9
Министерство образования и молодежной политики Ставропольского края
государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Невинномысский химический колледж»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по УМР
______________Ю.С. Маркова
«___» ____________ 2016 г.
рабочая ПРОГРАММА
ПО ДОПОЛНИТЕЛЬНОМУ ПРОФЕССИОНАЛЬНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ
Архитектура аппаратных средств
2016 г.
1. Цель реализации программы
Целью освоения дисциплины «Архитектура аппаратных средств» является развитие у слушателей личностных качеств, а также формирование общих и профессиональных компетенций в соответствии с требованиями ФГОС.
Используя программный продукт VISIO развивать у обучающихся познавательные интересы, освоение и использование основных методов и средств рассматриваемых программных продуктов при построении схем цифровых вычислительных систем.
Цель: качественное изменение профессиональных компетенций, необходимых для выполнения следующих видов профессиональной деятельности:
- участвовать в анализе построения цифровых вычислительных систем и их архитектурных особенностей,
- осуществлять анализ и идентификацию основных узлов персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств,
- эффективно выполнять и представлять выполненные проекты.
2. Требования к результатам обучения
В результате освоения программы слушатель должен приобрести следующие знания и умения, необходимые для качественного изменения компетенций, указанных в п.1:
уметь:
определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;
идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств;
использовать базовые теоретические и практические знания для решения
профессиональных задач с применением современных программных продуктов.
источников для решения профессиональных и социальных задач.
слушатель 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;
повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем
энергосберегающие технологии;
принципы работы в Visio;
3. Содержание программы
Учебный план дисциплины
«АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ»
Категория слушателей – Промышленный альпинизм, группа И-21-15
Срок обучения - 34 час.
Форма обучения – очная
№ п.п. | наименование разделов | всего час. | в том числе |
лекции | практич. и лаборат. занятия |
-
| Построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности | 16 | 8 | 8 |
-
| Центральный процессор. Технологии повышения производительности многопроцессорных и многоядерных систем. | 14 | 8 | 6 |
-
| Системы команд х86. Макроассемблер (MASM) | 4 | 2 | 2 |
Итоговая аттестация | В форме зачета |
Учебно-тематический план дисциплины
«АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ»
№ п.п. | наименование разделов и тем | всего час. | в том числе |
лекции | практич. и лаборат. занятия |
1. | Раздел 1. Построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности | 16 | | |
1.1. | Основы архитектуры аппаратных средств. Основные функциональные элементы ЭВМ. Общее устройство и структура вычислительной системы. | | 2 | |
1.2. | Принципы современной архитектуры компьютера. Архитектуры с фиксированным набором устройств. Высокопроизводительные архитектуры обработки данных, архитектуры для языков высокого уровня. | | 2 | |
1.3 | Вычислительные системы с закрытой и открытой архитектурами. Архитектуры, основанные на использовании общей шины. Несовместимые аппаратные платформы, кроссплатформенное программное обеспечение. | | 2 | |
1.4 | Архитектуры многопроцессорных и многоядерных вычислительных систем. Векторно-конвейерные суперкомпьютеры. Симметричные мультипроцессорные системы (SMP). Системы с массовым параллелизмом (МРР). Кластерные системы. | | 2 | |
1.5 | Практическая работа №1. Изучение архитектур закрытого и открытого типа. | | | 2 |
1.6 | Практическая работа №1. Изучение архитектур закрытого и открытого типа (продолжение). | | | 2 |
1.7 | Практическая работа №2. Изучение многопроцессорных и многоядерных вычислительных систем. | | | 2 |
2. | Раздел 2. Центральный процессор. Технологии повышения производительности многопроцессорных и многоядерных систем. | 14 | | |
2.1. | Устройство, принцип работы и характеристики процессора. Структура команды процессора. Цикл выполнения команды. Понятие рабочего цикла, рабочего такта. Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур. | | 2 | |
2.2. | Конвейерная обработка команд. Суперскаляризация. | | 2 | |
2.3 | Матричные и векторные процессоры. Векторная обработка. Динамическое исполнение. Декодирование команд. Многоядерные процессоры. | | 2 | |
2.4 | Перспективные типы процессоров. Ассоциативные процессоры. Клеточные и ДНК- процессоры. Нейронные процессоры. Процессоры с многозначной (нечеткой) логикой. Квантовый компьютер. | | 2 | |
2.5 | Практическая работа №3. Изучение защищенного режима работы процессора; регистров общего назначения; принципов работы АЛУ. | | | 2 |
2.6 | Практическая работа №3. Изучение защищенного режима работы процессора; регистров общего назначения; принципов работы АЛУ. (продолжение) | | | 2 |
2.7 | Практическая работа №4. Изучение Перспективных и ассоциативных типов процессоров. | | | 2 |
| Раздел 3. Системы команд х86. Макроассемблер (MASM) | | | |
2.9 | Основные понятия Ассемблера (MASM). Представление чисел, команд, адресов и арифметические операции. Сегментирование и переходы | | 2 | |
2.10 | Практическая работа №5. Изучение режимов работы процессора. | | | 2 |
4. Материально-технические условия реализации дисциплины
Данная дисциплина «АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ» проводится в компьютерной и лекционной аудиториях. Ориентирована на 16 часов практических работ с применением основных технических и программных средств VISIO и 18 часов лекционных занятий.
