Рабочая программа по дисциплине ОСНОВЫ АРХИТЕКТУРЫ, УСТРОЙСТВО И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ для студентов специальности 09.02.04 Информационные системы (по отраслям)
Министерство образования и молодежной политики Ставропольского края
государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
«Невинномысский химический колледж»
УТВЕРЖДАЮ
Заместитель директора по
учебно-методической работе
_____________Ю.С. Маркова
«___» ___________ 20__ г.
РАБОЧАЯ Программа учебной дисциплины
Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем
2016 г.
Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальностям среднего профессионального образования (далее - СПО): 09.02.04 Информационные системы (по отраслям), базовый уровень.
Организация-разработчик: Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Невинномысский химический колледж».
Разработчик: Ложникова Наталья Александровна, преподаватель профессионального цикла.
содержание
Стр.
ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ рабочей программы УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине
иные сведения и (или) материалы
4
6
10
11
11
13
24
13 TOC \o \h \z \u 14
15
1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ ПРОРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Основы архитектуры, устройство и функционирование
вычислительных систем»
Область применения рабочей программы
Программа учебной дисциплины является частью программы подготовки специалистов среднего звена в соответствии с ФГОС СПО по специальности 09.02.04 Информационные системы (по отраслям) (базовый уровень подготовки).
1.2 Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: дисциплина «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем» входит в профессиональный цикл.
Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам учебной дисциплины:
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать/понимать:
построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;
принципы работы основных логических блоков систем;
классификацию вычислительных платформ и архитектур;
параллелизм и конвейеризацию вычислений;
основные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость.
уметь:
с помощью программных средств организовывать управление ресурсами вычислительных систем;
осуществлять поддержку функционирования информационных систем.
Рекомендуемое количество часов на освоение программы учебной дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося 123 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 82 часов;
самостоятельной работы обучающегося 41 часов.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Объём учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объём часов
09.02.04
Максимальная учебная нагрузка (всего)
123
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
82
в том числе:
лабораторные занятия
не предусмотрены
практические занятия
40
Контрольные работы
2
Курсовая работа (проект)
не предусмотрены
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
41
в том числе:
Самостоятельная работа над курсовой работой
не предусмотрено
составление опорного конспекта
7
Составление плана ответа
2
подготовка к выполнению практической работы
8
подготовка отчета по выполненой практической работе
14
анализ метода построения схем
6
составление кроссворда
2
Подготовка рефератов
2
Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета во II семестре
2.2. Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся
Объём часов
Уровень освоения
Введение
Введение. Цели и задачи дисциплины.
2
Тема 1.
Основы микроэлектроники. Цифровой схемотехники.
Содержание учебного материала:
Основные логические элементы. Логические операции. Основные законы алгебры логики. Тождества и законы алгебры логики. Логические функции. Разновидности логических функций. Базисы функций. Перевод функции из базиса в базис. Минимизация переключательных функций. Основные понятия и определения. Методы минимизации. Нахождение совершенных форм.
10
1
Лабораторные работы: Не предусмотрены
-
-
Практическая работа:
Практическая работа №1. Минимизация логических функций с использованием законов и тождеств.
Практическая работа №2. Исследование логических элементов.
Практическая работа №3. Преобразование логических функций.
Практическая работа №4. Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы представления функций алгебры логики.
Практическая работа №5. Исследование минимизации функций.
Практическая работа №6. Исследование минимизаций функций. Минимизация функций методом карт Карно. Минимизация функций методом Квайна. Практическая работа №7. Принципы нахождения совершенных форм функции, используя методы минимизаций.
16
2
Контрольные работы: Не предусмотрены
-
-
Самостоятельная работа:
Составить план ответа по теме: "Понятие физической величины". Повторить правила перевода чисел из одной системы счисления в другую. Подготовиться к выполнению практических работ. Самостоятельно разобраться в принципе построения диаграмма Вейча. Проанализировать особенности работы комбинационных схем. Гонки.
18
3
Тема 2.
Анализ и синтез схем
Содержание учебного материала:
Понятие микросхема. Классификация и основные параметры микросхем. Типы микросхем. Понятие синхронизации в цифровых устройствах.
2
1
Лабораторные работы: Не предусмотрены
-
-
Практическая работа:
Практическая работа №8. Исследование синтеза схем. Построение простейших схем, используя основные логические элементы и базисы функций. Применение правил оформления схем цифровых устройств.
Практическая работа №9. Построение схем, используя функционально полные системы элементов (базисы).
Практическая работа №10. Применение синхронизации в процессе построения схем.
6
2
Контрольные работы: Не предусмотрены
-
-
Самостоятельная работа:
Составить кроссворд по теме 1: «Минимизация функций». Подготовить отчёты по выполненным практическим работам.
4
3
Тема 3.
Комбинационные и последовательные устройства. Узлы ЭВМ.
Содержание учебного материала:
Принципы работы основных логических блоков систем. Мультиплексор. Назначение. Принцип построения. Демультиплексор. Сумматоры. Назначение. Классификация. Принципы построения. Триггеры. Назначение. Классификация. Принципы построения. Регистры. Назначение классификация. Принципы построения.
10
1
Лабораторные работы: Не предусмотрены
-
-
Практическая работа:
Практическая работа №11. Проведение синтеза линейного дешифратора. Практическая работа №12. Исследование шифратора.
Практическая работа №13. Исследование мультиплексора. Построение мультиплексорного дерева.
Практическая работа №14. Исследование демультиплексора.
Практическая работа №15. Построение одноразрядного сумматора.
Практическая работа №16. Построение многоразрядного сумматора. Практическая работа №17. Построение счетчиков.
14
2
Контрольные работы: Не предусмотрены
-
-
Самостоятельная работа:
Самостоятельно проанализировать и дать сравнительную оценку различным видам дешифратора. Составить опорный конспект по теме: «Области применения дешифраторов». Подготовить отчёты по выполненным практическим работам. Подготовиться к выполнению практических работ. Составить опорный конспект по теме: «Реализация сумматоров на интегральных схемах». Составить опорный конспект по теме: «Счетчик с параллельным переносом».
18
3
Тема 4.
Архитектура и структура средств вычислительной техники
Содержание учебного материала:
Классы и характеристика вычислительных машин и систем. Архитектурные особенности.
Функциональное назначение средств вычислительной техники
Управление средствами и процессами вычислительной техники
Классификация вычислительных платформ и архитектур.
Параллелизм и конвейеризация вычислений.
Основные конструктивные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость
12
1
Лабораторные работы: Не предусмотрены
-
-
Практическая работа:
Практическая работа №18. Организация управления ресурсами вычислительных систем.
Практическая работа №19. Осуществление поддержки функционирования информационных систем.
4
2
Контрольные работы: Не предусмотрены
-
-
Самостоятельная работа: Не предусмотрена
-
-
Тема 5.
Организация вычислительной техники
Содержание учебного материала:
Структура и архитектура процессоров. Классы процессоров CISC, RISC, MISC, VLIW. Классификация, построение и организация памяти.
6
1
Практические работы: Не предусмотрены
-
-
Лабораторные работы: Не предусмотрены
-
-
Самостоятельная работа:
Составить опорный конспект по теме: «Структура и архитектура процессоров»
1
3
Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:
1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);
2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством).
3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных ситуаций)
3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия лаборатории «Вычислительной техники и периферийных устройств».
Оборудование учебного кабинета:
посадочные места по количеству обучающихся;
рабочее место преподавателя;
комплект сетевого оборудования, обеспечивающий соединение всех компьютеров, установленных в кабинете в единую сеть, с выходом через прокси-сервер в Интернет.
мультимедийный проектор.
компьютерные столы по числу рабочих мест студентов.
Технические средства обучения:
- мультимедиа проектор; интерактивная доска.
- персональные компьютеры с лицензионным программным обеспечением.
- лазерный принтер.
3.2. Информационное обеспечение обучения
Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы
Основные источники
Для обучающихся
Пескова С.А. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. - М.: Форум: ИНФРА - М, 2008.
Мышляева И.М. Цифровая схемотехника: Учебник для среднего профессионального образования. - М.: Издательский центр "Академия", 2007.
Попов И.И. Вычислительная техника: учебное пособие. - М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2009.
Калабеков Б.А. Микропроцессорные системы: учебник для среднего профессионального образования. - М.: Горячая линия - Телеком, 2009.
Калабеков Б.А. Микропроцессорные системы: учебник для среднего профессионального образования. - М.: Горячая линия - Телеком, 2009.
Филимонова Е.В., Тер-Симонян Н.А. Математика и информатика: Учебное пособие. – М.: Издательско-книготорговый центр «Маркетинг», 2009.
Фигурнов В.Э. IBM PS для пользователя. – М.: ИНФРА-М, 2009
Филимонова Е.В., Тер-Симонян Н.А. Математика и информатика: Учебное пособие. – М.: Издательско-книготорговый центр «Маркетинг», 2009.
Шафрин Ю. Информатика. Информационные технологии. М.: Лаборатория базовых знаний. – 2008.
Для преподавателей
Васильков А. В. Информационные системы и их безопасность / А. В. Васильков, А. А. Васильков, И. А. Васильков - М.: Форум, 2010. - 525 с.
Информатика: Учебник для вузов.- / Под ред. С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2008.
Макарова Н. В. Информатика и информационно-коммуникационные технологии.- СПб.: Питер, 2011. - 224 с.
Михеева Е. В. Практикум по информатике: учебное пособие для студентов среднего профессионального образования. – 4-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2010.
Острейковский В.А. Информатика. – м.: Высшая школа, 2007.- 512с.
Практикум по информационным технологиям в профессиональной деятельности: учебное пособие для студентов учреждений среднего профессионального образования / Е.В. Михеева. – 11-е изд., испр. - М.: Издательский центр «Академия», 2012. – 256 с.
Интернет-ресурсы
www.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - Информатика - и информационные технологии: cайт лаборатории информатики МИОО
www.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - Интернет-университет информационных технологий (ИНТУИТ.ру)
www.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - Сайт RusEdu: информационные технологии в образовании
http://elkniga.ucoz.ru/index/informatika/0-108 - бесплатная библиотека школьника.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - Электронный альманах «Вопросы информатизации образования»
www.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - "Российское образование" Федеральный портал
www.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - ресурсы портала для общего образования
www.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - "Российский общеобразовательный портал"
www.[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] - Официальный сайт Министерства образования и науки Российской Федерации
4. контроль и оценка результатов освоения учебной дисцисплины
Контроль и оценка результатов освоения ученой дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания)
Формы и методы контроля и оценки результатов обучения
знать:
- построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;
- принципы работы основных логических блоков систем;
- классификацию вычислительных платформ и архитектур;
- параллелизм и конвейеризацию вычислений;
- основные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость.
Задания на сравнение, объяснение, доказательство, составление схемы-конспекта, построение схем.
Исследовательская работа.
уметь:
- с помощью программных средств организовывать управление ресурсами вычислительных систем;
- осуществлять поддержку функционирования информационных систем.
Выполнение и защита практических работ, выполнение индивидуальных проектных заданий, выполнение и защита практических заданий.
5. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Результаты (освоенные профессиональные компетенции)
Основные показатели результатов подготовки
Формы и методы контроля
ПК 1.1 Собирать данные для анализа использования и функционирования информационной системы, участвовать в составлении отчетной документации, принимать участие в разработке проектной документации на модификацию информационной системы.
Демонстрация и разработка отчетной документации. Определение характеристик отчетной документации в процессе модификации информационной системы
Оценка работы в команде по сбору и обмену информацией.
Текущий контроль в форме защиты практических работ.
ПК 1.2 Взаимодействовать со специалистами смежного профиля при разработке методов, средств и технологий применения объектов профессиональной деятельности.
Определение состава и содержания работ, в процессе взаимодействия со специалистами смежного профиля.
Текущий контроль в форме защиты практических и самостоятельных работ.
ПК 1.9 Выполнять регламенты по обновлению, техническому сопровождению и восстановлению данных информационной системы, работать с технической документацией.
Определение основных критерий работы с технической документацией, принципов обновления и сопровождения рассматриваемой информационной системы.
Текущий контроль в форме защиты практических работ, выполнение тестовых заданий.
Комплексная контрольная работа.
Результаты
(освоенные профессиональные компетенции)
Основные показатели результатов подготовки
Формы и методы контроля
ОК 1. Принимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.
Доказательство значимости и актуальности своей будущей профессии, демонстрация интереса в виде презентаций на тему «Моя будущая профессия».
Экспертное наблюдение и оценка на лекционных и практических занятиях
ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.
Обосновывать необходимость определять методы и способы выполнения профессиональных задач. Демонстрация эффективности и качества выполнения профессиональных задач.
Наблюдение и оценка. Устный опрос.
ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.
Решает проблемы и задачи в установленный срок. Демонстрация и доказательство качества принятых решений в нестандартных и стандартных ситуациях, обоснование их актуальности.
Экспертная оценка и наблюдение.
ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.
Активно использует информационные электронные порталы для поиска и систематизации необходимой информации, использует специализированное программное обеспечение для решения профессиональных задач и задач личностного развития.
Экспертная оценка выполнения
ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии
профессиональной деятельности.
Активно использует информационные электронные порталы для поиска и систематизации необходимой информации, использует специализированное программное обеспечение для решения профессиональных задач.
Экспертная оценка выполнения групповых практических работ.
В°ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.
Взаимодействие с обучающимися, преподавателями и мастерами в ходе обучение, активная дискуссия на заданную тему.
Экспертная оценка выполнения групповых практических работ. Устный опрос
ОК 7. Брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.
Проявление ответственности за проведенную работу команды, отстаивание достоинств и недостатков выполненной работы, результат выполнения заданий.
Экспертная оценка выполнения групповых практических работ.
ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.
Планирование обучающимися повышение личностного и квалификационного уровня (путем участи в студенческих конференциях, семинарах, квестах и т.д.)
Экспертная оценка выполнения групповых практических работ.
ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности
Проявление интересов к инновациям в области профессиональной деятельности, самостоятельное изучение обновлений, изменений в ГОСТах и принципах его применения в процессе реализации технической документации к программному продукту.
Экспертная оценка выполнения групповых практических работ.
6. ФОНД ОЦЕНОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
6.1. Паспорт фонда оценочных средств по дисциплине
№ п/п
Контролируемые разделы (темы) дисциплины (результаты по разделам)
Код контролируемой компетенции (или ее части)/ и ее формулировка (по желанию)
Наименование оценочного средства
ОК
ПК
Введение. Цели предмета.
ОК 1
составление схемы конспекта
Основные логические элементы. Логические операции. Переключательные функции одной и двух переменных
ОК 3
составление схемы конспекта
Основные законы алгебры логики. Тождества и законы алгебры логики
ОК 3
задание на сравнение, объяснение, обоснование, доказательства
Логические функции. Разновидности логических функций. Базисы функций. Перевод функции из базиса в базис.
ОК 4
задания на сравнение, объяснение, обоснование, доказательство
Минимизация логических функций с использованием законов и тождеств.
ПК 1.2
Составление отчета
Исследование логических элементов.
ПК 1.2
Составление отчета
Преобразование логических функций
ПК 1.2
Составление отчета
Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы представления функций алгебры логики.
ПК 1.2
Составление отчета
Минимизация переключательных функций. Основные понятия и определения. Методы минимизации.
ОК 3
исследовательская работа
Исследование минимизации функций
ПК 1.1
Составление отчета
Нахождение совершенных форм.
ОК 2
задание на сравнение, объяснение, обоснование, доказательства
Минимизация функций методом карт Карно. Минимизация функций методом Квайна
ПК 1.1
Составление отчета
Минимизация функций методом Квайна (продолжение)
ПК 1.1
Составление отчета
Принципы нахождения совершенных форм функции используя методы минимизаций
ПК 1.1
Составление отчета
Понятие микросхема. Классификация и основные параметры микросхем. Типы микросхем. Понятие синхронизации в цифровых устройствах
ОК 2
составление схемы-конспекта
Исследование синтеза схем. Построение простейших схем, используя основные логические элементы и базисы функций. Правила оформления схем цифровых устройств
ПК 1.2
построение схем
Построение схем используя функционально полные системы элементов (базисы).
ПК 1.2
Составление отчета
Применение синхронизации в процессе построения схем
ПК 1.2
Составление отчета
Принципы работы основных логических блоков систем.
ОК 3
составление схемы-конспекта
Проведение синтеза линейного дешифратора. Исследование и построение прямоугольного дешифратора
ПК 1.2
Составление отчета
Исследование шифратора
ПК 1.2
Составление отчета
Мультиплексор. Назначение. Принцип построения. Демультиплексор.
ОК 6
составление схемы-конспекта
Исследование мультиплексора. Построение мультиплексорного дерева
ПК 1.2
составление схем, формирование отчетов
Исследование демультиплексора
ПК 1.2
составление схем, формирование отчетов
Сумматоры. Назначение. Классификация. Принципы построения.
ОК 6
составление схемы-конспекта
Построение одноразрядного сумматора
составление схем, формирование отчетов
Построение многоразрядного сумматора
ПК 1.2
составление схем, формирование отчетов
Триггеры. Назначение. Классификация. Принципы построения.
ПК 1.2
исследовательская работа
Регистры. Назначение классификация. Принципы построения.
ОК 6
исследовательская работа
Построение счетчиков.
ПК 1.2
составление схем, формирование отчетов
Классы и характеристика вычислительных машин и систем. Архитектурные особенности
ОК 6, ОК 5
составление схемы-конспекта
Функциональное назначение средств вычислительной техники
ОК 6
составление схемы-конспекта
Управление средствами и процессами вычислительной техники
ОК 6
составление схемы-конспекта
Организация управления ресурсами вычислительных систем
ПК 1.2
составление схем, формирование отчетов
Осуществление поддержки функционирования информационных систем
ПК 9
составление схем, формирование отчетов
Классификация вычислительных платформ и архитектур.
ПК 9
исследовательская работа
Параллелизм и конвейеризация вычислений.
ОК 3
составление схемы-конспекта
Основные конструктивные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость
ОК 3
составление схемы-конспекта
Структура и архитектура процессоров. Классы процессоров CISC, RISC, MISC, VLIW
ОК 7, ОК 8
составление схемы-конспекта
Классификация, построение и организация памяти
ОК 9
решение проблемных ситуаций
Классификация, построение и организация памяти (продолжение)
ОК 9
решение проблемных ситуаций
6.2. Типовые контрольные задания или иные материалы
6.2.1 Вопросы, выносимые на дифференцированный зачет.
Основные логические операции.
Основные логические элементы.
Понятие переключательной функции одной или двух переменных.
Основные законы и тождества алгебры логики.
Разновидности логических функций.
Базисы функций.
Принципы перевода из базиса в базис.
Минимизация логических функций с использованием законов и тождеств.
Понятие минимизация. Методы минимизации функций.
Нахождение совершенных форм.
Дать сравнительную характеристику методу минимизации с использованием карт Карно и методу Квайна
Понятие микросхема. Основные понятия и определения.
Типы микросхем.
Понятие синхронизации в цифровых устройствах.
Принципы построения логических схем.
Построение схем используя основные логические элементы и базисы функций.
Применение синхронизации в процессе построения схем.
Шифратор. Принцип построения. Назначение.
Дешифратор. Принцип построения. Назначение.
Мультиплексор. Назначение. Принцип построения.
Демультиплексор. Назначение. Принцип построения.
Сумматоры. Назначение. Классификация.
Принципы построения полусумматора.
Принципы построения полного одноразрядного сумматора.
Особенности построения многоразрядных сумматоров.
Триггеры. Назначение. Классификация.
Особенности построения синхронных и асинхронных триггеров.
Особенности JK – триггеров.
Регистры. Назначение и классификация.
Особенности построения регистров.
Счетчики. Назначение и классификация.
Особенности построения счетчиков.
Понятие вычислительная система и архитектура вычислительной техники.
Принципы организации вычислительного процесса.
Классификация ПК.
Функциональные блоки ЭВМ.
Базовые представления об архитектуре ЭВМ.
Гарвардская архитектура ВС
Архитектура фон Неймана.
Основные типы архитектур.
Классы процессоров CISC.
Классы процессоров RISC.
Классы процессоров VLIW.
Память. Основные понятия и определения.
Страничное распределение памяти.
Сегментное распределение памяти.
Странично-сегментное распределение памяти.
Понятие прерывание, процесс, приоритетность процессов.
Понятие виртуальное адресное пространство. Дескриптор страниц.
Понятие процессор. Физическое адресное пространство. Допустимое адресное пространство.
Понятие микропроцессор. Микропроцессорные системы.
Классификация памяти.
Классификация интерфейсов.
Средства защиты вычислительной техники.
Концепция защиты средств вычислительной техники.
Периферийные устройства. Классификация.
Интерфейсы периферийных устройств.
Программное обеспечение ПК.
Этапы организации вычислительного процесса.
6.2.2 Задачи
Построить схему по заданному уравнению. Найти минимальную форму, используя метод Квайна. Найти совершенные формы.
Решение логических задач средствами алгебры логики.
Построить и объяснить схему работы дешифратора на 3 входа.
Построить и объяснить схему работы шифратора.
Построить и объяснить схему работы мультиплексора на 2 адресных входа.
Построить и объяснить схему работы демультиплексора на 2 адресных входа с синхронизацией.
Построить полный одноразрядный сумматор.
Объяснить схему работы последовательного многоразрядного сумматора.
Объяснить схему работы параллельного многоразрядного сумматора.
Объяснить схему работы JK – триггера.
Объяснить схему работы асинхронного RS – триггера.
Объяснить схему работы синхронного RS – триггера.
Объяснить схему работы двоичного счетчика с последовательным переносом
Объяснить схему работы сдвигающего регистра.
Объяснить схему работы однофазного параллельного регистра на RS-триггерах
6.2.3 Тестовые задания (вопросы)
1. К характеристикам фон-неймановской архитектуре относят:
а) централизованное последовательное управление
б) мультиплексорный режим обработки данных
в) линейная структура адресации памяти
г) низкий уровень машинного языка
3. КЭШ – это:
а) система кодирования информации
б) память типа одномерного массива, в которой соседние ячейки связаны друг с другом
в) память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным
г) память, состоящая из набора записей
4. Гарвардская архитектура:
а) более дешевая
б) имеет две шины данных
в) имеет шину данных и шину для выборки операндов
г) требует меньшего количества выводов шины
д) является более простой в использовании
5. Архитектура фон-Неймана
а) более дешевая
б) имеет две шины данных
в) имеет шину данных и шину для выборки операндов
г) требует меньшего количества выводов шины
д) является более простой в использовании
6. Временная локальность – это:
а) в следующий момент времени будут обрабатываться те данные, которые лежат рядом в памяти
б) наиболее вероятными данными к использованию являются те, которые использовались в данный момент
в) признак, который сравнивается со всеми записями признаков и там где есть совпадение, производится выборка данных
7. Пространственная локальность – это:
а) в следующий момент времени будут обрабатываться те данные, которые лежат рядом в памяти
б) наиболее вероятными данными к использованию являются те, которые использовались в данный момент
в) признак, который сравнивается со всеми записями признаков и там где есть совпадение, производится выборка данных
8. Оперативная память – это:
а) содержит программу начального запуска, описание конфигураций систем, а также драйверы для взаимодействия с системными устройствами
б) это устройство для внутреннего контроля времени и даты, а также для программной выдержки временных интервалов, программного задания частоты и т.д.
в) занимает почти все адресуемое пространство памяти процессора. Чаще всего ее объем гораздо меньше
г) преобразует аппаратные прерывания системной магистрали и аппаратные прерывания процессора и задает адреса векторов прерывания.
9. Контроллер регенераций – это:
а) преобразует аппаратные прерывания системной магистрали и аппаратные прерывания процессора и задает адреса векторов прерывания
б) устанавливаются в слоты (разъемы) системной магистрали и могут содержать оперативную память и устройства ввода / вывода
в) осуществляет периодическое обновление информации в динамической оперативной памяти путем проведения по шине специальных циклов регенерации.
г) это устройство, которое необходимо для работы ПК и взаимодействия со стандартными внешними устройствами по параллельному и последовательному интерфейсам.
10. Регистр – это устройство выполняющее:
а) прием информации
б) хранение информации
в) некоторые логические преобразования
г) операцию преобразования информации из последовательного кода в параллельный
11. Как долго хранится информация в регистрах:
а) бесконечно долго
б) пока не пришел очередной входной импульс
в) не долго, в течении нескольких тактов
г) пока регистр не выйдет из строя
12. Функции регистров:
а) ввод информации
б) накопление информации
в) хранение информации
г) преобразование информации
д) вывод информации
е) сдвиг информации на заданное число разрядов влево или вправо
13. Виды регистров
а) не полные
б) линейные
в) параллельные
г) последовательные
д) структурные
е) параллельно-последовательные
14. По способу ввода информации регистры бывают:
а) с задержкой
б) синхронные
в) однофазные
г) парафазные
15. Исходное состояние регистра равно:
а) «0»
б) «1»
в) «не имеет значения»
16. Регистр сдвига – это регистры в которых:
а) возможна операция сдвига информации по цепочки триггеров влево или вправо
б) производится подсчет импульсов
в) выходной код подсчитанных импульсов формируется после подачи на вход определенного числа импульсов
17. К каким схемам можно отнести регистры:
а) последовательностным схемам
б) схемам с памятью
в) простейшие последовательные устройства, способные долгое время находиться в устойчивом состоянии
18. Счетчик – это устройство выполняющее:
а) прием информации
б) хранение информации
в) подсчет импульсов
г) хранение двоичного кода числа подсчитанных импульсов
19. Для чего применяют счетчики:
а) формирования адресных кодов мультиплексора
б) передачи информации в другие узлы
в) формирования адресных кодов демультиплексора
г) хранения единицы информации
д) счета количества циклов выполненной операции
20. Счетчики с естественным коэффициентом счета :
а) производится сдвиг информации на заданное число разрядов влево или вправо
б) каждому поступившему на вход импульсу соответствует изменение двоичного кода на выходах на единицу
в) выходной код подсчитанных импульсов формируется после подачи на вход определенного числа импульсов
21. Счетчики с произвольным коэффициентом счета
а) производится сдвиг информации на заданное число разрядов влево или вправо
б) каждому поступившему на вход импульсу соответствует изменение двоичного кода на выходах на единицу
в) выходной код подсчитанных импульсов формируется после подачи на вход определенного числа импульсов
22. По конструкции счетчики с естественным коэффициентом счета бывают:
а) с задержкой
б) синхронные
в) суммирующие
г) парафазные
д) вычитающие
е) реверсивные
23. Коэффициент пересчета – указывает:
а) доступен для записи информации
б) количество хранимой информации
в) число используемых триггеров или регистров
г) количество поступивших импульсов, после чего возвращается в исходное состояние
24. Реверсивный счетчик – это счетчик:
а) возможна операция сдвига информации по цепочки триггеров влево или вправо
б) производится подсчет импульсов
в) выполняет и суммирование и вычитание
25. Счетчики строятся на:
а) регистрах
б) сумматорах
в) мультиплексорах
г) триггерах
26. К основным параметрам счетчика можно отнести:
а) хранение информации
б) максимальное быстродействие
в) преобразование информации
г) вывод информации
д) информационная емкость
27. Разрешающая способность - это:
а) максимальное число импульсов в единицу времени
б) максимальное число импульсов в единицу времени
в) минимальное время между двумя входными импульсами при котором счетчик отделяет один импульс от другого
г) максимальное время между двумя входными импульсами при котором счетчик отделяет один импульс от другого
6.2.4 Вопросы, выносимые на контрольную работу.
Страничное распределение памяти.
Сегментное распределение памяти.
Странично-сегментное распределение памяти.
Гарвардская архитектура ВС
Архитектура фон Неймана.
Основные типы архитектур.
Классы процессоров CISC.
Классы процессоров RISC.
Классы процессоров VLIW.
Понятие синхронизации в цифровых устройствах.
Принципы построения логических схем.
Построение схем используя основные логические элементы и базисы функций.
Применение синхронизации в процессе построения схем.
7. ИНЫЕ СВЕДЕНИЯ И (ИЛИ) МАТЕРИАЛЫ
Интерактивные образовательные технологии, используемые при проведении аудиторных занятий
Наименование тем
Используемые интерактивные образовательные технологии
Тема 1. Основы микроэлектроники. Цифровой схемотехники.
Учебное пособие, раздаточный материал, презентация, методические указания по выполнению самостоятельных работ
Тема 2. Анализ и синтез схем
Учебное пособие, раздаточный материал, презентация, методические указания по выполнению самостоятельных работ
Тема 3. Комбинационные и последовательные устройства. Узлы ЭВМ.
Учебное пособие, раздаточный материал, презентация, методические указания по выполнению самостоятельных работ
Тема 4. Архитектура и структура средств вычислительной техники
Наглядное пособие, учебное пособие, раздаточный материал, презентация, методические указания по выполнению самостоятельных работ
Тема 5. Организация вычислительной техники
Наглядное пособие
Рабочая программа рассмотрена на заседании ПЦК ИС и ПБ
и утверждена Методическим советом
Протокол № 1 от « 31» августа 2016 г.
13PAGE \* MERGEFORMAT14815
13PAGE 15
Заголовок 115