Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Рабочая ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Архитектура компьютерных систем
2010 г.
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федеральных государственных образовательных стандартов (далее – ФГОС) по профессиям среднего профессионального образования (далее СПО) 230115 «Программирование в компьютерных системах»
Организация-разработчик: ФГОУ СПО УКСИВТ
Разработчики: Гайнуллин Наиль Рашитович, преподаватель. ФГОУ СПО «Уфимский колледж статистики, информатики и вычислительной техники»;
Рекомендована Экспертным советом по профессиональному образованию Федерального государственного учреждения Федерального института развития образования (ФГУ ФИРО).
Заключение Экспертного совета №____________ от «____»__________200__ г.
номер
СОДЕРЖАНИЕ
| стр.
| 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
|
| 2. СТРУКТУРА и ПРИМЕРНОЕ содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
|
| 3. условия реализации учебной дисциплины
|
| 4. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины
|
|
Паспорт рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Архитектура компьютерных систем
Область применения рабочей программы
Рабочая программа учебной дисциплины является частью рабочей основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по профессиям СПО, входящим в состав укрупненной группы профессий 230115 «Программирование в компьютерных системах»
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использованав дополнительном профессиональном образовании (в программах повышения квалификации и переподготовки) и профессиональной подготовке по профессиям рабочих:
1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы:дисциплина входит в общепрофессиональный цикл.
1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
- получать информацию о параметрах компьютерной системы;
- подключать дополнительное оборудование и настраивать связь между элементами компьютерной системы;
- производить инсталляцию и настройку программного обеспечения компьютерных систем;
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
- базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем;
- типы вычислительных систем и их архитектурные особенности;
- организацию и принцип работы основных логических блоков компьютерных систем;
- процессы обработки информации на всех уровнях компьютерных архитектур;
- основные компоненты программного обеспечения компьютерных систем;
- основные принципы управления ресурсами и организации доступа к этим ресурсам
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение рабочей программы учебной дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося 105 часа, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 70 часов;
самостоятельной работы обучающегося 35 часа.
СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
| Количество часов
| Максимальная учебная нагрузка (всего)
|
| Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
|
| в том числе:
|
| лабораторные работы
| 40
| практические занятия
|
| контрольные работы
|
| Самостоятельная работа обучающегося (всего)
|
| в том числе:
|
| индивидуальное проектное задание
|
| тематика внеаудиторной самостоятельной работы
|
| Итоговая аттестация в форме зачета
|
2.2. Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины
«Архитектура компьютерных систем
»
Наименование разделов и тем
| Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся
| Объем часов
| Уровень освоения
| 1
| 2
| 3
| 4
| | | | | Раздел 1
| Представление информации в вычислительных системах
|
|
| Тема 1.1 Арифметические основы ЭВМ
| Системы счисления. Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
|
|
| Лабораторные работы:
Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах
|
|
| Самостоятельная работа:
Прямой код. Алгебраическое сложение/вычитание в прямом коде.
Алгоритмы умножения и деления
|
| Тема 1.2 Представление информации в ЭВМ
| Виды информации и способы ее представления в ЭВМ. Классификация информационных единиц, обрабатываемых ЭВМ. Числовые и нечисловые типы данных и их виды. Кодирование символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др.
|
|
| Раздел 2
| Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем (ВС)
|
|
| Тема 2.1 Логические основы ЭВМ, элементы и узлы
| Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности. Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры. Таблицы истинности RS-, JK- и T-триггера.
Логические узлы ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение.
|
|
| Лабораторные работы:
Работа и особенности логических элементов ЭВМ.
Программирование разветвляющегося процесса
|
|
| Самостоятельная работа:
Реализация булевых функций
Тактовые генераторы
Комбинационные и арифметические схемы
|
| Тема 2.2 Основы построения ЭВМ. Внутренняя организация процессора
| Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы (архитектура) фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур ЭВМ.
Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ. Структура процессора. Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема. Регистры процессора: сущность, назначение, типы. Регистры общего назначения, регистр команд, счетчик команд, регистр флагов.
|
|
| Лабораторные работы:
Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений
Программирование циклов с переадресацией
Изучение команд пересылки данных
Изучение арифметических команд
|
|
| Тема 2.3 Организация работы памяти компьютера
| Иерархическая структура памяти. Основная память ЭВМ. Оперативное и постоянное запоминающие устройства: назначение и основные характеристики. Организация оперативной памяти. Адресное и ассоциативное ОЗУ: принцип работы и сравнительная характеристика. Виды адресации. Линейная, страничная, сегментная память. Стек. Плоская и многосегментная модель памяти.
|
|
| Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики. Организация кэш-памяти: с прямым отображением, частично-ассоциативная и полностью ассоциативная кэш-память.
|
| Динамическая память. Принцип работы. Обобщенная структурная схема памяти. Режимы работы: запись, хранение, считывание, режим регенерации. Модификации динамической оперативной памяти. Основные модули памяти. Наращивание емкости памяти.
|
| Статическая память. Применение и принцип работы. Основные особенности. Разновидности статической памяти.
Устройства специальной памяти: постоянная память (ПЗУ), перепрограммируемая постоянная память (флэш-память), видеопамять. Назначение, особенности, применение. Базовая система ввода/вывода (BIOS): назначение, функции, модификации.
|
| Лабораторные работы:
Динамическая память. Принцип работы. Обобщенная структурная схема памяти.
Статическая память. Применение и принцип работы
Принцип работы кэш-памяти
|
|
| Самостоятельная работа:
Концепция многоуровневой памяти
СОЗУ с прямым доступом
СОЗУ с ассоциативным доступом
Виртуальная память. Алгоритмы замещения.
Виртуальная память. Сегментная организация памяти.
|
| Тема 2.4 Интерфейсы
| Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов. Организация взаимодействия ПК с периферийными устройствами. Чипсет: назначение и схема функционирования.
Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее параметры. Интерфейсные шины и связь с системной шиной. Системная плата: архитектура и основные разъемы.
|
|
| Внутренние интерфейсы ПК: шины ISA, EISA, VCF, VLB, PCI, AGP и их характеристики. Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI. Современная модификация и характеристики интерфейсов IDE/ATA и SCSI.
|
| Внешние интерфейсы компьютера. Последовательные и параллельные порты. Последовательный порт стандарта RS-232: назначение, структура кадра данных, структура разъемов. Параллельный порт ПК: назначение и структура разъемов.
Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 1394 (FireWire). Интерфейс стандарта 802.11 (Wi-Fi).
|
| Лабораторные работы:
Архитектура системной платы. Внутренние интерфейсы системной платы.
Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI. Параллельные и последовательные порты и их особенности работы. Программирование внешних устройств
|
| | Самостоятельная работа:
RAID массивы
Назначение и структура внутреннего интерфейса
Особенности внешнего интерфейса
|
| Тема 2.5 Режимы работы процессора, современные процессоры
| Режимы работы процессора. Характеристика реального режима процессора 8086. Адресация памяти реального режима.
Основные понятия защищенного режима. Адресация в защищенном режиме. Дескрипторы и таблицы. Системы привилегий. Защита.
|
|
| Переключение задач. Страничное управление памятью. Виртуализация прерываний. Переключение между реальным и защищенным режимами.
|
| Основные характеристики процессоров. Идентификация процессоров. Совместимость процессоров. Типы сокетов.
|
| Лабораторные работы:
Программирование арифметических и логических команд.
Программирование ввода-вывода.
Идентификация и установка процессора
Изучение логических команд и команд сдвигов
Изучение команд условного перехода.
Программирование переходов.
Изучение команд передачи управления
|
|
| Самостоятельная работа:
Внутренняя структура процессора
Командный и машинный циклы процессора
Реализация процессорных модулей и состав линий системного интерфейса
Параллелизм на уровне процессоров
Организация мультиядерных процессоров
|
| Раздел 3
| Вычислительные системы
|
|
| Тема 3.1 Организация вычислений в вычислительных системах
| Назначение и характеристики ВС. Организация вычислений в вычислительных системах. ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и потока данных. Ассоциативные системы. Матричные системы.
Конвейеризация вычислений. Конвейер команд, конвейер данных. Суперскаляризация.
|
|
|
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)
3. условия реализации УЧЕБНОЙ дисциплины
Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация учебной дисциплины требует наличия лаборатории «Вычислительной техники, архитектуры персонального компьютера и периферийных устройств»
Оборудование учебного кабинета:
- посадочные места по количеству обучающихся;
- рабочее место преподавателя;
- комплект учебно-наглядных пособий «Архитектура компьютерных систем»;
- компьютерное оборудование различных архитектур.
Технические средства обучения:
- компьютер с лицензионным программным обеспечением и мультимедиапроектор.
Оборудование лаборатории:
на лабораторию:
- мультиметры;
- паяльники различных размеров;
- паяльная станция;
- программаторы.
на обучающегося:
- диагностическое программное обеспечение;
- компьютерные комплектующие и оборудование;
- пакет драйверов для установки оборудования.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2025 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|