Домой

Рабочая программа дисциплины «Основы эвм» Направление подготовки




Скачать 243.2 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины «Основы эвм» Направление подготовки
Дата16.02.2013
Размер243.2 Kb.
ТипРабочая программа
Содержание
Управление разработкой программных проектов
Цели освоения дисциплины
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины
4. Структура и содержание дисциплины
Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)
4.2. Содержание лекционных занятий
4.3. Содержание лабораторных занятий (16 часов).1.
5. Образовательные технологии
6.1. Перечень заданий для самостоятельной работы и проведения текущего контроля.
6.2. Перечень примерных тем курсовых работ.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Подобные работы:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Чувашский государственный университет имени И.Н.Ульянова»


Факультет дизайна и компьютерных технологий


«УТВЕРЖДАЮ»

Проректор по учебной работе


______________ А.Ю. Александров


«______»______________ 20__ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«Основы ЭВМ»


Направление подготовки

231000 «Программная инженерия»


Профиль подготовки

^ Управление разработкой программных проектов


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр


Форма обучения

очная


Чебоксары

2011

Рабочая программа основана на требованиях Федерального государственного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки 231000 – Программная инженерия, утвержденного Приказом Минобрнауки 00.00.2010 г. № 000.


Составитель: доцент __________________Захаров В.Г.


Рабочая программа рассмотрена и одобрена на заседании обеспечивающей кафедры – компьютерных технологий (протокол № _____ от ___________2010 г.).


Зав. кафедрой: профессор _________________ Желтов В.П.


Рабочая программа согласована с Методической комиссией выпускающего факультета – дизайна и компьютерных технологий.


Председатель комиссии, декан: профессор _________________ Желтов В.П.


СОГЛАСОВАНО:

Зам. начальника УМУ: доцент __________________ Харитонов М.Ю.



  1. ^ Цели освоения дисциплины


Целью изучения дисциплины является получение знаний о структурах и принципов функционирования электронно-вычислительных машин (ЭВМ) различного назначения, принципов организации вычислительного процесса.

В результате изучения дисциплины студент должен:

  • иметь опыт выполнения схемотехнических расчетов электронных элементов и устройств ЭВМ, проектирования микропроцессорных контроллеров;

  • иметь представления об основных закономерностях функционирования вычислительных средств и возможностях их системного анализа;

  • знать о тенденциях развития микроэлектроники, о перспективных схемотехнических решениях в области цифровой и аналоговой техники;

  • знать о современном состоянии и тенденциях развития архитектур ЭВМ и вычислительных систем;

  • иметь представления об архитектуре и возможностях микропроцессорных средств.


2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата


Дисциплина относится общепрофессиональному циклу. Дисциплина связана с предшествующими ей курсами: “Электротехника, электроника и схемотехника”, “Операционные системы”, “Системное программирование”.


^ 3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

  • Знать:

- современную аналоговую и цифровую элементную базу средств вычислительной техники, методы проектирования и расчета элементов и узлов электронных средств обработки информации;

- основные принципы организации и функционирования отдельных устройств и ЭВМ в целом, а также вычислительных систем и комплексов, характеристики и возможности в области применения наиболее распространенных классов и типов ЭВМ.

- принципы построения архитектуры вычислительных систем.

  • Уметь:

- использовать формальный аппарат для анализа схемо-технической структуры электронных аналоговых и цифровых устройств;

    - применять методы анализа и синтеза для конкретных задач на основе микроконтроллеров и микропроцессорных устройств.

  • Владеть:

    - методиками выполнения схемотехнических расчетов электронных элементов и устройств ЭВМ;

    - основами проектирования микропроцессорных контроллеров;

    - способами комплексирования ЭВМ и систем, анализа и оценки архитектур вычислительных систем.



^ 4. Структура и содержание дисциплины


4.1. Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единиц, 288 часов.






п/п


Раздел

дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

^ Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации (по семестрам)

Лекции

Практ. зан.

Лабор. зан.

КСР *

СРС **

Всего

Из ауд. зан. в интер. форме

1

Введение

3

1

2










2










2

Арифметические основы ЭВМ.

3

2

2




2




3










3

Основы логического проектирования цифровых устройств

3

3

2










3










4

Булева функция

3

4

2




2




2










5

Способы минимизации функций

3

5

2










3










6

Элементы и функциональные узлы ЭВМ

3

6

2




2




2










7

Логические элементы и элементы с памятью

3

7

2










2










8

Операционные устройства

3

8

2




2




3










9

Принципы построения устройств памяти

3

9

2










3










10

Методы доступа.

3

10

2




2




2










11

Оперативная память ЭВМ

3

11

2










3










12

Постоянные ЗУ (ПЗУ).

3

12

2




2




3










13

Внешние запоминающие устройства

3

13

2










3










14

Принципы организации процессоров.

3

14

2




2




3










15

Работа процессора

3

15

2










3










16

Особенности взаимодействия узлов и блоков

3

16

2




2




3







тест, экзамен

17

Устройства управления.

4

1

2




2




4










18

Форматы команд.

4

2

2










4










19

Способы формирования сигналов управления микрооперациями.

4

3

2




2




4










20

УУ

4

4

2










4










21

Использование программируемых логических матриц

4

5

2




4




4










22

Принципы организации прерываний

4

6

2










4










23

Интерфейсы.

4

7

2










5










24

Функции каналов ввода – вывода

4

8

2











4










25

Интерфейс

4

9

2




2




4










26

Современные интерфейсы обмена данными.

4

10

2










4










27

Микропроцессоры

4

11

2










4










28

Многопроцессорные наборы

4

12

2




2




4










29

Программируемые интерфейсы.

4

13

2










4










30

Однокристальные микроЭВМ

4

14

2




2




4










31

Программируемый интерфейс.

4

15

2




2




4










32

Заключение.

4

16

2










4







тест, зачет




Итого







64




32




125

288








* Контроль самостоятельной работы: аудиторные занятия для проверки самостоятельной работы студентов, приема зачета, проведения текущих консультаций.

** Самостоятельная работа студента, включая курсовой проект, курсовую работу, расчетно-графические работы.


^ 4.2. Содержание лекционных занятий (64 часа).


  1. Введение. Структура, поколения и классификация ЭВМ, основные типы (микропроцессоры и микроЭВМ, персональные, суперЭВМ, нейрокомпьютеры). Основные устройства ЭВМ и их назначения. Принципы программного управления, представления данных, машинные операции, адресация и команды.

2. Арифметические основы ЭВМ. Системы счисления. Форма представления чисел в ЭВМ. (Числа с фиксированной точкой, числа с плавающей точкой). Прямой, обратный и дополнительный коды. Двоичная арифметика. Кодирование десятичных чисел и алфавитно-цифровой информации. Десятичная арифметика.

3. Основы логического проектирования цифровых устройств. Конечные автоматы комбинированного и последовательного типа. Синхронные и асинхронные элементы. Абстрактный и структурный синтез конечных автоматов.

4. Основные теоремы булевой алгебры для одной, двух и более переменных. Булева функция и способы ее представления.

5. Способы минимизации функций. Функционально полные системы логических элементов. Основные понятия логического синтеза комбинационных и последовательностных устройств. Автоматы Мили и Мура.

6. Элементы и функциональные узлы ЭВМ. Физические основы представления информации в ЭВМ. Системы цифровых элементов, основные характеристики, классификация.

7. Логические элементы и элементы с памятью. Функциональные узлы без памяти и с памятью.

8. Операционные устройства. Принцип построения операционных устройств.

9. Принципы построения устройств памяти. Классификация и основные параметры ЗУ. Иерархическая структура ЗУ современных ЭВМ.

10. Методы доступа. Способы организации памяти (адресная, магазинная, стековая, ассоциативная).

11. Оперативная память ЭВМ. Основные характеристики и классификация. Системы организации оперативной памяти. Многоуровневая оперативная память. Структурные схемы и принципы работы ЗУ, структуры 3D, 2 D и 2.5.D. Полупроводниковая и интегральная оперативная память на биполярных и МОП транзисторах.

12. Постоянные ЗУ (ПЗУ). Полупроводниковые интегральные ПЗУ с программирование и перепрограммированием информации. ППЗУ и флеш - память.

13. Внешние запоминающие устройства. Накопители на магнитных лентах, накопители на магнитных дисках, накопители на ЦМД.

14. Принципы организации процессоров. Назначение и структура процессора. Процессорные устройства. Характеристика основных блоков процессора.

15. Работа процессора. Арифметико-логические устройства (АЛУ). Алгоритм выполнения логических и арифметических операций с фиксированной запятой в АЛУ в двоичной и десятичных системах счисления.

16. Структура операционного устройства для выполнения операций над числами с фиксированной запятой. Особенности взаимодействия узлов и блоков. АЛУ при выполнении арифметических операций с плавающей запятой.

17. Устройства управления. Основные функции. Понятие операции, такта, микрооперации, микропрограммы. Операционные устройства процессоров для обработки командной информации.

18. Организация естественного порядка выборки команд. Выполнение команд условного и безусловного переходов. Выборка операндов при непосредственной и косвенной адресации. Кодирование команд. Форматы команд.

19. Устройства управления процессом схемно-логического типа (жесткая логика). Способы формирования сигналов управления микрооперациями.

20. Микропрограммный принцип построения управляющих устройств (УУ). Структура микропрограммного УУ. Организация чтения микропрограммы из памяти.

21. Использование программируемых логических матриц для построения устройств управления. Средства мультипрограммной работы процессора.

22. Принципы организации прерываний. Многоуровневые системы прерываний. Приоритеты. Слово состояния программы (ССП). Структурные схемы блока прерываний.

23. Принцип организации систем ввода- вывода. Интерфейсы. Организация ввода вывода информации в ЭВМ. Система прерываний. Иерархия команд ввода- вывода. Состав команд и их форматы.

24. Функции каналов ввода – вывода. Последовательные и параллельные порты ввода- вывода информации

25. Интерфейс. Концепция интерфейсов. Интерфейс программного обмена данными. Интерфейс прямого доступа в память. Единый интерфейс общая шина. Организация обмена данными.

26. Современные интерфейсы обмена данными. Алфавитно-печатающие устройства. Дисплеи.

27. Микропроцессоры и ПЭВМ. Классификация и основные характеристики микроЭВМ и ПЭВМ. Перспективы развития. Особенности логической организации микроЭВМ. Базовая система машинных команд. Основные типы адресации. Форматы команд и данные.

28. Многопроцессорные наборы. Состав, классификация и основные характеристики. Архитектура микропроцессорного набора. Системная магистраль.

29. Программируемые интерфейсы. Построения микропроцессорной системы на базе микропроцессорных наборов. Микропроцессоры с микропрограммным управлением.

30. Однокристальные микроЭВМ. Структурная схема, принцип работы и характеристики.

31. Параллельная обработка информации. Классификация систем параллельной обработки. Типы структурной организации многопроцессорных вычислительных систем. Способы обмена информацией между процессорами. Обмен через общее поле памяти.

32. Обмен по магистралям доступа к индивидуальной памяти. Буферизация межпроцессорного обмена информацией. Заключение.


^ 4.3. Содержание лабораторных занятий (16 часов).


1. Коммуникационный порт, его инициализация и передача байтов.

2. Однокристальная ЭВМ, функционирование шины данных.

3. Однокристальная ЭВМ, функционирование шины адресов.

4. Однокристальная ЭВМ, функционирование системы прерываний.

5. Организация кодов, исправляющих ошибки.

6. Параллельный порт, его инициализация и программирование.

7. Последовательный порт, его инициализация и программирование.

8. Манипулятор мышь, ее инициализация и программирование.

9. Таймер, его инициализация и программирование.

10. Программируемый интерфейс, режимы работы.

11. Управляющие программы, составление списков подпрограмм.

12. Прошивка ПЗУ периферийных устройств.

13. Нейронная сеть Хемминга.

14. Алгоритм обучения нейронной сети с обратным распространением ошибки.

15. Перцептрон.

16. Видеосистема ПЭВМ.


^ 5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины используются:

• раздаточный материал для изучения лекционного материала;

• учебный материал в электронном виде;

• контрольные программы по курсу для подготовки к сдаче семестровой аттестации и экзамена;

• программное обеспечение в соответствии с содержанием дисциплины;


6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.


^ 6.1. Перечень заданий для самостоятельной работы и проведения текущего контроля.


1. Математические модели межмашинного обмена информацией.

2. Протоколы распределенных вычислительных систем, их уровни и назначения.

3. Организация вычислительного процесса в многопроцессорных мультисистемах.

4. Реализация синхронного и асинхронного режимов функционирования вычислительных систем. Примеры построения мультипроцессорных вычислительных систем.

5. Нейрокомпьютерная техника. Основные понятия теории нейронных сетей.

6. Классификация и парадигмы нейронных сетей. Методы обучения нейронных сетей.

7. Аппаратная реализация нейронных сетей. Аналоговые и цифровые представления.

8. Оптические нейронные сети.

9. Понятие нейрокомпьютера. Нейрокомпьютеры и их реализация.

10. Коммерческие изделия и их приложения. Числовые, аналоговые, гибридные, оптоэлектронные и оптические нейрокомпьютеры.


^ 6.2. Перечень примерных тем курсовых работ.


  1. Однокристальная ЭВМ, функционирование шины данных.

  2. Однокристальная ЭВМ, функционирование шины адресов.

  3. Однокристальная ЭВМ, функционирование системы прерываний.

  4. Организация кодов, исправляющих ошибки.

  5. Параллельный порт, его инициализация и программирование.

  6. Последовательный порт, его инициализация и программирование.

  7. Манипулятор мышь, ее инициализация и программирование.

  8. Таймер, его инициализация и программирование.

  9. Программируемый интерфейс, режимы работы.

  10. Организация управляющих программ и подпрограмм.

  11. Прошивка ПЗУ периферийных устройств.

  12. Видеосистема ПЭВМ.



^ 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины


а) основная литература:

  1. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. М.: Энергоиздат, 1995.

  2. Замятин Н.В. Организация ЭВМ и систем. Томск. 2005 г. 198 с .

  3. Лю-ю жен, Гибсон. Микропроцессоры семейства 8086/88. М.: Мир, 1998.

  4. Уоссерман Ф. "Нейрокомпьютерная техника". Изд. МИР. 1997 г.

  5. Гилмор Ч. Введение в микропроцессорную технику: Пер. с англ. – М.: Мир, 1984. – 334 с.

  6. Ровдо А. А. Микропроцессоры от 8086 до Pentium III Xeon и AMD-K6-3. - М.:, 2000. - 592 с.

  7. Нейросети: применение в диагностике / Анал.обзор А.Н. Скурихина. М.: ЦНИИАтоминформ., 1994 – 23 с.

  8. Гуров В.В., Чуканов В.О. Основы теории и организации ЭВМ. - Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2006 . - 280 с.

  9. Новиков Ю.В., Скоробогатов П.К. Основы микропроцессорной техники Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008. - 358 с.

  10. Богданов А.В., Корхов В.В., Мареев В.В., Станкова Е.Н. Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем Интернет-университет информационных технологий - ИНТУИТ.ру, 2004. - 176 с.



б) дополнительная литература:

  1. Neural networks for control / by ed. Miller . - MIT PRESS, 1991 - 480c.

  2. A.Cichocki, R. Undehauen Neural networks for optimization and signal processing. - Wiley 1993 -583c.


в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

пакеты Mathlab 6.5, ElektroniksWorksBench 5.12, Maple 7.


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Компьютерные классы (Ж-201, Ж-206).

Скачать 243.2 Kb.
Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2019
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты