Рабочая программа дисциплины Архитектура электронно – вычислительных машин и вычислительные системы
рабочая программа

Опубликовано 26.12.2022 - 0:54 - Шарамков Андрей Владимирович

Рабочая программа дисциплины  Архитектура электронно – вычислительных машин и вычислительные  системы

Скачать:

ВложениеРазмер
Файл rp_09.02.05_op.08_arhitektura.docx43.41 КБ

Предварительный просмотр:

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Архитектура электронно – вычислительных машин и вычислительные  системы

2020 г

Рабочая программа разработана на основе федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности  09.02.05  Прикладная информатика (по отраслям), утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от  13 августа 2014 г. № 1001

Организация-разработчик:

ГБПОУ ВО «Воронежский техникум строительных технологий»

Разработчики: преподаватель Шарамков А. В.

Рекомендовано Методическим советом техникума__________________

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ    Архитектура электронно – вычислительных машин и вычислительные  системы

1.1. Область применения программы        

        Программа дисциплины является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС по специальности СПО 09.02.05  Прикладная информатика (по отраслям)        . Учебная дисциплина Архитектура электронно – вычислительных машин и вычислительные  системы способствует формированию профессиональных и общих компетенций:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного

выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной

деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством,

потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат

выполнения заданий.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

ПК 1.1. Обрабатывать статический информационный контент.

ПК 1.2. Обрабатывать динамический информационный контент.

ПК 1.3. Моделировать в пакетах трехмерной графики.

ПК 1.4. Осуществлять подготовку оборудования к работе.

ПК 1.5. Настраивать и работать с отраслевым оборудованием обработки информационного контента.

ПК 3.3. Проводить обслуживание, тестовые проверки, настройку программного обеспечения отраслевой направленности.

ПК 4.1. Управлять содержанием проекта.

ПК 4.4. Управлять ресурсами проекта.

1.2. Планируемые результаты освоения  

В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

  • определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристик устройств для конкретных задач;
  • идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств;
  • обеспечивать совместимость аппаратных и программных средств вычислительной техники;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

  • построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;
  • принципы работы основных логических блоков системы;
  • параллелизм и конвейеризацию вычислений;
  • классификацию вычислительных платформ;
  • принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах;
  • принципы работы кэш-памяти;
  • методы повышения производительности многопроцессорных и многоядерных систем;
  • основные энергосберегающие технологии;

2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы при очной форме обучения

Вид учебной работы

Объем часов

Объем образовательной программы

114

в том числе:

теоретическое обучение

50

практические занятия

30

самостоятельная работа

34

Промежуточная аттестация  в форме  экзамена                                                                                                                                              

2.3. Тематический план и содержание учебной дисциплины

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) 

Объем часов

1

2

3

Раздел 1.

Представление информации в вычислительных системах

Тема 1.1.

Арифметические основы ЭВМ

Содержание учебного материала

6

Роль и место знаний по дисциплине «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем» в сфере профессиональной деятельности. История развития вычислительных средств.

Системы счисления. Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления.  Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительные коды. Использование обратного и дополнительного двоичных кодов для реализации всех арифметических операций с помощью суммирующего устройства.

Практические занятия

4

Практическая работа № 1. Перевод чисел из одной системы счисления в другую

Практическая работа № 2.Формы представления чисел в ЭВМ

Самостоятельная работа обучающегося

2

Подготовить презентацию «История развития вычислительной техники»

Тема 1.2.

Представление информации в ЭВМ

Содержание учебного материала

4

Виды информации и способы ее представления в ЭВМ.

Кодирование информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др. Кодирование графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG.

Самостоятельная работа обучающегося

2

Подготовить презентацию «Стандарты кодирования информации»

Раздел 2.

Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных  систем.

Тема 2.1.

Логические основы ЭВМ, элементы и узлы

Содержание учебного материала

4

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.

Практические занятия

4

Практическая работа № 3 Работа и особенности логических элементов ЭВМ

Практическая работа № 4 Работа логических узлов ЭВМ

Самостоятельная работа обучающегося

Подготовить сообщение «Микросхемы с логическими элементами»

Подготовить доклад «Использование сумматоров в вычислительной технике»,

4

Тема 2.2

Основы построения  ЭВМ

Содержание учебного материала

Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы (архитектура) фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур ЭВМ.

2

Практические занятия

2

Практическая работа № 5 Состав устройств  системного блока

Самостоятельная работа обучающегося

4

Подготовить презентацию «Канальная архитектура ЭВМ»,

Подготовить доклад «Сравнительный анализ принципов работы CISC, RISC процессоров »

Тема 2.3

 Внутренняя организация процессора

Содержание учебного материала

4

Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ. Структура процессора. Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение и классификация. Структура и функционирование АЛУ. Интерфейсная часть процессора: назначение, состав, функционирование. Организация работы и функционирование процессора.

Практические занятия

4

Практическая работа № 6. Микропроцессор ПЭВМ

Практическая работа № 7. Архитектура системной платы

Самостоятельная работа обучающегося

2

Подготовить доклад «Виды интерфейсов процессора»,  

Тема 2.4

Организация работы памяти компьютера

Содержание учебного материала

Иерархическая структура памяти. Основная память ЭВМ. Оперативное и постоянное запоминающие устройства: назначение и основные характеристики. 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.  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.

4

Практические занятия

Практическая работа №8.Управление основной памятью ПЭВМ

2

Самостоятельная работа обучающегося

2

Подготовить реферат «Страничная организация памяти»,

Тема 2.5 Интерфейсы

Содержание учебного материала

Понятие интерфейса. 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.

