Лабораторные занятия (заочное отделение)

Барановичский государственный университет

УТВЕРЖДАЮ

Ректор Барановичского государственного университета

______________В. И. Кочурко

(подпись) (И. О. Фамилия)

___________________________________

(дата утверждения)

Регистрационный № УД-____________/р.

Организация и функционирование ЭВМ

Учебная программа для специальностей:

1-40 01 02 “Информационные системы и технологии”

Факультет Инженерный

Кафедра “Информационных систем и технологий”

Курс 2/3

Семестр 3/4

Лекции 34/10 часов

Практические (семинарские)

занятия

Лабораторные

занятия 30/8 часов

Всего аудиторных часов

по дисциплине 64/18 часов

Всего часов

по дисциплине 100 часа

Экзамен 2/4 семестр

Зачет

Курсовой проект (работа)

Форма получения

высшего образования дневная/заочная

Учебная программа составлена на основе___________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________

(название типовой учебной программы, дата утверждения, регистрационный номер)

Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры

_________________________________________________________

(название кафедры)

____________________

(дата, номер протокола)

Заведующий кафедрой________________________________________

(подпись) (И.О. Фамилия)

Одобрено и рекомендовано к утверждению научно-методическим советом

_____________________________________________________________

(название высшего учебного заведения)

____________________

(дата, номер протокола)

Председатель_______________ ___________________

(подпись) (И. О. Фамилия)

Цели и задачи дисциплины.

Целью преподавания дисциплины является формирование у студентов знаний теоретических основ электроники и методологии и методики решения различных задач, получение студентами теоретических знаний и практических навыков использования и проектирования современных электронных средств управления и контроля технологическими объектами машиностроения.

Задачи изучения дисциплины.

- Изучение технического, программного, математического и информационного обеспечения электронных схем;

- Изучение основных понятий и требований к электронной схеме, принципы её построения и использование в микроэлектронике;

- Изучение принципов системного анализа и прогнозирования электронных схем;

- Изучение основных узлов ЭВМ, принципа их функционирования и назначения;

- Изучение методики проектирования основных узлов ЭВМ и электронных устройств на основе микропроцессоров;

- Изучение структуры и методов программирования современных микропроцессоров;

- Разработка и тестирование электронных схем с помощью программного пакета Electronics Workbench.

Связь с другими дисциплинами.

Программа основана на знаниях, приобретенных студентами при изучении курсов “Высшая математика”, “Основы алгоритмизации и программирования”.

Рекомендации по изучению дисциплины.

Учебный курс состоит из 9 тем и содержит 34 часов лекций и 30 часов работы на персональных компьютерах.

При изложении курса основное внимание должно уделяться изучению основных блоков ЭВМ, принципов их функционирования и проектирования.

Лабораторные занятия посвящаются изучению функционирования основных функциональных блоков ЭВМ, проектированию электронных схем в программном пакете Electronic Workbench.

Содержание учебного материала

Тема 1. Введение.

Содержание. Исторический обзор развития вычислительной техники. Системы счисления. Перевод чисел из одной СС в другую. Двоичная СС и вычисления в ней.

Тема 2. Алгебра логики.

Содержание. Булева алгебра. Элементарные функции алгебры логики. Таблицы эквивалентности. Представление функций. СКНФ и СДНФ. Методы минимизация функций алгебры логики. Базисы логических функций. Синтез логических схем.

Тема 3. Функциональные элементы ЭВМ.

Содержание. Логические элементы. Триггеры. Регистры. Шифраторы. Дешифраторы. Компараторы. Устройства контроля четности. Счетчики. Сумматоры. Мультиплексоры. Демультиплексоры. ЦАП и АЦП. ОЗУ, ПЗУ, АЛУ, УВВ. Взаимодействие функциональных элементов.

Тема 4. Процессор ЭВМ.

Содержание. Назначение, архитектура и характеристики процессора. Работа процессора. Система команд процессора. Параллельные вычисления.

Тема 5. Основная память.

Содержание. Назначение, виды и характеристики памяти. Организация памяти. Адресация памяти. Режимы доступа к памяти. Обнаружение и исправление ошибок. Защита памяти.

Тема 6. Внешняя память.

Содержание. Назначение, виды и характеристики внешней памяти. Организация данных во внешней памяти. Взаимодействие внутренней и внешней памяти. Логический и физический доступ к секторам.

Тема 7. Системы ввода/вывода.

Содержание. Устройства ввода/вывода их назначение и типы. Организация ввода/вывода: порты, программный обмен, обмен по прерываниям.

Лабораторные занятия

Лабораторные занятия (заочное отделение)

Вопросы к экзамену

1. Система счисления. Непозиционные СС. Смешанные СС.

2. Система счисления. Позиционная СС.

3. Система счисления. Перевод чисел из одной СС в другую.

4. Булева алгебра. Элементарные функции алгебры логики.

5. Булева алгебра. Нульарные, унарные ФАЛ. Базисы логических функций.

6. Булева алгебра. Бинарные ФАЛ. Синтез логических схем.

7. Представление ФАЛ. Таблица истинности. СДНФ.

