Рабочая программа Архитектура компьютерных систем

Департамент образования и науки Брянской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Брянский аграрный  техникум имени Героя России А.С.Зайцева» СОГЛАСОВАНО:                                                                                                                        УТВЕРЖДАЮ: _________________                                                                                                                     _______________ № и дата протокола                                                                                                                                дата  Председатель м/к                                                                                                                     Зам.директора по УПР _________________                                                                                                                   ___________________    _________________                                                                                                                    _________________ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.02  АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ Специальность 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах», квалификация – техник­программист. 2017 г          Рабочая программа   учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного   образовательного   стандарта   от   28   июля   2014   г.   N   804   по специальности среднего профессионального образования 09.02.03 «Программирование в компьютерных системах». Квалификация – техник ­ программист.          Организация­разработчик:   Государственное   бюджетное   профессиональное образовательное   учреждение     «Брянский   аграрный     техникум   имени   Героя   России А.С.Зайцева»      Разработчик: Мицук О.В., преподаватель высшей квалификационной категории ГБПОУ  «Брянский аграрный  техникум имени Героя России А.С.Зайцева» СОДЕРЖАНИЕ 1. ПАСПОРТ ТИПОВОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ  ДИСЦИПЛИНЫ 2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ  ДИСЦИПЛИНЫ 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ТИПОВОЙ ПРОГРАММЫ  УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ  УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ стр. 4 5 11 12 1. ПАСПОРТ РАБОЧЕЙ  ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. Область применения программы Рабочая   программа   учебной   дисциплины   является   частью   основной профессиональной образовательной программы в соответствии  с ФГОС от 28 июля 2014   г.   N   804   по   специальности    09.02.03 «Программирование  в  компьютерных системах» (базовой подготовки) Рабочая   программа   учебной   дисциплины   может   быть   использована   в дополнительном профессиональном образовании в качестве отдельного курса.  1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы Учебная   дисциплина   входит   в   профессиональный   цикл   как общепрофессиональная дисциплина 1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:  определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристик устройств   для конкретных задач;  идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для  подключения внешних устройств;  обеспечивать совместимость аппаратных и программных средств вычислительной  техники (ВТ). В результате освоения дисциплины обучающийся 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 кэш­памяти;    методы   повышения   производительности   многопроцессорных   и   многоядерных систем;  основные энергосберегающие технологии. 1.4.   Рекомендуемое   количество   часов   на   освоение   программы   учебной дисциплины Максимальная учебная нагрузка обучающегося ­ 117 часов, в том числе: обязательная аудиторная учебная нагрузка обучающегося­ 78 часов; самостоятельная работа обучающегося ­  39 часов. 2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Максимальная учебная нагрузка (всего) Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего),       лекции в том числе:      Практическая работа      Контрольная работа  Самостоятельная работа обучающегося (всего), в том числе: работа с конспектами лекций,  составление таблиц, схем, решение задач  оформление презентации  Форма контроля      Диф.зачет Объем часов 117 78 32 46 39 2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины  Наименование разделов и тем Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающегося, курсовая работ (проект) (если Объем часов Уровень освоения 1 Введение Тема 1.1. Краткая история развития ЭВМ предусмотрены) 2 Цели   и   задачи   учебной   дисциплины.   Межпредметные   связи.   