Рабочая программа по дисциплине опд. Ф. 09 Вычислительные машины, системы и сети По специальности 220201 Управление и информатика в технических системах

скачать МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ» УТВЕРЖДАЮ Т.В. Маркелова « 17 » июня 2009 г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА По дисциплине ОПД.Ф.09 Вычислительные машины, системы и сети По специальности 220201 – Управление и информатика в технических системах Факультет Цифровых систем и технологий Кафедра Автоматизации полиграфического производства Форма обучения Курс Семестр Трудоемкость дисциплины в часах Форма итогового контроля Всего часов Аудиторных часов Лекции Семинарские (практические) занятия Лабораторные занятия Курсовая работа Курсовой проект Самостоятельная работа Очная 4 7 170 85 51 34 85 Экзамен Очно-заочная 4 8 170 51 17 34 119 Экзамен Заочная Москва – 2009 г. Составитель: Агеев В.Н., докт. техн. наук, профессор Рецензент: Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры «Автоматизация полиграфического производства» 25.05.09 , протокол № 12 . Зав. кафедрой Самарин Ю.Н. Одобрена Советом факультета цифровых систем и технологий 02.06.09 , протокол № 10 . Председатель Винокурова О.А. ^ 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ТРЕБОВАНИЯ К ЗНАНИЯМ И УМЕНИЯМ 1.1. Цели и задачи изучения дисциплины Цель изучения дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети» – научить студентов квалифицированно использовать вычислительные машины (ВМ) для решения инженерно-научных задач, получить навыки проектирования средств автоматики и систем управления на основе ВМ и микроконтроллеров; развить умение оценивать и выбирать соответствующие типы микроконтроллеров для решения конкретных задач. ^ Частные цели – обучение практическим навыкам работы с микропроцессорными системами и микроконтроллерами. Основной задачей изучения дисциплины является овладение методами: построения и использования информационных моделей; построения информационных систем управления базами данных; разработки информационных систем, включая технико-экономическое обоснование проекта, разработку концепции, технического задания, задачи проектных стадий; формализации комплексной задачи автоматизации управления и выполнения ее декомпозиции для последующей разработки информационных систем управления; решения важнейших практических задач разработки информационных систем. ^ 1.2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины В результате изучения дисциплины студент должен знать: основные принципы организации вычислительных машин, систем и сетей; многоуровневую организацию вычислительных процессов; классификацию и состав средств вычислительной техники; принципы построения основных устройств ВМ; интерфейсы ВМ; архитектурные и конструктивные принципы построения компьютеров (персональных ВМ); микропроцессорные комплекты, микроконтроллеры, сигнальные процессоры, периферийные БИС; владеть: специальной терминологией в области вычислительной техники; принципами и методами программирования микропроцессорных систем; принципами и методами организации работы с микроконтроллерами; уметь: оценивать производительность и стоимость ВМ и систем; выбирать средства при проектировании систем автоматизации и управления; программировать и отлаживать системы с микроконтроллерами. ^ 1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины Дисциплина «Вычислительные машины, системы и сети» основывается на знаниях: математического анализа; теории вероятности; математической статистики; методов алгоритмизации и программирования; сетевых технологий. ^ 2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1. Наименование тем, их содержание и объем в часах Наименование тем Общая трудоемкость (часов) Аудиторные занятия (всего часов) Лекции Практические занятия (семинары) Лабораторные занятия Тема 1. Введение в дисциплину 2 2 Тема 2. Модели вычислений 8 4 4 Тема 3. Понятия о функциональной, структурной организации и архитектуре вычислительных машин 8 8 Тема 4. Системы памяти 14 6 8 Тема 5. Современные микропроцессоры, тенденции развития 10 6 4 Тема 6. Микроконтроллеры, тенденции развития 12 6 6 Тема 7. Периферийные