Рабочая прорамма 3 поколения ФГОС СПО по дисциплине Архитектура КС
рабочая программа по теме

 «ПРИНЯТА»

на заседании отделения ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН И ПРОГРАММИРОВАНИЯ

протокол № ______ от ___________________

Заведующий отделением

_______________ /                                 /

Составлена в соответствии
с Федеральным государственным  образовательным стандартом среднего профессионального образования  третьего поколения по специальности (м): 230115   ПРОГРАММИРОВАНИЕ В КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Заместитель директора
по учебной работе

__________________Е.В.Романова

стр.

ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

4

СТРУКТУРА и СОДЕРЖАНИЕ  УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

6

УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

14

КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

15

Вид учебной работы

Объем часов

Максимальная учебная нагрузка (всего)

144

Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

96

в том числе:

     лабораторные  работы

0

     практические занятия

36

     контрольные работы

11

     лекционные занятия

49

Самостоятельная работа обучающегося (всего)

48

в том числе:

работа с литературными и электронными источниками

8

систематизация материала, разработка таблиц

11

проектная деятельность

6

написание реферата

4

подготовка докладов

6

оформление мультимедийных презентаций

8

решение индивидуальных задач

5

Итоговая аттестация в форме контрольной работы

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся

Объем часов

Уровень усвоения

1

2

3

4

Раздел 1.

Базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем

58

Тема 1.1.

Базовые понятия

Содержание учебного материала

5

1.

Введение в предмет. Понятия ЭВМ и ВС. Понятие архитектуры ВС

1

1

2.

 Эволюция вычислительной техники. Теория эволюции компьютеров. Закон Мура. Принципы фон Неймана. Поколения ЭВМ. Системы eniac, edvac.

2

1

3.

Информация, кодирование, обработка в ЭВМ. Системы счисления. Правила недесятичной арифметики. Дополнительный код числа. Числа с фиксированной и плавающей точкой

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

4

1.

Изучение принципов представления информации и  принципов выполнения операций в двоичной ССЧ с использованием дополнительного кода и обратного кода.

2

2

2.

Изучение принципов представления информации и  принципов выполнения операций в восьмеричной и шестнадцатеричной ССЧ

2

2

Контрольные работы

1

1.

Входной контроль – тестирование на владение материалом

1

Самостоятельная работа обучающихся

8

1.

Графическое изображение структуры текста: Разработка листов опорных знаний по разделу: Базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем

2

2

1

2

3

4

2.

Подготовка докладов по разделу: Базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем

2

2

3.

Сложение и вычитание чисел с использованием прямого, дополнительного и обратного кода по индивидуальному заданию

2

2

4.

Арифметические операции в восьмеричной и шестнадцатеричной ССЧ по индивидуальному заданию

2

2

Тема 1.2.

Организация и принцип работы основных логических блоков компьютерных систем;

Содержание учебного материала

6

1.

Логические основы ЭВМ, элементы и узлы. Алгоритмы и программы

2

1

2.

Изучение работы сумматоров различных типов.

2

1

3.

Изучение шифраторов и принципов их работы. Изучение дешифраторов и принципов их работы

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

18

1.

Комбинации логических элементов. Булева алгебра. Уровни логических сигналов. Поиск неисправностей

2

2

2.

Логические элементы "И-НЕ" (NAND), "ИЛИ-НЕ" (NOR). Эквивалентные  схемы.

2

2

3.

Элемент "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ" (XOR).  Цифровой компаратор. Поиск неисправностей

2

2

4.

Изучение работы RS-, JK- триггеров и принципов их работы. Асинхронные счетчики.

2

2

5.

D-триггеры. Цепи синхронизации. Поиск неисправностей

2

2

6.

Таймер , Двоичный счетчик с последовательным переносом, Двоичный счетчик с последовательным переносом

2

2

7.

Цифро-аналоговый преобразователь. Аналогово-цифровой преобразователь

2

2

8.

Дешифраторы и мультиплексоры. Демультиплексор.

2

2

9.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

2

2

1

2

3

4

Контрольные работы

2

1

Итоговая КР по теме

2

Самостоятельная работа обучающихся

8

1.

ПРОЕКТ «таблица истинности и логическая схема по индивидуальному заданию»

2

2-3

2.

Графическое изображение структуры текста: Разработка листов опорных знаний по теме: Изучение работы триггеров и принципов их работы

2

2

3.

Спроектировать следующие устройства:

1. «Одноразрядный сумматор на 2 входа. Таблица истинности Описать принцип работы».

2. «Одноразрядный сумматор на 3 входа. Таблица истинности. Описать принцип работы»
3. «Сумматор последовательного действия. Таблица истинности Описать принцип работы.»

2

2-3

4.

Проект «Построить шифратор на элементах ИЛИ-НЕ. Таблица истинности. Описать принцип работы.

2

2

Тема 1.3.

Основные принципы построения архитектур вычислительных систем

Содержание учебного материала

2

1

Архитектура системы команд. CISC и RISC архитектуры процессоров

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

-

Контрольные работы

2

1.

Итоговая КР по разделу

2

Самостоятельная работа обучающихся

2

1.

Графическое изображение структуры текста: Разработка листов опорных знаний по теме: Развитие архитектур современных МП

2

2

1

2

3

4

Раздел 2.

Архитектура и структура вычислительных машин и систем

60

Тема 2.1.

Принципы технической реализации модели коллектива вычислителей

Содержание учебного материала

6

1.

Принципы построения вычислительных систем (ВС). Архитектурные свойства ВС. Способы повышения производительности ЭВМ при обработке информации. Системы параллельного программирования.

2

1

2.

Способы классификации ВС. Многомашинные и многопроцессорные ВС. Уровни и средства комплексирования.

2

1

3.

Классификация вычислительных систем. Параллельные алгоритмы

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

-

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся

4

1.

Подготовка презентаций по темам:

«Способы повышения производительности ЭВМ при обработке информации» 

 «Языки параллельного программирования».

«Многомашинные и многопроцессорные ВС»

2

2

2

Подготовка доклада «Параллельные алгоритмы»

2

2

Тема 2.2.

Процессы обработки информации на всех уровнях компьютерных архитектур

Содержание учебного материала

18

1

2

3

4

1.

Алгоритмы маршрутизации. Методы передачи данных. Передача данных между двумя процессорами и широковещательная передача

Латентность и пропускная способность сети .

2

1

2.

Организация памяти вычислительных систем

2

1

3.

Основные принципы управления ресурсами и организации доступа к этим ресурсам.

2

1

4.

Составление программ системного программирования на языке Ассемблер

10

1

5.

Основные компоненты программного обеспечения компьютерных систем

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

14

Изучение регистров и принципов их работы

2

2

Изучение принципов работы микрокомпьютера на примере 8051:

(Управляющие подпрограммы; Команды передачи данных;  Порты ввода-вывода;  Арифметические и логические операции; Операции передачи управления)

2

2

Изучение принципов работы микрокомпьютера на примере 8051:

(Внешние прерывания; Таймеры и счетчики событий; Поиск неисправностей – тестирование; Использование клавиатуры и дисплея; Последовательная передача)

2

2

Изучение микроконтроллера  Intel 8051 и принципов его работы:

(Сигналы микрокомпьютера; Программируемый таймер;

Периферийный интерфейс; Сигналы аналоговых устройств;

Интерфейс связи; Объединение периферийных устройств)

2

2

Изучение процессов обработки информации на всех уровнях компьютерной архитектуры  RISC  на примере  32-разрядного -процессора 80960SA (Среда Отладчика; Загрузка и отладка; Команды перемещения данных; Порт 8255 и команды ввода-вывода (I/O) ;

2

2

1

2

3

4

Изучение процессов обработки информации на всех уровнях компьютерной архитектуры  RISC  на примере  32-разрядного -процессора 80960SA (Арифметические команды; Логические команды и команды ветвления; Основы подпрограмм; Основы прерываний; Последовательная передача данных; Программирование UART;Цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование (ЦАП и АЦП))

2

2

Изучение конфигурации компьютера, аппаратного мониторинга с помощью утилит AIDA 32 и стандартных утилит.