Классификация интерфейсов. 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. Интерфейс стандарта  802.11 (Wi-Fi).

4

Практические занятия

6

Практическая работа №9. Внутренние интерфейсы системной платы.

Практическая работа №10. Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI.

Практическая работа №11. Параллельные и последовательные порты и их особенности работы.

Самостоятельная работа обучающегося

4

Подготовить доклад «Интерфейс стандарта  (Wi-Fi)»

Подготовить доклад «Архитектура системной платы»

Тема 2.6 Режимы работы процессора

Содержание учебного материала

Режимы работы процессора. Характеристика реального режима процессора 8086. Адресация памяти реального режима. Основные понятия защищенного режима.

Переключение задач. Страничное управление памятью. Виртуализация прерываний. Переключение между реальным и защищенным режимами.

4

Практические занятия

2

Практическая работа №12. Прерывания микропроцессора ПЭВМ

Самостоятельная работа обучающегося

2

Подготовить реферат «Страничная организация памяти»,

Тема 2.7 Основы программирования процессора

Содержание учебного материала

8

Основы программирования процессора.  Выбор и дешифрация команд. Выбор данных из регистров общего назначения и микропроцессорной памяти. Обработка данных и их запись.

Выработка управляющих сигналов.

Основные команды процессора: арифметические и логические команды, команды перемещения, сдвига, сравнения, команды условных и безусловных переходов, команды ввода-вывода. Подпрограммы.

Виды и обработка прерываний. Этапы компиляции исходного кода в машинные коды и способы отладки. Использование отладчиков.

Самостоятельная работа обучающегося

4

Подготовить реферат «Особенности Assembler для различных процессоров»

Подготовить реферат «Программирование переходов»

Тема 2.8 Современные процессоры

Содержание учебного материала

Основные характеристики процессоров. Идентификация процессоров. Совместимость процессоров. Типы сокетов.  Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей.

Процессоры нетрадиционной архитектуры. Клеточные и ДНК-процессоры. Нейронные процессоры.

2

Практические занятия

2

Практическая работа №13. Идентификация и установка процессора.

Самостоятельная работа обучающегося

4

Подготовить доклад «Классификации процессоров»,

Подготовить реферат «Модели двуядерных процессоров Intel»

Раздел 3.

Вычислительные системы

Тема 3.1

Организация вычислений в вычислительных системах

Содержание учебного материала

4

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

Тема 3.2  Классификация  вычислительных систем

Содержание учебного материала

4

Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных: ОКОД (SISD), ОКМД (SIMD), МКОД (MISD), МКМД (MIMD). Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного использования: UMA, NUMA, COMA. Сравнительные характеристики, аппаратные и программные особенности.

Классификация  многомашинных ВС: MPP, NDW и COW. Назначение, характеристики, особенности. Примеры ВС различных типов. Преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем.

Практические занятия

4

Практическая работа №14. Вычислительные системы.

Практическая работа №15. Вычислительные сети .

Самостоятельная работа обучающегося

4

Подготовить реферат «Вычислительные системы MISD »

Подготовить доклад «Вычислительные системы SISD »

Всего:

114

Список литературы

Печатные издания

1.        Э. Таненбаум, Т. Остин «Архитектура компьютера», издательство «Питер», 2015

2.        Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник / Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И., - 5-е изд., перераб. и доп. - М:Форум, НИЦ ИНФРА-М, 2016. - 512 с.: 60x90 1/16. - (Профессиональное образование) (Переплёт 7БЦ) ISBN 978-5-91134-742-0

3.        Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: учебник / Н.В. Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов. — 5-е изд., перераб. и доп. — М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2017. — 511 с. — (Среднее профессиональное образование).

4.   Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем: Учеб-ник / В.В. Степина. — М.: КУРС: ИНФРА-М, 2018. — 288 с. — (Среднее профессиональное образование)

Разработчик:         

ВТСТ преподаватель _______________________ А. В. Шарамков

 

Рассмотрено:

На заседании предметной (цикловой) комиссии специальностей Информационные системы (по отраслям) и Прикладная информатика (по отраслям)

«» __________20_____ года

Председатель П(Ц)К                                                                   Н.А. Меркулова

Согласовано:

Методист                                                            С.Л. Хабарова

Заместитель директора по учебно-методической работе                        С.А. Коленбет


По теме: методические разработки, презентации и конспекты

«Выполнение работ по одной или нескольким профессиям рабочих, должностям служащим электронно-вычислительных и вычислительных машин».

Примерная программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования  230401 Информа...

Рабочая программа по дисциплине "Грузоподъемные машины и механизмы"

Рабочая программа по дисциплине "Грузоподъемные машины и механизмы"...

Аннотация рабочей программы учебной дисциплины «Детали машин и механизмов кабельного оборудования»

Аннотация рабочей программы учебной дисциплины  «Детали машин и механизмов кабельного оборудования» для специальности 13.02.08 Электроизоляционная, кабельная и конденсаторная техника.Перечислены ...

Рабочая программа по электронной технике специальность 27.02.04

программы профессиональных модулей и дисциплин...

Рабочая программа по дисциплине Вычислительная техника

Рабочая программа по дисциплине Вычислительная техника для специальности Автоматизация технологических процессов и производств...

Рабочая программа ПМ.01 Подготовка машин, механизмов, установок, приспособлений к работе, комплектование сборочных единиц специальность 35.02.07 Механизация сельского хозяйства Заочное

Рабочая программа по ПМ.01 заочное...

Рабочая программа ПМ.05 Оператор машинного доения

Рабочая программа профессионального модуля разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее ФГОС) по специальности среднего профессионального образования (далее СП...