устройства 10 6 4 Тема 8. Персональные компьютеры 10 6 4 Тема 9. Особенности организации рабочих станций и серверов 7 3 4 Тема 10. Телекоммуникации и компьютерные сети 4 4 Итого 85 51 34 ^ 2.2. Содержание тем дисциплины Тема 1. Введение в дисциплину Структура дисциплины «Вычислительные машины, системы и сети», ее место в программе профессиональной подготовки. Основные понятия, принципы построения и характеристики вычислительных машин. Краткий обзор истории развития вычислительной техники. Средства вычислительной техники – основа построения автоматических и автоматизированных систем управления. ^ Тема 2. Модели вычислений Системы счисления. Представление чисел в ЭВМ. Обратные и дополнительные коды. Выполнение арифметических операций с двоичными числами. Многоуровневая организация вычислительных процессов. Аппаратные и программные средства, классификация, назначение. ^ Тема 3. Понятия о функциональной, структурной организации и архитектуре вычислительных машин Понятие процессора. Система команд ВМ: форматы команд, способы адресации и списки операций. Принципы работы устройств управления процессоров. Классификация и особенности организации современных процессорных устройств (СISC-, RISC-, VLIW-, суперскалярные и суперконвейерные процессоры). Основные характеристики ВМ, методы оценки. Влияние технологии производства интегральных схем на архитектуру и характеристики ВМ. Классификация ВМ. Проблемы организации обмена данными между устройствами ВМ. Основы организации системы прерываний. Многоуровневые прерывания. Векторное прерывание. Организация систем ввода-вывода, периферийные устройства. ^ Тема 4. Системы памяти Средства реализации памяти, архитектурные методы повышения производительности. Иерархическая организация памяти в ВМ. Классификация и сравнительная характеристика запоминающих устройств. Оперативное запоминающее устройство, принципы организации. Организация прямого доступа к памяти. КЭШ-память, принципы организации, оценки влияния на производительность. Внешние запоминающие устройства на магнитных носителях. Принципы построения внешних запоминающих устройств. Системы адресации, используемые в различных типах внешних запоминающих устройств. ^ Тема 5. Современные микропроцессоры, тенденции развития Архитектурные особенности современных микропроцессорных систем (МПС). Базовая структура, основные характеристики. Программное обеспечение и проектирование МПС. Особенности программного обеспечения МПС. Состав и основные компоненты программных систем. ^ Тема 6. Микроконтроллеры, тенденции развития Микроконтроллеры (однокристальные микроЭВМ) и цифровые процессоры обработки сигналов с аналоговыми устройствами ввода-вывода. Стандартные периферийные БИС. Типовой состав и основные характеристики типовых комплектов. Основы их применения. Особенности проектирования средств автоматики на основе микроконтроллеров. ^ Тема 7. Периферийные устройства Типы и основные принципы построения периферийных устройств. Организация ввода-вывода, прерывания. Унификация средств обмена и интерфейсы ВМ. Принципы организации устройств сопряжения ВМ с объектом в системах управления. ^ Тема 8. Персональные компьютеры Принцип открытой архитектуры. Шины, влияние на производительность. Системный контроллер и контроллер шин. Организация внутримашинных обменов. ^ Тема 9. Особенности организации рабочих станций и серверов Многомашинные комплексы. Стандартные интерфейсы для связи компьютеров. Многопроцессорные системы, оценки производительности. Вычислительные системы. Повышение производительности за счет параллельной обработки. Ограничения. ^ Тема 10. Телекоммуникации и компьютерные сети Централизованные и распределенные системы обработки данных. Классификация и тенденции развития систем обработки данных. Вычислительный комплекс, система, сеть – как развитие понятия ВМ в процессе эволюции средств вычислительной техники. Влияние сетевых технологий на архитектуру компьютеров. Комплексирование информационных и управляющих систем. Основные понятия о телекоммуникационных вычислительных сетях. Принципы построения локальных вычислительных сетей. ЛВС – магистральное направление развития информационно-управляющих систем с распределенной обработкой данных. ^ 2.3. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах № п/п Наименование лабораторных занятий Объем в часах 1 2 3 1 Арифметические операции с двоичными числами 4 2 Синтез комбинационных одновыходных логических схем 4 3 Синтез комбинационных многовыходных логических схем 4 ^ Окончание таблицы 1 2 3 4 Синтез цифрового автомата 8 5 Программирование микроконтроллера 6 6 Программирование последовательного порта ПК 4 7 Организация локальной вычислительной сети 4 ^ 2.4. Курсовой проект (работа) и его характеристика Не предусмотрен. 2.5. Организация самостоятельной работы Наименование тем Виды и формы самостоятельной работы * (распределение часов по формам обучения) Подготовка к практическому (семинару, лаб. работе) Подготовка рефератов (докладов, сообщений, информационных материалов и т.п.) ^ Выполнение домашних, контрольных и иных заданий Подготовка к промежуточной аттестационной работе (в т.ч. к коллоквиуму, тестированию и пр.) Подготовка к зачету (экзамену) Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная Очная Очно-заочная Заочная 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Тема 1. Введение в дисциплину 1 1 1 1 Тема 2. Модели вычислений 3 4 1 2 1 1 3 4 Тема 3. Понятия о функциональной, структурной организации и архитектуре вычислительных машин 4 5 1 2 1 2 3 4 Тема 4. Системы памяти 4 5 2 3 2 2 4 5 Тема 5. Современные микропроцессоры, тенденции развития 4 5 1 2 1 2 4 5 Тема 6. Микроконтроллеры, тенденции развития 3 4 1 2 1 2 3 4 Тема 7. Периферийные устройства 4 5 1 2 1 2 4 5 Тема 8. Персональные компьютеры 4 5 1 2 1 2 4 5 ^ Окончание таблицы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Тема 9. Особенности организации рабочих станций и серверов 3 4 1 2 1 2 3 4 Тема 10. Телекоммуникации и компьютерные сети 3 4 1 2 1 2 3 4 * Могут быть предложены иные формы СРС. ^ 3. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 3.1. Литература Основная 1. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. – М.: ДиС, 1998. 2. Вычислительные машины и системы. Учебник для вузов / Под ред. В.Д. Ефремова, В.Ф. Мелехина. – М.: Высш. шк., 1993. 3. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. – СПб.: Питер, 1999. 4. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1991. 5. Однокристальные микроЭВМ. – М.: МИКАП, 1994. 6. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети: принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2-е изд. – СПб.: Питер, 2005. Дополнительная 7. Козаченко В.Ф. Микроконтроллеры: руководство по применению 16-разрядных микроконтроллеров Intel MCS- 196/296 во встроенных системах управления. – М.: ЭКОМ, 1997. 8. Мигулев Ю.А. Электронные вычислительные машины и системы. Элементы и устройства ЭВМ: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУП, 1999. 9. Мячев А.А., Степанов В.Н. Персональные ЭВМ и микроЭВМ. Основы организации: Справочник. – М.: Радио и связь, 1991. 10. Фрир Д. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров / Пер. с англ. – М.: Мир, 1990. 11. Головкин Б.А. Вычислительные системы с большим числом процессоров. – М.: Радио и связь, 1995. 12. Иванько А.Ф. Структура и архитектура микропроцессоров современных ПЭВМ: Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУП, 2000. Сайты http://www.hrm.ru http://www.print.ru http://www.dis.ru http://www.polimag.ru/ http://www.printer-publisher.ruprint.ru/ ^ 3.2. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также используемых в учебном процессе технических средств Компьютерный класс, оснащенный компьютерами не ниже Pentium 1000 МГц с ОС Windows ХР или Windows NT, а также микроконтроллерными модулями и ПО для работы с этими модулями. Презентационный комплекс (электронный вид формат pps, печатный раздаточный материал). Банк тестовых заданий в объеме 450 тестовых заданий в соответствии со спецификацией. Комплекс технических средств, позволяющих проецировать изображение из программ подготовки презентаций (экран, проектор, Notebook). Возможность доступа в Интернет Скачать 170,06 Kb. оставить комментарий Дата 10.10.2011 Размер 170,06 Kb. Тип Рабочая программа, Образовательные материалы