2

2-3

Контрольные работы

4

1.

Итоговая тестовая КР по теме ЕВ 153

2

2.

Итоговая зачетная КР по теме ЕВ 153

2

Самостоятельная работа обучающихся

14

1. 

Разработка листов опорных знаний по теме: «Команды ассемблера»

8

2

2.

Графическое изображение структуры текста: Разработка листов опорных знаний по разделу: «Архитектура и структура вычислительных машин и систем»

3

2

3.

Установка программной утилиты AIDA 32 . Получение информации о параметрах домашней компьютерной системы с помощью утилит AIDA 32 и стандартных утилит.

1

2

4.

Подготовка реферата «Настройка компьютерного обеспечения компьютерных систем»

2

2

Раздел 3.

Типы вычислительных систем и их архитектурные особенности

26

Тема 3.1.

Векторные и векторно-конвейерные вычислительные системы

Содержание учебного материала

4

1.

Понятие вектора и размещение данных в памяти. Понятие векторного процессора. Структура векторного процессора. Обработка длинных векторов и матриц.

2

1

1

2

3

4

2.

  Векторно-конвейерные вычислительные системы STAR-100, RAY Y-MP C90

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

-

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся

2

1.

Подготовка презентации «PVP-архитектура»

2

2-3

Тема 3.2.

Матричные вычислительные системы

Содержание учебного материала

4

1.

Обобщенная модель матричной ВС. Интерфейсная ВМ. Контроллер массива процессоров. Массив процессоров. Структура процессорного элемента. Подключение и отключение процессорных элементов. Сети взаимосвязей процессорных элементовю

2

1

2.

Ассоциативная память. Ассоциативные ВС. Систолические структуры

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

-

Контрольные работы

-

Самостоятельная работа обучающихся

6

1.

Подготовка презентаций «ВС ILLIAC IV», «Ассоциативные ВС», «Систолические структуры»

2

2-3

2.

Подготовка докладов по темам:

  «Векторно-конвейерные вычислительные системы»

«Ассоциативная память»

«Систолические структуры»

2

2-3

3.

Подготовка рефератов:

«Основные компоненты программного обеспечения компьютерных систем»;

«Основные принципы управления ресурсами ВС»

«Организации доступа к ресурсам ВС.»

2

2-3

1

2

3

4

Тема 3.3.

Кластерные и MPP-системы

Содержание учебного материала

4

1.

Топологии кластеров. Кластер Beowulf. Кластер AC3 Velocity Cluster. Кластер NCSA NT Supercluster. Кластер Thunder

2

1

2.

Системы с массовым параллелизмом (MPP-системы). CRAY T3D

2

1

Лабораторные работы

-

Практические занятия

-

Контрольные работы

2

1.

Итоговая КР по разделу

2

-

Самостоятельная работа обучающихся

4

1.

Графическое изображение структуры текста: Разработка листов опорных знаний по разделу: «Типы вычислительных систем и их архитектурные особенности»

2

2

2.

Подготовка презентации «MPP-системы», «Кластерные ВС»

2

2

1

2

3

4

Примерная тематика курсовой работы (проекта)

-

Самостоятельная работа обучающихся над курсовой работой (проектом)

-

Всего

144

в т.ч. сам. работа 48 часов

Результаты обучения

(освоенные умения,

усвоенные знания)

Формы и методы контроля и

оценки результатов обучения

• получать информацию о параметрах компьютерной системы;
• подключать дополнительное оборудование и настраивать связь между элементами компьютерной системы;
• производить инсталляцию и настройку программного обеспечения компьютерных систем.
• 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.

Текущий контроль в форме:

- практических занятий;

- рефератов;

- докладов;

- контрольных работ по темам;

- самостоятельных работ;

- защита проектов;

- подготовка презентаций;

- систематизации знаний в виде таблиц

 - решение индивидуальных задач

Итоговый контроль в форме контрольной работы