Рабочая программа по дисциплине «Архитектура вычислительных систем и сетей эвм» Для студентов, обучающихся по направлению icon

Рабочая программа по дисциплине «Архитектура вычислительных систем и сетей эвм» Для студентов, обучающихся по направлению


Смотрите также:
Рабочая программа учебной дисциплины «Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей»...
Рабочая программа дисциплины архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей для...
Рабочая программа по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» По направлению...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и систем» (наименование дисциплины) для...
Рабочая программа по дисциплине «Статистическая теория помехоустойчивости автономных...
Учебная программа по дисциплине основы технической эксплуатации и защиты вычислительных систем и...
Рабочая программа по дисциплине “Теория информации” для студентов...
Рабочая программа дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» для специальности: 2202...
А. В. Пальчиков архитектура ЭВМ и систем...
Утверждаю
Рабочая программа дисциплины «архитектура ЭВМ и систем»...
Рабочая программа по дисциплине “вычислительная математика” Для студентов...



Загрузка...
скачать


НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ


«УТВЕРЖДАЮ»


Декан факультета АВТ,

проф. В. В. Губарев




«24» января 2001 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


по дисциплине «Архитектура вычислительных систем и сетей ЭВМ»


Для студентов, обучающихся по направлению 654600


«Информатика и Вычислительная Техника»

номер и наименование специальности (направления)


Факультет АВТ заочное обучение


Кафедра Вычислительной техники


Курс _2, 3 Семестр _ 4, 5


4 семестр

Установочные лекции 4 часа


5 семестр
^

Обзорные лекции 8 часов



Лабораторные занятия 8часов Контрольная работа


Зачет


Всего часов 100


Новосибирск 2001 г.

Рабочая программа составлена на основании ГОС


Высшего Профессионального Образования

наименование


Индекс № 224тех/дс


Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры


^ Вычислительной технки


«24» января 2001 г. Протокол № 1


Программу составил: к. т. н., доцент Мищенко В. К.


Заведующий кафедрой,

ответственный за основную

образовательную программу, профессор В. В. Губарев


Дополнения и изменения к рабочей программе на 20 /20 учебный год


В рабочую программу вносятся следующие изменения:






























































Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры «___» _______20 г.


Заведующий кафедрой


«___» _______20 г.


^ 1. ТРЕБОВАНИЯ К КУРСУ


Содержание курса соответствует требованиям к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки бакалавров направления 552800 «Информатика и вычислительная техника» и инженеров направления 654600 «Информатика и вычислительная техника».


СД.06

Способы организации и типы ВС; параллельная обработка информации: уровни и способы организации; реализация в многомашинных и многопроцессорных ВС; операционные конвейеры; векторные, матричные, ассоциативные системы; однородные системы и среды; RISC-архитектуры; развитие архитектур, ориентированных на языковые средства и среду программирования; основы метрической теории ВС; технология распределенной обработки данных.



^ 2. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ КУРСА


Курс разделен на шесть разделов:

  • вычислительные системы класса SIMD;

  • вычислительные системы класса MIMD;

  • методы параллельных вычислений;

  • алгоритмы и методы организации функционирования вычислительных систем;

  • производительность вычислительных систем;

  • сети ЭВМ и телекоммуникации.



^ 3. ЦЕЛИ КУРСА


3.1. Данная дисциплина имеет цель:

3.1.1. Дать студентам систематизированные сведения о структуре и принципах работы вычислительных систем разного назначения, о методах исследования вычислительных систем, об основах их проектирования.

3.1.2. Другой целью дисциплины является систематизация знаний и умений по вычислительной технике и программированию через изучение различных архитектур параллельных вычислительных систем и основ параллельного программирования.


^ 3.2. Предмет изучения:

3.2.1. Основные структуры вычислительных систем.

3.2.2. Алгоритмы функционирования.

3.2.3. Методы параллельных вычислений.

3.2.4. Сети ЭВМ и средства телекоммуникаций.


^ 3.3. Объектами изучения являются:

3.3.1. Структуры современных вычислительных систем.

3.3.2. Протоколы глобальных и локальных вычислительных сетей.

3.3.3. Математическое обеспечение вычислительных систем и сетей.


^ 3.4. Результаты изучения дисциплины:

3.4.1. Представления

В результате изучения дисциплины у студентов должны быть сформированы представления о:

  • способах обработки информации;

  • принципах системной организации вычислительных средств;

  • параллельном программировании и алгоритмах функционирования;

  • современном состоянии развития вычислительных систем, сетей ЭВМ и средств телекоммуникаций.

3.4.2. Знания

После изучения дисциплины студент должен приобрести систематизированные знания в следующих областях:

  • основных архитектур параллельных вычислительных систем;

  • параллельного программирования;

  • вычислительных сетей и средств телекоммуникаций.

3.4.3. Умения и навыки

После изучения дисциплины студент должен:

  • приобрести навыки работы с отечественным и зарубежным информационно-справочным материалом;

  • уметь выбрать структуру ВС и режим ее функционирования;

  • уметь разрабатывать структурные и функциональные схемы всех ее составляющих;

  • выбрать необходимый набор и структуру компонентов математического обеспечения;

  • оценить проектируемое им устройство с точки зрения быстродействия, стоимости и надежности.



^ 4. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА


4.1. Введение

История параллелизма. Скалярная и векторная обработка информации. Конвейер. Сети ЭВМ. Систематика Флинна. Основная литература по дисциплине и ее краткий анализ.


^ 4.2. Раздел 1. Класс SIMD

4.2.1. Векторно-конвейерные системы

Общие принципы магистральной обработки. Архитектурные принципы. Функциональные устройства. Системы STAR-100, CRAY-1.

4.2.2. Матричные системы

Матричная обработка информации. Общие принципы построения и функционирования матричных архитектур. Массивы процессорных элементов. Сети обмена. Система ILLIAC-IV.

4.2.3. Ассоциативные системы

Общие принципы ассоциативной обработки информации. Категории ассоциативных систем. Подсистема управления. Модули ассоциативных матриц. Системы PEPE, STARAN.

4.2.4. Систолические и волновые матричные процессоры

Общие принципы систолической обработки. Синхронность вычислений. Свойства систолических архитектур. Методы синтеза систолических массивов. Общие принципы волновой обработки. Автосинхронность вычислений. Отображение графа алгоритма на волновые матричные процессоры.


^ 4.3. Раздел 2. Класс MIMD

4.3.1. Транспьютеры

Общие принципы построения транспьютерных систем. Транспьютерное семейство фирмы Inmos. Внутренняя архитектура транспьютера. Регистры. Поддержка параллелизма. Язык Оккам.

4.3.2. Вычислительные системы с программируемой структурой

Модель коллектива вычислителей. Принципы построения. Функциональный, коммуникационно-настроечный автомат. Функциональная структура элементарной машины. Системные операции. Организация межмашинных взаимодействий. ОВС «Минимакс», «Сумма». Распределенные вычислительные системы. Система АСТРА.

4.3.3. Однородные вычислительные среды

Принципы построения вычислительных сред. Соединительные и функциональные элементы среды. Настройка среды. Физическая реализация элементов среды.

4.3.4. Отказоустойчивые вычислительные системы

Концепция устойчивости вычислительных систем к отказам. Алгоритмы обнаружения неисправностей. Эффект «домино» и методы его устранения. Вычислительная система космического корабля «Шаттл».


^ 4.4. Раздел 3. Методы параллельных вычислений

Основные подходы при организации параллельных вычислений. Распараллеливание на уровне алгоритмических языков. Ярусно-параллельные формы. Крупноблочное распараллеливание. Особенности реализации P-алгоритмов на распределенных вычислительных системах.


^ 4.5. Раздел 4. Алгоритмы и методы организации функционирования вычислительных систем

Основные режимы функционирования ВС. Режим решения сложной задачи. Решение набора задач на ВС. Эвристические алгоритмы, основанные на минимизации функции штрафа. Функционирование ВС при поступлении потока задач. Организация функционирования распределенных вычислительных систем.


^ 4.6. Раздел 5. Производительность вычислительных систем

Пиковая и реальная производительность. Закон Гроша. Способы измерения реальной производительности. Методы оценки производительности.


^ 4.7. Раздел 6. Сети ЭВМ и телекоммуникации

Общие принципы построения вычислительных сетей. Понятие «открытая система» и проблемы стандартизации. Модель OSI. Уровни и протоколы. Конфигурации локальных вычислительных сетей и методы доступа в них. Разновидности сетей Ethernet. Технологии Token Ring, FDDI. Конфигурации глобальных сетей и методы коммутации в них. Принципы маршрутизации, реализация межсетевого взаимодействия средствами TCP/IP.


4.8. Заключение

Основные тенденции развития архитектурных принципов в области вычислительных систем и сетей. Современные тенденции развития телекоммуникационных систем.


^ 5. ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ, ИХ НАИМЕНОВАНИЕ, ОБЪЕМ В ЧАСАХ (8 ЧАСОВ)


  1. Анализ способов и выбор дисциплины обслуживания заданий однопроцессорного комплекса реального масштаба времени (4 часа).

  2. Анализ критериев эффективности управляющего вычислительного комплекса и определение оптимального быстродействия процессора (4 часа).


^ 6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. А. М. Ларионов, С. А. Майоров, Г. И. Новиков. Вычислительные комплексы, системы и сети: учебник для вузов. – Л.: Энергоатомиздат, 1987. – 288 с.

  2. В. Г. Хорошевский. Инженерный анализ функционирования вычислительных машин и систем. – М.: Радио и связь, 1987. – 256 с.

  3. Ю. Блэк. Сети ЭВМ. Протоколы, стандарты, интерфейсы/ Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 506 с.

  4. О. Хокни, К. Джезхоуп. Параллельные ЭВМ. – М.: Радио и связь, 1986. – 396 с.

  5. А. Б. Барский. Параллельные процессы в вычислительных системах. – М.: Радио и связь, 1990. – 256 с.

  6. А. Г. Додонов, М. Г. Кузнецова, Е. С. Горбанчик. Введение в теорию живучих вычислительных систем. – Киев: Наук. Думка, 1990. – 184 с.

  7. К. Ги. Введение в локальные вычислительные сети. – М.: Радио и связь, 1986. – 176 с.

  8. Транспьютеры /под ред. Г. Харта. – М.: Радио и связь, 1993. – 304 с.

  9. В. И. Жиратков. Вычислительные системы большой производительности /НГТУ. Новосибирск, 1993. – 83 с.

  10. Супер-ЭВМ /под ред. С. Фернбаха. – М.: Радио и связь, 1991. – 320 с.

  11. Э.Якубайтис. Локальные информационно-вычислительные сети. – Рига: Зинантне, 1985. – 284 с.

  12. В. И. Жиратков. Введение в теорию отказоустойчивых вычислительных систем /НГТУ. Новосибирск, 2001. – 62 с.

  13. В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб.: Питер, 2001. – 672 с.



^ 7. КОНТРОЛИРУЮЩИЕ МАТЕРИАЛЫ


Вопросы к зачету

  1. Классификация архитектур ВС.

  2. Систематика Флинна.

  3. Уровни параллелизма.

  4. Принципы магистральной обработки информации.

  5. Система CRAY.

  6. Матричная обработка информации.

  7. ^ ВС ILLIAC-IV.

  8. Ассоциативные ВС.

  9. Система PEPE.

  10. ВС STARAN.

  11. Систолические процессоры.

  12. Синхронизация систолических массивов.

  13. Волновые матричные процессоры.

  14. Сети обмена между ПЭ.

  15. Транспьютеры.

  16. Транспьютеры фирмы INMOS.

  17. Модель коллектива вычислителей.

  18. Типовые схемы обмена информацией при реализации P-алгоритмов.

  19. Вычислительные среды.

  20. Функциональные и коммутационные элементы вычислительной среды.

  21. Программирование и настройка вычислительной среды.

  22. ЭМ ОВС. Состав. Функциональное назначение.

  23. Системные операции.

  24. Основные свойства ОВС с программируемой структурой.

  25. Архитектурные аспекты создания операционных систем ВС.

  26. Классификация ОВС. Области применения.

  27. Архитектура ОВС «Минимакс».

  28. Элементарная машина ОВС «Минимакс».

  29. ПО ОВС «Минимакс».

  30. ОВС «Сумма».

  31. Распределенные ВС. Особенности.

  32. Отказоустойчивые ВС. Обнаружение ошибок.

  33. Эффект «домино» и методы его устранения.

  34. ВС космического корабля «Шаттл».

  35. Общие принципы построения вычислительных сетей.

  36. Модель OSI.

  37. Уровни, протоколы, интерфейсы.

  38. Конфигурации локальных вычислительных сетей и методы доступа в них.

  39. Разновидности сетей Ethernet.

  40. Конфигурации глобальных сетей и методы коммутации в них.

  41. Принципы маршрутизации, реализация межсетевого взаимодействия средствами TCP/IP.

  42. Тенденции развития архитектурных принципов в области вычислительных систем и сетей.






Скачать 99,9 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер99,9 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх