тактовые генераторы. Память. Защелки. Триггеры. Регистры. Организация памяти. Микросхемы памяти. ОЗУ и ПЗУ.

4

1

2

Микросхемы процессоров. Компьютерные шины. Ширина шины. Синхронизация шины. Арбитраж шины. Принципы работы шины. Примеры центральных процессоров. Интерфейсы. Микросхемы ввода-вывода. Декодирование адреса.

4

2

Практические занятия

  1.       Решение задач по теме «Логические схемы»
  2.       Решение задач по теме «Расчет пропускной способности каналов»

4

 

Раздел 4. Уровень микроархитектуры

Содержание учебного материала

22

1

Пример микроархитектуры. Тракт данных. Микрокоманды. Управление микрокомандами. Пример архитектуры набора команд. Пример реализации микроархитектуры. Микрокоманды и их записи.

4

2

2

Разработка уровня микроархитектуры. Быстродействие и стоимость. Сокращение длины пути. Упреждающая выборка команд из памяти. Конвейерная конструкция. Семиступенчатый конвейер.

2

1

3

Повышение производительности. Кэш-память. Прогнозирование ветвлений. Исполнение с изменением последовательности и подмена регистров. Спекулятивное исполнение. Примеры уровня микроархитектуры.

2

2

Практические занятия

  1.       Решение задач по прогнозированию

4

 

Самостоятельная работа обучающихся

  1. Подготовить сообщение на тему «Как влияет архитектура на увеличение быстродействия компьютеров»

10

Раздел 5. Уровень ассамблера.

Содержание учебного материала

26

1

Знакомство с ассамблером. Понятие, назначение. Формат оператора.

2

2

2

Макросы. Макроопределение. Дополнительные возможности.

2

2

3

Процесс ассемблирования. Ассемблирование за два прохода.

2

2

4

Компоновка и загрузка. Задачи компоновщика. Структура объектного модуля.

2

2

Практические занятия

Написание программ с использованием прямой адресации, косвенной адресации, регистра памяти.

8

 

Самостоятельная работа обучающихся

Реферат на тему «Особенности реализации языка типа аасамблер»

10

Раздел 6. Параллельные компьютерные архитектуры.

Содержание учебного материала:

28

1

Внутрипроцессорный параллелизм. Параллелизм на уровне команд. Внутрипроцессорная многопоточность. Однокристальные мультипрцессоры. Сопроцессоры. Сетевые процессоры.

10

2

2

 Мультимедиа-процессоры. Семантика памяти

2

1

3

Мультикомпьютеры. Коммуникационные сети. Общая память на прикладном уровне.

4

2

Практические занятия

          Решение задач по топологии сетей.

8

 

Самостоятельная работа обучающихся

  1. Презентация на тему «Использование мультикомпьютеров и мультипроцессоров в современной науки»

 

4

Всего:

126


3. условия реализации УЧЕБНОЙ дисциплины

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация учебной дисциплины требует наличия учебного кабинета Программирования и баз данных; лаборатории Архитектуры вычислительных систем.

 

Оборудование учебного кабинета «Программирования и баз данных»:

сетевой компьютерный класс с выходом в Интернет, оснащенный методическими и справочными материалами, наглядными пособиями, нормативной документацией, программным обеспечением.

Технические средства обучения:

  1. РМ преподавателя - Ноутбук CompagNX
  2. Проектор Hitashi ED-X10
  3. РМ ученика - ПК (системные блоки) DEPONeons 125, мониторы Samsung
  4. Источник бесперебойного питания IPPONPRO,
  5. Принтер HP "LaserJet Р 2015n"

Оборудование лаборатории «Архитектуры вычислительных систем»:

сетевой компьютерный класс с выходом в Интернет, оснащенный методическими и справочными материалами, наглядными пособиями, нормативной документацией.

 

3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

  1. Учебник Аппаратные средства РС Колесничеко О, Шишигин И. СПб.:БХВ-Санкт Петербург 2000г.

Дополнительные источники:

  1. В.Л. Бройдо Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2002.
  2. А.П. Пятибратов, П.П. Гудыно Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. – М.: Финансы и статистика, 2003.
  3. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. –5 изд-е. – СПб.: Питер, 2007.
  4. М. Гук Шины PCI, USB и FireWire: Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2005.
  5. А.В. Кузин, М.А. Жаворонков. Микропроцессорная техника: учебн. Пособие для сред. проф. образования. – М.:Издательский дом «Академия», 2004.

Интернет-ресурсы:

  1.       http://www.intuit.ru/department/hardware/mcoreproc/
  2.       http://www.intuit.ru/department/hardware/mpbasics/
  3.       http://www.intuit.ru/department/hardware/archhard2/
  4.       http://www.intuit.ru/department/hardware/atmcs/
  5.       http://www.intuit.ru/department/hardware/ibmarcz/
  6.       http://www.intuit.ru/department/hardware/csorg/
  7. http://window.edu.ru/window/library?p_rubr=2.2.75.6.17

4. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.

 

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

-        с помощью программных средств организовывать управление ресурсами вычислительных систем;

-        осуществлять поддержку функционирования информационных систем;

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

-        построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

-        принципы работы основных логических блоков систем;

-        классификацию вычислительных платформ и архитектур;

-        параллелизм и конвейеризацию вычислений;

-        основные конструктивные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость.

  1.       Зачет по теме «Процессоры. Устройство центрального процессора»
  2.       Тестовые задания по теме «Модели памяти. Регистры. Команды»
  3.       Собеседование по теме «Сопроцессоры. Сетевые процессоры»
  4.       Экзамен

 


Программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее - ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее - СПО) 230401 Информационные системы (по отраслям)

 

 

 

Разработчики:

Шевчук О.П., преподаватель КГБОУ СПО «Дальневосточный техникум геодезии и картографии (ДВТГиК)».

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрено предметно-цикловой комиссией «Информатики и вычислительной техники»

 

Протокол № ________ от ____________________ 2012г.

Председатель комиссии _________________ О.П. Шевчук

 

 

Утверждено методическим советом техникума

Протокол № ________ от ____________________ 2012г.

Зам. директора по УР _________________ Н.М. Труфакина

Комментарии пользователей /0/
Комментариев нет...
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Наши услуги



Мы в соц. сетях

    Персональные сообщения