8. Представление ФАЛ. СКНФ. Получение СДНФ по СКНФ.

9. Правила эквивалентности булевой алгебры.

10. Метод проб. Метод Блейка.

11. Метод Квайна. Метод Квайна-Мак-Класки.

12. Метод импликантных матриц.

13. Метод карт Карно. Минимизация не полностью определенных функций.

14. Синтез ФАЛ в одноэлементном базисе. Работа с КНФ.

15. Логические элементы. Инверторы, повторители и их электронные аналоги.

16. Логические элементы. Элементы И, ИЛИ и их электронные аналоги.

17. Логические элементы. Элемент XOR и его электронный аналог. Триггер Шмитта.

18. Шифраторы. Принцип работы, структура, область применения. Примеры.

19. Дешифраторы. Принцип работы, структура, область применения. Примеры.

20. Преобразователь кода. Принцип работы, структура, область применения. Примеры.

21. Мультиплексоры. Принцип работы, структура, область применения. Примеры.

22. Демультиплексоры. Принцип работы, структура, область применения. Примеры.

23. Триггеры. Классификация. Запоминающие ячейки различных типов.

24. RS-Триггеры. Классификация. Структура. Область применения.

25. D-Триггеры. Классификация. Структура. Область применения.

26. T-Триггеры. Классификация. Структура. Область применения.

27. JK-Триггеры. Классификация. Структура. Область применения.

28. Взаимные преобразования триггеров.

29. Компараторы. Принцип работы, структура, область применения. Примеры.

30. Сумматоры. Принцип работы, структура, область применения. Примеры.

31. Регистры хранения. Классификация. Принцип работы, область применения.

32. Регистры сдвига. Классификация. Принцип работы, область применения.

33. АЛУ. Классификация. Принцип работы, структура, область применения.

34. Синхронные счетчики. Классификация. Принцип работы, область применения.

35. Асинхронные счетчики. Классификация. Принцип работы, область применения.

36. Генераторы и одновибраторы. Принцип работы, область применения.

37. Архитектура ПК. Принципы фон Неймана.

38. Процессор. Характеристики и структура процессора.

39. Процессор. Принципы работы. Система команд. Прерывания.

40. Процессор. Режимы работы. Конвейер. Кэширование.

41. Процессор. Типы параллелизма. Сопроцессор. Виды процессоров.

42. Запоминающие устройства. Классификация ЗУ. Постоянная память.

43. Оперативная память. Обнаружение и исправление ошибок.

44. Стековая и ассоциативная память. Виртуальная память.

45. Кэш-память. Защита памяти. Взаимодействие различных видов памяти.

46. Адресации памяти.

47. Устройства ввода-вывода. Назначение и типы. Организация ввода-вывода.

48. Организация устройств ввода-вывода: порты, программный обмен, обмен по прерываниям.

49. Внешняя память. Виды и характеристики. Контроллеры.

50. Накопители с магнитным носителем.

51. Накопители с оптическим носителем.

52. Логический и физический доступ к секторам.

53. Файловая система. Имена файлов. Расположение файлов на диске.

54. Виды программного обеспечения. Слои ПО. Порядок загрузки ПО.

55. Представление чисел в ЭВМ.

56. Организация вычислений: сложение, деление.

57. Организация вычислений: вычитание, умножение.

58. Влияние структуры программы на время ее выполнения.

59. Принципы оптимизации программ на языке высокого уровня.

60. Системы программирования. Работа языка высокого уровня.

Литература

1. Бобровский С.И. Технологии Delphi 2006. – СПб.: Питер, 2006. – 288 с.

2. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 4-е издание. – СПб.: Питер, 2005г.

3. Фаронов В.В. Delphi: Программирование на языке высокого уровня: [Учебник для ВУЗов] – СПб.: Питер, 2005. – 640 с.

4. Финогенов К.Ф. Устройства и настройка ПК. – М.: Бином, Лаборатория знаний, 2004г.

5. Хамахер К., Вранешич З., Заки С. Организация ЭВМ. – СПб.: Питер, 2003г.

6. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем. – СПб.: Питер, 2006. – 688 с.: ил.

7. Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем. – СПб.: Питер, 2006. – 718 с.

8. Лыскова В., Ракитина Е. Логика в информатике. М.: Лаборатория базовых знаний, 2006. — 160с.

9. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника и микропроцессорная техника. — М.: Высшая школа, 2004. — 790с.

10. Фрике К. Мир электроники. — М.: Техносфера, 2003. — 432с.

11. Гальперин М.В. Электронная техника. — М.: Форум-Инфра-М, 2005. — 352с.

12. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. — М.: Высшая школа, 1982. — 496с.

13. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 320с.

14. Томпсон Р.Б., Томпсон Б.Ф. Железо ПК. — СПб.: Питер, 2003. — 864с.

15. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. — СПб.: Питер, 2006. — 1072с.

16. Ефимчик М.К. Технические средства электронных систем. Мн.: Тесей, 2006. — 304с.

Технические средства

IBM PC - совместимые персональные компьютеры.

Программное обеспечение

1. Delphi 3 (или выше).

2. Программный пакет Electronics Workbench.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: