ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный педагогический университет»
(МГПУ)
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
Архитектура компьютера
Основная образовательная программа подготовки специалиста по специальностям:
050202 Информатика (СД.Ф.13)
050203 Физика с доп. спец. «Информатика» (ДС.Ф.12)
050201 Математика с доп. спец. «Информатика» (ДС.Ф.9)
050708 ПиМНО с доп. спец. «Информатика» (ДДС.Ф.13)
050708 ПиМНО со специализацией (ДС.6)
050502 Технология и предпринимательство со специализацией (ДС.9)
Утверждено на заседании кафедры
информатики и ОТД
физико-математического факультета
(протокол №______
от «____»______________ 200__ г.)
Зав. кафедрой информатики и ОТД
_________________ Н.Ю.Королева
РАЗДЕЛ 1. Программа учебной дисциплины.
-
Автор программы: Рындина Татьяна Николаевна, ст. преподаватель кафедры информатики и ОТД
-
Рецензенты: Ляш О.И. – ст. преподаватель кафедры информатики и ОТД
Лазарева И.М. – канд. ф.-м. наук, доцент кафедры информатики и ПО, МГТУ
-
Пояснительная записка:
Архитектура компьютера - дисциплина, изучающая основные принципы организации и методы управления аппаратными и программными средствами в вычислительных машинах (ВМ). В результате изучения курса студенты должны хорошо ориентироваться в принципах построения современных ВМ, архитектурных решениях, направленных на повышение производительности вычислительных машин, областях применения машин с различной архитектурой и направлениях их развития.
Цели:
-
формирование у студентов осознанного выбора компьютера для выполнения с его помощью определенного вида работ;
-
выработка профессионально грамотной организации обслуживания и модернизации персональных компьютеров кабинета информатики, планирование развития школьного компьютерного центра.
Задачи:
-
приобретение студентами основных понятий архитектуры современного персонального компьютера, изучение языка низкого уровня — ассемблера;
-
знакомство с устройством важнейших компонентов аппаратных средств ПК, механизмами пересылки и управления информацией;
-
умение применять знание технических характеристик персональных компьютеров для обеспечения работоспособности школьного кабинета информатики.
Место курса в общей системе подготовки специалиста:
-
изучение дисциплины «Архитектура компьютера» опирается на содержание изученных ранее дисциплин: «Информатика», «Программирование», «Программное обеспечение», «Основы микроэлектроники».
Требования к уровню освоения содержания дисциплины. После освоения дисциплины студенты должны:
-
ЗНАТЬ принципы построения и структурную организацию аппаратных и программных средств ЭВМ, взаимосвязь этих средств и описание функционирования на ассемблерном уровне, архитектуру основных типов современных ВМ, методы управления вычислительными процессами;
-
УМЕТЬ осуществлять анализ структур ВМ, оценивать целесообразность их применения для решения конкретных задач, использовать в своей работе стандартные термины, определения и обозначения;
-
ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ об основных технических характеристиках аппаратных и программных средств современных ВМ и тенденциях их развития.
Ссылки на авторов и программы, которые использовались в подготовке:
-
Примерная программа дисциплины «Архитектура компьютера», к.п.н., профессор С.А. Жданов, Московский педагогический государственный университет, 2000г.
-
Рабочая программа дисциплины «Организация ЭВМ и систем», к.т.н., доцент Кирьянчиков В.А., Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ».
-
Содержание курса «Архитектура компьютера», Муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижнекамский муниципальный институт».
-
Извлечение из ГОС ВПО специальности 050202 Информатика
ДПП.Ф.13 Архитектура компьютера (144 часа)
История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация. Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника. Микропроцессор и память компьютера. Система прерываний, регистры и модель доступа к памяти. Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности. Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода. Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования. Понятие о макропрограммировании. Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
-
Объем дисциплины и виды учебной работы (для всех специальностей, на которых читается данная дисциплина):
№
п/п
|
Шифр и наименование специальности
|
Курс
|
Семестр
|
Виды учебной работы в часах
|
Вид итогового контроля (форма отчетности)
|
Трудо-емкость
|
Всего ауд.
|
ЛК
|
ПР/ СМ
|
ЛБ
|
Сам. раб.
|
1
|
050202 Информатика
|
5
|
9
|
144
|
72
|
24
|
12
|
36
|
72
|
Экзамен
|
2
|
050203 Физика с доп. спец. «Информатика»
|
5
|
9
|
72
|
46
|
18
|
-
|
28
|
26
|
Зачет
|
3
|
050201 Математика с доп. спец. «Информатика»
|
5
|
9
|
100
|
46
|
18
|
-
|
28
|
54
|
Зачет
|
4
|
050708 ПиМНО с доп.спец. «Информатика»
|
4
|
7
|
64
|
32
|
12
|
-
|
20
|
32
|
Экзамен
|
5
|
050708 ПиМНО со специализацией
|
3
|
6
|
40
|
20
|
8
|
-
|
12
|
20
|
Зачет
|
6
|
050502
Технология и предпринимат-во со специализацией
|
3
|
6
|
50
|
24
|
8
|
16
|
-
|
26
|
Зачет
|
-
Содержание дисциплины:
1.6.1. Разделы дисциплины и виды занятий (в часах). Примерное распределение учебного времени:
Таблица 1
№
п/п
|
Наименование раздела, темы
|
Количество часов
|
050203 Физика, информат. / 050201 Математика, информат.
|
050202 Иформатика
|
Всего
ауд.
|
ЛК
|
ПР/
СМ
|
ЛБ
|
Сам.
раб.
|
Всего
ауд.
|
ЛК
|
ПР/
СМ
|
ЛБ
|
Сам.
раб.
|
-
|
История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация.
|
2
|
2
|
-
|
-
|
2/4
|
-
|
2
|
-
|
-
|
6
|
-
|
Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника.
|
4
|
2
|
-
|
2
|
4/6
|
4
|
4
|
2
|
4
|
10
|
-
|
Микропроцессор и память компьютера. Система прерываний, регистры и модель доступа к памяти. Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности.
|
16
|
6
|
-
|
10
|
4/12
|
16
|
8
|
4
|
12
|
14
|
-
|
Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода.
|
8
|
4
|
-
|
4
|
4/8
|
8
|
4
|
-
|
8
|
10
|
-
|
Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования.
|
12
|
4
|
-
|
8
|
4/10
|
12
|
4
|
2
|
8
|
12
|
-
|
Понятие о макропрограммировании.
|
4
|
-
|
-
|
4
|
4/8
|
4
|
2
|
2
|
4
|
10
|
-
|
Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
|
-
|
-
|
-
|
-
|
4/6
|
-
|
-
|
2
|
-
|
10
|
|
ВСЕГО:
|
46
|
18
|
-
|
28
|
26/54
|
72
|
24
|
12
|
36
|
72
|
Таблица 2
№
п/п
|
Наименование раздела, темы
|
Количество часов
|
050708 ПиМНО со специализацией / 050708 ПиМНОс доп. спец.
|
050502 Технология и предпр. со специализацией
|
Всего
ауд.
|
ЛК
|
ПР/
СМ
|
ЛБ
|
Сам.
раб.
|
Всего
ауд.
|
ЛК
|
ПР/
СМ
|
ЛБ
|
Сам.
раб.
|
-
|
История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация.
|
-/2
|
-/2
|
-
|
-
|
2/4
|
2
|
-
|
2
|
-
|
2
|
-
|
Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника.
|
2/4
|
2/2
|
-
|
2/2
|
3/6
|
2
|
2
|
2
|
-
|
4
|
-
|
Микропроцессор и память компьютера. Система прерываний, регистры и модель доступа к памяти. Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности.
|
6/16
|
2/6
|
-
|
4/
10
|
3/12
|
6
|
2
|
4
|
-
|
4
|
-
|
Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода.
|
4/8
|
2/4
|
-
|
4/4
|
3/8
|
4
|
2
|
4
|
-
|
4
|
-
|
Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования.
|
6/12
|
2/4
|
-
|
2/8
|
3/10
|
6
|
2
|
2
|
-
|
4
|
-
|
Понятие о макропрограммировании.
|
2/4
|
-
|
-
|
-/4
|
3/8
|
2
|
-
|
-
|
-
|
4
|
-
|
Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
|
-
|
-
|
-
|
-
|
3/6
|
-
|
-
|
2
|
-
|
4
|
|
ВСЕГО:
|
20/32
|
8/12
|
-
|
12/20
|
20/32
|
24
|
8
|
16
|
-
|
26
|
1.6.2. Содержание разделов дисциплины.
История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация.
(Максимум: ЛК – 2ч; ПР – 2; ЛБ – 0; СР - 6ч)
Понятие об архитектуре компьютера. История развития вычислительной техники. Классификация компьютеров. Информационно-логические основы построения ЭВМ. Принципы фон Неймана и классическая архитектура компьютера.
Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника.
(Максимум: ЛК – 4ч; ПР – 2; ЛБ – 4; СР - 10ч)
Базовая структура аппаратных средств ЭВМ. Основные компоненты структуры, стандартная терминология и определения. Организация связей между устройствами ЭВМ. Особенности архитектур ЭВМ с канальной и шинной организацией.
Микропроцессор и память компьютера. Система прерываний, регистры и модель доступа к памяти. Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности.
(Максимум: ЛК – 8ч; ПР – 4; ЛБ – 12; СР - 14ч)
Архитектура микропроцессора Функциональная схема персонального компьютера. Процессор. Регистры. Оперативная память (RAM) и её конструктивные элементы. Постоянная память (ROM). Механизмы адресации. Арифметико-логическое устройство. Программно доступные регистры: аккумулятор, счетчик команд, указатель стека, индексный регистр, регистр флагов.
Система и механизм прерываний микропроцессора. Материнская плата. Процессы и процессоры. Понятие процесса. Последовательные, совмещенные и параллельные процессы. Состояние процесса. Понятие о прерывании процесса. Система прерываний и обработка прерываний. Причины прерываний. Приоритет в прерывании. Уровень и глубина прерываний. Механизмы реализации прерываний. Фазы прерываний
Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода.
(Максимум: ЛК – 4ч; ПР – 4; ЛБ – 8; СР - 10ч)
Внешние устройства компьютера. Параллельный и последовательный интерфейсы. Внешние запоминающие устройства. Устройства ввода и вывода информации: видеокарты и мониторы; принтеры; манипуляторы; накопители на гибких и жестких магнитных дисках; оптические диски; сканирующие устройства. Контроллеры внешних устройств. Драйверы устройств. Техническое обслуживание компьютера.
Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования.
(Максимум: ЛК – 4ч; ПР – 2; ЛБ – 8; СР - 12ч)
Программирование на ассемблере. Система команд. Команды и данные. Форматы данных. Мнемоническое кодирование. Прерывания базовой системы ввода-вывода (BIOS) и операционной системы (ОС). Ассемблирование и дизассемблирование. Отладка и трассировка программ.
Понятие о макропрограммировании.
(Максимум: ЛК – 2ч; ПР – 2; ЛБ – 4; СР - 10ч)
Макропрограммирование. Понятие о макроподстановке. Макрокоманда. Параметры макрокоманды. Библиотека макрокоманд. Макроассемблер. Реализация управляющих конструкций (if-then-else, while-do и т.д.) языков высокого уровня средствами макропрограммирования.
Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
(Максимум: ЛК – 0ч; ПР – 2; ЛБ – 0; СР - 10ч)
Особенности организации процессоров с сокращенным набором команд (ПСНК) Базовая архитектура ПСНК. Формат команды. Примеры структур процессоров различных процессоров.
1.6.3. Темы для самостоятельного изучения.
