МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
Школа естественных наук
|
«УТВЕРЖДАЮ»
|
|
Заведующий кафедрой
_ Информационной безопасности______
( название кафедры) 
|
|
|
|
______________ _Корнюшин П. Н.____
(подпись) (Ф.И.О. зав. каф.)
|
|
«__1__»__сентября______2012__г.
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Архитектура ЭВМ
090104.65 «Комплексная защита объектов информатизации»
Форма обучения - очная
Школа естественных наук
Кафедра информационной безопасности
курс ____3____ семестр ____5____
лекции __34__ (час.)
практические занятия _______(час.)
семинарские занятия ________(час.)
лабораторные работы ___17____(час.)
консультации
всего часов аудиторной нагрузки___51___ (час.)
самостоятельная работа ____49___ (час.)
реферативные работы (0)
контрольные работы (0)
курсовые работы (0)
зачет ____5_____ семестр
Рабочая программа составлена на основании требований государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования № 331 от 14 апреля 2000 года.
Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры информационной безопасности «_7__» ____июня___2012 г.
Заведующий кафедрой_ _д.ф.-м.н. профессор Корнюшин_П.Н.
Составитель:_ к.т.н.проф._Добржинский Ю.В.
Оборотная сторона титульного листа РПУД
I. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «__» _______________20 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись) (И.О. Фамилия)
II. Рабочая программа пересмотрена на заседании кафедры:
Протокол от «_____» _________________ 20 г. № ______
Заведующий кафедрой _______________________ __________________
(подпись) (И.О. Фамилия)
АНОТАЦИЯ
Цели:
изложение основных теоретических концепций.
концепций положенных в основу построения современной архитектуры вычислительных систем.
Задачи:
усвоение студентами архитектуры и принципов работы основных логических блоков вычислительных систем.
усвоение внутренней организации процессора; организации.
усвоение принципов работы памяти;
усвоение принципов управления памятью;
усвоение видов адресации; архитектуры процессоров;
усвоение взаимосвязи с периферийными устройствами,
усвоение организации и режимов работы процессора;
усвоение основных команд процессора, рабочего цикла процессора,
знакомство с программами -отладчиками; типами вычислительных систем и их архитектурными особенностями.
классификацией вычислительных платформ, преимуществами и недостатками различных типов вычислительных систем.
Место дисциплины в учебном процессе и требования к знаниям, умениям и навыкам студента.
Дисциплины, на которых базируется данная дисциплина:
Высшая математика;
Физика;
Информатика;
Теоретические основы компьютерной безопасности.
В процессе изучения дисциплины студенты должны:
Знать:
- виды информации и способы представления ее в ЭВМ;
- архитектуру электронно-вычислительных машин и вычислительных систем; назначение и принципы действия отдельных архитектурных конфигураций;
архитектуру и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем; внутреннюю организацию процессора; регистры процессора; организацию и принципы работы памяти; физическую, линейную, страничную, сегментную и виртуальную память; кэш-память; защищенный режим работы; принципы управления памятью; виды адресации; шинную структуру и виды шин; многозадачность; архитектуры процессоров; взаимосвязь с периферийными устройствами, организацию и режимы работы процессора; основные команды процессора, рабочий цикл процессора использование прерываний, программы-отладчики; типы вычислительных систем и их архитектурные особенности, параллелизм и конвейеризацию вычислений, классификацию вычислительных платформ, преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем
Уметь:
- выбирать рациональную конфигурацию оборудования в соответствии с решаемой задачей;
- обеспечивать совместимость аппаратных и программных средств ВТ;
- использовать технические средства ВТ.
Владеть:
- о направлениях развития аппаратного и программного обеспечения вычислительной техники.
I. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
МОДУЛЬ I. Архитектура ЭВМ (34 час.)
Раздел 1. Основные характеристики и области применения ЭВМ различных классов (21 час.)
Тема 1. Общие принципы построения и архитектуры вычислительных машин (2 час.)
Тема 2. Информационно-логические основы вычислительных машин их функциональная и структурная организация (2 час.)
Тема 3. Процессоры (3 час.)
Тема 4. Память (3 час.)
Тема 5. Основные стадии выполнения команды. Рабочий цикл процессора (2 час.)
Тема 6. Организация прерываний в ЭВМ (2 час.)
Тема 7. Каналы и интерфейсы ввода вывода (2 час.)
Тема 8. Периферийные устройства (3 час.)
Тема 9. Программное обеспечение (2 час.)
Раздел 2. Архитектурные особенности и организация функционирования вычислительных машин различных классов (10 час.)
Тема 1. Классификация вычислительных систем (2 час.)
Тема 2. Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы (2 час.)
Тема 3. Типовые вычислительные структуры и программное обеспечение (2 час.)
Тема 4. Системы с конвейерной обработкой данных (1 час.)
Тема 5. Матричные вычислительные системы (1 час.)
Тема 6. Ассоциативные вычислительные системы (1 час.)
Тема 7. Принципы векторной обработки (1 час.)
Раздел 3. Сети ЭВМ (3 час.)
Тема 1. Общие понятия. Классификация (1 час.)
Тема 2. ЛВС и компоненты ЛВС (1 час.)
Тема 3. Глобальная вычислительная сеть Internet (1 час.)
II. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА
Все необходимое учебно-методическое обеспечение по дисциплине представлено в печатном или электронном виде в библиотеке ДВФУ, а также в электронном виде в сети Интернет на сайте кафедры программирования.
В качестве текущего контроля успеваемости в конце каждой темы проводится электронное тестирование по материалам темы.
В конце 5 семестра сдается зачет.
Лабораторные работы (17 час.)
Лабораторная работа 1. Системы счисления. Преобразование чисел (1 час.)
Лабораторная работа 2. Формы преобразования данных. Специальное кодирование (1 час.)
Лабораторная работа 3. Работа и особенности логических элементов ЭВМ (2 час.)
Лабораторная работа 4. Работа логических узлов ЭВМ (1 час.)
Лабораторная работа 5. Основные характеристики процессоров различных архитектур (2 час.)
Лабораторная работа 6. Архитектура системной платы (1 час.)
Лабораторная работа 7. Внутренние интерфейсы системной платы (2 час.)
Лабораторная работа 8. Интерфейсы периферийных устройств IDE, SCSI, SATA (1 час.)
Лабораторная работа 9. Параллельные и последовательные порты и их особенности работы (1 час.)
Лабораторная работа 10. Изучение команд мп (2 час.)
Лабораторная работа 11. Программирование арифметических и логических операций (1 час.)
Лабораторная работа 12. Программирование портов вывода (2 час.)
III. КОНТРОЛЬ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ КУРСА
Итоговый контроль полученных знаний выполняется после завершения лекционного курса и выполнения лабораторных работ. Из нижеперечисленных вопросов формируются билеты, ответ на которые служит основанием для получения экзамена по дисциплине. Количество вопросов в билете определяется преподавателем.
Вопросы к зачету
История развития вычислительных машин. Поколения ЭВМ. Обзор устройства и основные принципы работы ЭВМ.
Понятие архитектуры ЭВМ. Основные компоненты ЭВМ. Архитектура Фон Неймана. CISC. RISC.
Процессоры. Основные производители. Ядра и линейки.
Процессоры.Корпуса. Сокеты и слоты. Материнская плата.
Понятие системного чипсета. Основные производители и характеристики. Чипсеты с локальной шиной. Мосты. Хабовая архитектура.
Устройство системной памяти. Виды памяти и их принципы функционирования.
Устройство системной памяти.Адресация. Страничная и сегментная организация. Механизм трансляции страниц.
Понятие системной шины. ISA, MCA, EISA, VLB, PCI, AGP, PCI-Express (EV6, HyperTransport.)
Архитектура контроллеров IDE и SerialATA. Основные характеристики.
Устройство жесткого диска. Логическая и физическая адресация данных.
Технология SMART. Перспективные технологии.
Оптические диски. Перспективные технологии.
Внешние носители информации. Iomega, ZIP, JAZZ, LS-120, MO-Drive. Перспективные разработки.
Принцип работы Flash-памяти.
Подходы к улучшению производительности дисковой подсистемы. Уровни RAID.
Порты COM, IrDa, LPT. Шина USB.
Технология ACPI и OnNow.
Интерфейс Serial ATA.
Видеокарты. Эволюция и архитектура видеокарт.. RAMDAC. Основные производители.
3D-ускорители. Характеристики производительности. Z-буфер. Виды фильтрации.
3D-ускорители. Mip mapping, Normal mapping.Bump mapping. Parallax mapping.
3D-ускорители. Типы затенения (Фонг, Гуро). Алгоритм построения теней.
3D-ускорители. High Dynamic Range. Виды постобработки: motion blur, bloom.
3D-ускорители. Учет окружающей среды. Ray tracing. Шейдеры. Виды 3D API.
Звуковые карты. Основные характеристики. Методы синтеза звука и эффекты. Виды звуковых карт.
Технологии пространственного звука.(QSound, HRTS+CC).
Технологии пространственного звука. Решения Sensaura. Технологии MacroFX, ZoomFX, EnvironmentFX..
Технологии пространственного звука. (EAX, A3D)
Мониторы. Архитектура CRT-мониторов. Характеристики. Виды масок.
Мониторы.Стандарты защиты TSO и NPRII.
Архитектура LCD-мониторов. Пассивная и активная матрица. Понятие TFT. Другие виды мониторов (PDP, FED, LEP).
Принтеры: ромашковые, матричные, струйные, лазерные, твердочернильные и термосублимационные.
Сетевые платы. Сетевые стандарты (10baze2, 10baze5, 10bazet, FDDI). Модемы. Протоколы связи, сжатие, коррекция ошибок. Технология ADSL.
Понятие петафлопа. Гиперкомпьютер. Кластер.
IV. ТЕМАТИКА И ПЕРЕЧЕНЬ КУРСОВЫХ РАБОТ И РЕФЕРАТОВ
Учебным планом не предусмотрено.
V. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература
Бройдо В. Л. Архитектура ЭВМ и систем : учебник для вузов / В.Л. Бройдо, О.П. Ильина - Санкт-Петербург : Питер, 2009. 720 c.
Колдаев В.Д. Архитектура ЭВМ : учебное пособие / В.Д. Колдаев, С.А. Лупин - Москва : Форум, 2009. 384 c.
Максимов Н. В. Архитертура ЭВМ и вычислительных систем : учебник / Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов - Москва : ИНФРА-М, 2006. 512 c.
Дополнительная литература:
Таненбаум Э. Архитектура компьютера : книга / Э. Таненбаум - Санкт-Петербург : Питер, 2005. 699 c.
Таненбаум Э. Архитектура компьютера : книга / Э. Таненбаум - Санкт-Петербург : Питер, 2009. 844 c.
Интернет ресурсы
http://efiddo.tk/books/index.php?option=com_mtree&task=att_download&link_id=2348&cf_id=24 В.Г. Баула «Введение в архитектуру ЭВМ и системы программирования», Учебное пособие, Московский Государственный Университет им. М.В. Ломоносова, 2003г, 145стр.
http://window.edu.ru/resource/676/76676 Иванков А.А., Измайлов Г.К., Клавдиев В.Е., Фролов М.Е. Информатика. Краткий курс: Учебное пособие / Под общей ред. проф. В.В. Глухова. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 63 с.
http://window.edu.ru/resource/570/59570 Коваль А.С., Сычев А.В. Архитектура ЭВМ и систем: Учебно-методическое пособие. - Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2007. - 87 с.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Дальневосточный федеральный университет»
(ДВФУ)
Школа естественных наук
|