5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- печатные раздаточные материалы для выполнения практических работ;
- методические рекомендации по выполнению практических работ;
- схемы;
- презентационные материалы;
- электронный конспект лекций.
6. Оценка качества освоения дисциплины
В результате выполнения практических работ по данной дисциплине, студенты сдают оформленные отчеты, защищают выполненную работу.
По результатам выполненных заданий формируется общая оценка на основе пятибалльной системы оценок.
Рассматривается перечень самостоятельных работ, в рамках изучения данной дисциплины, которые студенты сдают в виде рефератов или презентаций по заданной теме.
Оценка качества освоения дисциплины осуществляется в виде зачета.
Слушатель считается аттестованным, если имеет положительные оценки (3,4 или 5) по всем разделам программы, выносимым на лекционные занятия, практические работы и зачет.
Перечень разделов и вопросов, выносимых на зачет, приведен в приложении 1.
7. Составители программы
Преподаватель профессионального цикла 1 категории, Ложникова Наталья Александровна.
Приложение 1
Что такое Видеотерминалы?
Методы адресации сегментный и стековый.
Основные функции Микропроцессора?
Что такое распараллеливание?
Что такое шина данных, шина адреса, определяющая, шина управления.
Принцип двоичного кодирования.
Принцип программного управления.
Принцип однородности памяти
Принцип адресности.
Что такое экспресс-фигуры в программном продукте Visio.
Принципы работы с фигурами (блоками) в программном продукте Visio.
Принципы редактирования объектов в программном продукте Visio.
Принципы работы со слоями в программном продукте Visio.
Принципы работы с текстом в программном продукте Visio.
Что такое макет страницы в программном продукте Visio.
Принципы работы с группировкой в программном продукте Visio.
Принципы создания графических объектов в программном продукте Visio.
Основы архитектуры аппаратных средств.
Основные функциональные элементы ЭВМ.
Классификация компьютеров.
Аппаратное обеспечение, аппаратные средства вычислительных систем.
Координация и администрирование компьютерных сетей.
Компоненты вычислительной сети.
Разработчики сетевых стандартов.
Модель взаимодействия открытых систем – OSI.
Уровни модели OSI.
Общее устройство и структура вычислительной системы.
Принципы современной архитектуры компьютера.
Архитектуры с фиксированным набором устройств.
Высокопроизводительные
Архитектуры обработки данных, архитектуры для языков высокого уровня.
Вычислительные системы с закрытой и открытой архитектурами. Архитектуры, основанные на использовании общей шины.
Несовместимые аппаратные платформы, кроссплатформенное программное обеспечение.
Архитектуры многопроцессорных и многоядерных вычислительных систем.
Векторно-конвейерные суперкомпьютеры.
Симметричные мультипроцессорные системы (SMP). Системы с массовым параллелизмом (МРР).
Кластерные системы.
Принципы современных архитектур.
Архитектуры закрытого и открытого типа.
Многопроцессорные и многоядерные вычислительные системы.
Центральный процессор.
Технологии повышения производительности многопроцессорных и многоядерных систем.
Устройство, принцип работы и характеристики процессора.
Структура команды процессора. Цикл выполнения команды.
Понятие рабочего цикла, рабочего такта.
Принципы распараллеливания операций и построения конвейерных структур.
Конвейерная обработка команд. Суперскаляризация.
Матричные и векторные процессоры. Векторная обработка. Динамическое исполнение.
Декодирование команд.
Многоядерные процессоры.
Перспективные типы процессоров. Ассоциативные процессоры. Клеточные и ДНК-процессоры. Нейронные процессоры. Процессоры с многозначной (нечеткой) логикой.
Квантовый компьютер.
Защитные режимы работы процессора; регистров общего назначения; принципов работы АЛУ.
Перспективные и ассоциативные типы процессоров.
Системы команд х86.
Макроассемблер
Основные понятия Ассемблера (MASM). Представление чисел, команд, адресов и арифметические операции. Сегментирование и переходы
Режимы работы процессора.