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Тема
|
Кол-во часов
|
Форма самостоят.работы
|
Форма контроля выполнения самостоят. работы
|
050203
|
050201
|
050202
|
050708 с доп.сп.
|
050708 со спец.
|
050502
|
1.
|
История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация.
|
История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация.
|
2
|
4
|
6
|
4
|
2
|
2
|
Подготовка докладов.
|
Защита докладов.
|
2.
|
Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника.
|
Характеристики центральных и внешних устройства ЭВМ.
|
4
|
6
|
10
|
6
|
3
|
4
|
Составление сравнит. таблиц.
|
Проверка таблиц.
|
3.
|
Микропроцессор и память компьютера. Система прерываний, регистры и модель доступа к памяти. Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности.
|
Память, регистры.
|
4
|
12
|
14
|
12
|
3
|
4
|
Подгот. к лаборат. работам.
|
Выполнение лаборат. работ.
|
4.
|
Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода.
|
Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода.
|
4
|
8
|
10
|
8
|
3
|
4
|
Подгот. к лаборат. работам.
|
Выполнение лаборат. работ.
|
5.
|
Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования.
|
Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования.
|
4
|
10
|
12
|
10
|
3
|
4
|
Подгот. к лаборат. работам.
|
Выполнение лаборат. работ.
|
6.
|
Понятие о макропрограммировании.
|
Понятие о макропрограммировании.
|
4
|
8
|
10
|
8
|
3
|
4
|
Конспектирование.
|
Проверка конспекта.
|
7.
|
Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
|
Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
|
4
|
6
|
10
|
6
|
3
|
4
|
Подготовка докладов.
|
Защита докладов.
|
|
|
ВСЕГО:
|
26
|
54
|
72
|
32
|
20
|
26
|
|
|
-
Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
Тематика и планы аудиторной работы студентов по изученному материалу (планы последовательного проведения занятий: ПР, СМ, ЛБ)
ТЕМА 1 (Максимум: ЛК – 2ч; ПР – 2; ЛБ – 0; СР - 6ч)
История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация.
ПЛАН ЛЕКЦИИ
-
Заслушивание выступлений студентов.
ВОПРОСЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ОБСУЖДЕНИЯ
-
История развития вычислительной техники.
-
Поколения ЭВМ.
-
Классификация компьютеров по назначению.
-
Состав вычислительной системы.
-
Классификация прикладных программных средств.
-
Строение компьютера. Главные устройства.
-
Принципы построения компьютера.
-
Принципы фон Неймана.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ – подготовка докладов.
Темы докладов:
-
Докомпьютерная история развития вычислительной техники.
-
Вклад Ч. Бэббиджа в разработку принципов функционирования автоматических цифровых вычислительных машин.
-
Работы Дж. фон Неймана по теории вычислительных машин.
-
История создания и развития ЭВМ 1-го поколения.
-
История создания и развития ЭВМ 2-го поколения.
-
История создания и развития ЭВМ 3-го поколения.
-
История создания и развития ЭВМ 4-го поколения
ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: [1], глава 1; [2], 1.1, 1.2; [3], 1.8.
ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ: [1], 1.1; [2], 1.1, 1.2, 1.3.
ТЕМА 2 (Максимум: ЛК – 4ч; ПР – 2; ЛБ – 4; СР - 10ч)
Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника.
ПЛАН ЛЕКЦИИ
-
Основные компоненты ЭВМ и систем.
-
Многоуровневая компьютерная организация.
-
Характеристики и классы ЭВМ. Различные подходы к классификации ЭВМ.
ВОПРОСЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ОБСУЖДЕНИЯ
-
Основные характеристики ЭВМ, влияющие на эффективность ее работы.
-
Основные модели микропроцессоров.
-
Многообразие внешних устройств ЭВМ.
-
Способы взаимодействия центральных устройств ЭВМ с периферийными.
-
Особенности канальной и шинной организации.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
-
Конфигурация компьютера.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ – составление сравнительных таблиц характеристик центральных и внешних устройства ЭВМ.
ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: [2], глава 2; [2], 1.2; [3], 1.1, 1.2, 1.3, 1.4.
ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ: [1], 2.2, 2.3, 2.4; [2], глава 5, глава 7.
ТЕМА 3 (Максимум: ЛК – 8ч; ПР – 4; ЛБ – 12; СР - 14ч)
Микропроцессор и память компьютера. Система прерываний, регистры и модель доступа к памяти. Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности.
ПЛАН ЛЕКЦИИ
-
Архитектура микропроцессора.
-
Функциональная схема персонального компьютера.
-
Процессор. Регистры.
-
Оперативная память (RAM) и её конструктивные элементы.
-
Постоянная память (ROM).
-
Механизмы адресации.
-
Арифметико-логическое устройство.
-
Программно доступные регистры: аккумулятор, счетчик команд, указатель стека, индексный регистр, регистр флагов.
-
Система и механизм прерываний микропроцессора.
-
Защищенный режим работы.
-
Материнская плата
ВОПРОСЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ОБСУЖДЕНИЯ
-
Общие принципы функциональной и структурной организации ЭВМ.
-
Организация работы ЭВМ при выполнении задания пользователя.
-
Состав, устройство и принцип действия основной памяти.
-
Работа микропроцессора при выполнении программного прерывания.
-
Взаимодействие элементов при работе микропроцессора.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
-
Счетчики.
-
Сумматоры, АЛУ.
-
Память.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ – подготовка к выполнению лабораторных работ.
ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: [1], глава 2; [2], 2.4, 3.5, 4.2, 4.4; [3], 2.2, 2.5, 4.2.
ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ: [1], 4.1, 4.2, 3.5; [2], 6.2, [7].
ТЕМА 4 (Максимум: ЛК – 4ч; ПР – 4; ЛБ – 8; СР - 10ч)
Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода.
ПЛАН ЛЕКЦИИ
-
Внешние устройства компьютера.
-
Параллельный и последовательный интерфейсы.
-
Внешние запоминающие устройства.
-
Устройства ввода и вывода информации: видеокарты и мониторы; принтеры; манипуляторы; накопители на гибких и жестких магнитных дисках; оптические диски; сканирующие устройства.
-
Контроллеры внешних устройств.
-
Драйверы устройств.
-
Техническое обслуживание компьютера.
ВОПРОСЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ОБСУЖДЕНИЯ
-
Интерфейс системной шины.
-
Интерфейсы внешних запоминающих устройств IВМ РС.
-
Способы организации совместной работы периферийных и центральных устройств.
-
Последовательный и параллельный интерфейсы ввода-вывода
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
-
АЦП и ЦАП.
-
Периферийные устройства.
-
Моделирование схем в среде Workbench.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ – подготовка к выполнению лабораторных работ.
ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: [1], глава 2; [2], 2.5, 2.6; [3], 2.7, глава 4.
ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ: [1], 4.4, 4.5; [2], глава 6.
ТЕМА 5 (Максимум: ЛК – 4ч; ПР – 2; ЛБ – 8; СР - 12ч)
Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования.
ПЛАН ЛЕКЦИИ
-
Программирование на ассемблере.
-
Система команд.
-
Команды и данные.
-
Форматы данных.
-
Мнемоническое кодирование.
-
Прерывания базовой системы ввода-вывода (BIOS) и операционной системы (ОС).
-
Ассемблирование и дизассемблирование.
-
Отладка и трассировка программ.
ВОПРОСЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ОБСУЖДЕНИЯ
-
Объясните следующие термины своими словами:
-
Транслятор.
-
Интерпретатор.
-
Виртуальная машина.
-
Чем отличается интерпретация от трансляции?
-
Может ли компилятор производить данные сразу для микроархитектурного уровня, минуя уровень архитектуры команд? Обоснуйте все доводы за и против.
-
Можете ли вы представить многоуровневый компьютер, у которого уровень внешнего устройства и цифровой логический уровень — не самые нижние уровни? Объясните, почему.
-
Некоторые команды уровня операционной системы идентичны командам уровня архитектуры команд. Эти команды сразу выполняются микропрограммой, а не операционной системой. Учитывая ответ на предыдущий вопрос, подумайте, зачем это нужно.
-
В каком смысле аппаратное и программное обеспечение эквивалентны? А в каком не эквивалентны?
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
-
Разработка программ.
-
Отладка.
-
Описание данных.
-
Структура программ.
-
Арифметические операторы.
-
Условные переходы и циклы.
-
Массивы.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ – подготовка к выполнению лабораторных работ.
ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: [4], 3.2, 3.3, 3.4; [5] главы 5-11; [6]главы 1-3.
ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ: [8].
ТЕМА 6 (Максимум: ЛК – 2ч; ПР – 2; ЛБ – 4; СР - 10ч)
Понятие о макропрограммировании.
ПЛАН ЛЕКЦИИ (050202)
-
Макропрограммирование.
-
Понятие о макроподстановке.
-
Макрокоманда.
-
Библиотека макрокоманд.
-
Макроассемблер.
ВОПРОСЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ОБСУЖДЕНИЯ
-
Реализация управляющих конструкций (if-then-else, while-do и т.д.) языков высокого уровня средствами макропрограммирования.
-
Параметры макрокоманды.
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
-
Разработка программ.
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ – подготовка к выполнению лабораторных работ.
ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: [4], 3.5; [5] глава 14.
ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ: [8].
ТЕМА 7 (Максимум: ЛК – 0ч; ПР – 2; ЛБ – 0; СР - 10ч)
Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.
-
Особенности организации процессоров с сокращенным набором команд (ПСНК).
-
Базовая архитектура ПСНК.
-
Формат команды.
-
Примеры структур различных процессоров.
ЛЕКЦИИ не предусмотрены.
-
ВОПРОСЫ КОЛЛЕКТИВНОГО ОБСУЖДЕНИЯ
-
Интерфейс системной шины.
-
Интерфейсы внешних запоминающих устройств IВМ РС.
-
Способы организации совместной работы периферийных и центральных устройств.
-
Последовательный и параллельный интерфейсы ввода-вывода
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ не предусмотрены
ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ – Подготовка докладов.
ЛИТЕРАТУРА ОСНОВНАЯ: [2], глава 2; [2], 1.2; [3], 1.1, 1.2, 1.3, 1.4.
ЛИТЕРАТУРА ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ: [1], 2.2, 2.3, 2.4; [2], глава 5, глава 7.
-
Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
-
Рекомендуемая литература:
-
Э. Таненбаум Архитектура компьютера. 4-е изд. – Спб.Питер, 2003.
-
Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2006.
-
К. Хамер, З. Вранешич, С. Заки. – СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2003.
-
С.В. Зубков Assembler для DOS, Windows и UNIX. 3-е изд., стер. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2004.
-
В.И. Юров Assembler. Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2004.
-
В.И. Юров Assembler. Практикум (+дискета) – СПб.: Питер, 2003.
-
Партыка Т.Л., Попов И.И. Электронные вычислительные машины и системы: учеб. пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М,2007.
-
А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко; под ред. А.П. Пятибратова. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник – М.: Финансы и статистика, 1998.
-
А.В. Богданов, В.В. Корхов, В.В. Мареев, Е.Е. Станкова. Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем. Курс лекций. Учебное пособие – М.: ИНТУИТ.РУ «Интернет-Университет Информационных Технологий», 2004.
-
Ю.В. Новиков, П.К. Скоробогатов. Основы микропроцессорной техники: Учебное пособие. – 3-е изд., испр. – М.: Интернет-Университет Информационных Технологий; БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.
-
В.В. Корнеев, А.В. Киселев. Современные микропроцессоры.– 3-е изд., перераб. и доп.– СПб.: БХВ-Петербург, 2003.
-
М. Гук. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия – СПб: Издательство «Питер», 1999.
-
Р. Томпсон, Б. Томпсон. ЖелезоПК: Энциклопедия. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2004.
-
В.И. Юров. Assembler. Специальный справочник. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2004.
-
Материально-техническое обеспечение дисциплины (учебные и учебно-методические средства дистанционного обучения; специализированные учебники с мультимедийными сопровождениями, электронные учебно-методические комплексы, включающие электронные учебники, учебные пособия, тренинговые компьютерные программы, компьютерные лабораторные практикумы, контрольно-тестирующие комплекты, учебные видеофильмы, аудиозаписи, иные материалы, предназначенные для передачи по телекоммуникационным каналам связи).
Электронные учебники и справочники:
-
BIOS_Setup.chm;
-
А. Калашников, О. Климов. «Ассемблер? Это просто! Учимся программировать»;
-
Сайт WASM.RU;
-
Учебник по основам языка Ассемблера;
-
Гук М. - Аппаратные интерфейсы ПК.doc;
-
Гук М. - Интерфейсы ПК (Справочник).djvu;
-
Модернизация и Ремонт ПК Для Чайников.pdf;
-
Таненбаум Э. - Архитектура ПК.pdf.
-
Перечень используемых технических средств.
Для обеспечения дисциплины необходимы:
-
специально оборудованные аудитории и компьютерные классы;
-
персональные компьютеры;
-
различные технические и аудиовизуальные средства обучения;
-
лабораторные стенды: «Счетчики», «Сумматор», «АЛУ», «ОЗУ», «ПЗУ», «Регистры»;
-
блоки питания 5В, 12В, частотомер, осциллографы.
-
Перечень используемых пособий.
-
УМК «Архитектура компьютера»
-
Перечень видео- и аудиоматериалов программного обеспечения.
-
Assembler.
-
Примерные зачетные тестовые задания – не предусмотрено
-
Примерный перечень вопросов к зачету (экзамену).
-
История развития вычислительной техники.
-
Поколения ЭВМ.
-
Классификация компьютеров по назначению.
-
Состав вычислительной системы.
-
Классификация прикладных программных средств.
-
Строение компьютера. Главные устройства.
-
Принципы построения компьютера.
-
Принципы фон Неймана.
-
Команда. Выполнение команды.
-
Структура компьютера (классическая, многопроцессорная, архитектура, многомашинная ВТ, архитектура с параллельными процессорами).
-
Магистрально-модульный принцип построения компьютера.
-
Информационно-логические основы построения ЭВМ.
-
Видеосистема компьютера.
-
Мониторы на базе электронно-лучевой трубки, жидкокристаллические.
-
Системная плата компьютера.
-
Центральный процессор. Функции.
-
Строение памяти. Оперативная память. Функции.
-
Устройства, образующие внутреннюю память.
-
Устройства, образующие внешнюю память.
-
Устройства ввода и вывода информации.
-
Файловая система.
-
Прерывания.
-
Принтеры.
-
Сканеры.
-
Прямой доступ к памяти. Адреса ввода-вывода.
-
Назначение ROM BIOS.
-
Процессоры. От Intel 8088 до Intel 486DX2.
-
Пятое поколение процессоров: Pentium.
-
Характеристика и преимущества Pentium 4.
-
Комплект экзаменационных билетов (утвержденный зав. кафедрой до начала сессии) – хранится на кафедре, дело 15/26-26 – Экзаменационные билеты по лекционным курсам.
ВОПРОСЫ, ВХОДЯЩИЕ В СОСТАВ ВОПРОСОВ ГАК
-
Понятие архитектуры компьютера. Классификация компьютеров. Информационно-логические основы построения ЭВМ. Принципы фон Неймана. Канальная и шинная системотехника.
-
Основные этапы развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ. Элементная база компьютеров. Серии интегральных схем. Комбинационная и последовательная логика.
-
Функциональные элементы вычислительной техники: триггеры, регистры, счетчики, преобразователи кодов.
-
Микропроцессоры. Основные параметры. Структура и назначение блоков.
-
Система команд микропроцессора. Способы адресации. Понятие об ассемблере.
-
Память компьютера. Основные типы памяти. Организация памяти.
-
Ввод- вывод информации. Интерфейсы. Основные режимы ввода-вывода информации.
-
Примерная тематика рефератов – не предусмотрено.
-
Примерная тематика курсовых работ – не предусмотрено.
-
Примерная тематика квалификационных (дипломных) работ – не предусмотрено.
-
Методика(и) исследования (если есть) – не предусмотрено.
-
Бально-рейтинговая система, используемая преподавателем для оценивания знаний студентов по данной дисциплине – не предусмотрено.
|