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

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.

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

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