профессиональной деятельности. Раздел 1. Архитектура и принципы построения ЭВМ   Значение   дисциплины   в Содержание учебного материала 1 Краткая история развития механических вычислительных машин. Появление  электромеханических цифровых вычислительных машин Принципы фон Неймана. Машина Тьюринга Краткая история развития вычислительных машин в СССР Отход от принципов фон Неймана Классификация ЭВМ 2 3 4 5 Практические занятия 1. Составление обобщенной структурной схемы ЭВМ.  2. Состав устройств, их назначение и взаимодействие. Самостоятельная работа обучающегося 1 Оформление презентации на заданную тему. 2 Работа с конспектами лекций. Тема 1.2. Представление информации в ЭВМ Содержание учебного материала 1 Системы счисления. Перевод чисел  из одной системы счисления в другую. Арифметические  действия. Логические операции. Единицы количества информации Практические занятия 1. Выполнение перевода чисел из одной системы счисления в другую 2. Выполнение арифметических действий 3. Выполнение логических операций 4. Использование единиц измерения информации 5. Использование коды чисел Самостоятельная работа обучающегося 1. Решение задач в двоичной системе счисления. 2. Работа с конспектами лекций. Тема 1.3. Содержание учебного материала 1 Логические элементы. Базовые схемы. Триггеры. Регистры. 3 1 5 4 6 2 20 6 3 4 1 2 2 2 Базовые элементы ЭВМ Тема 1.4. Структура вычислительной машины Тема 1.5. Память Тема 1.6. Центральный процессор Счетчики. Сумматоры. Шифраторы и дешифраторы 2 3 Мультиплексоры. Компараторы кодов Практические занятия 1. нахождение логических элементов. 2. Решение задач: арифметические операции над числами с фиксированной и плавающей точкой в  прямом, обратном и дополнительном кодах. 3. использование счетчиков при решении задач 4. вычисление с помощью сумматора 5. применение шифратора и дешифратора Самостоятельная работа обучающегося 1.  Решение задач: арифметические операции над числами с фиксированной и плавающей точкой в  прямом, обратном и дополнительном кодах. Содержание учебного материала 1 2 Практические занятия 1. Процессор. Запоминающее устройства 2.Системная шина. Источник питания. Системная плата Самостоятельная работа обучающегося Обзор структурной схемы. Центральная часть компьютера Периферийная часть компьютера. Архитектура системы команд 1. Подготовка  и написание реферата на заданную тему. Виды памяти и принцип работы. Основные характеристики. Содержание учебного материала 1 2 Модификация памяти типа DRAW. Модули памяти 3 Логическое распределение памяти 4 Модификация памяти типа SRAM Самостоятельная работа обучающегося 1. Решение логических задач.  Содержание учебного материала 1 2 3 4 Законы  Мура. Основные характеристики процессоров. Режимы работы процессора Корпуса процессоров. Разъемы процессоров Третье поколение процессоров: РЗ (386).  Четвертое поколение процессоров: Р4 (486) Пятое поколение процессоров: Р5 (586). Шестое поколение процессоров: Р6  (686). Седьмое  поколение процессоров: Р7 (786) 5 Многоядерные процессоры 15 2 2 4 4 4 5 5 2 2 2 Тема 1.7. Устройство управления и шины Тема 1.8. Ввод­вывод Тема 1.9. Системные платы  Практические занятия 1.  Использование характеристики процессоров на практике Самостоятельная работа обучающегося 1. Построение комбинационных схем по заданным логическим выражениям.  Системные ресурсы Семейство АТХ Последовательные порты. Параллельные порты Порты USB и IEEE – 1394. Порты SCSI. Порты  IDE Содержание учебного материала 1 Шины 2 Содержание учебного материала 1 2 Содержание учебного материала 1 2 Микросхемы системной логики Самостоятельная работа обучающегося 1. Составление таблицы сравнения основных характеристик различных типов запоминающих  устройств   2 4 2 2 2 5 3 2 7 2 2 2 2 2 Тема 2.1. Архитектура вычислительных систем Тема 2.2  Параллельные вычислительные системы Раздел 2. Вычислительные системы Вычислительные системы. Классификация по потокам Классификация по способу обработки потоков.  Оценка производительности вычислительных систем Содержание учебного материала 1 2 3 Содержание учебного материала 1 Многопрограммная работа ЭВМ 2 Многомашинная и многопроцессорные вычислительные  системы  Самостоятельная работа обучающегося 1. Решение задач на представления машинной команды. Дифференцированный зачет Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения: 1.­ ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств) 2.­ репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции и под руководством) 3. –продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач) 1 117 Всего: 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ   Требования   к   минимальному   материально­техническому 3.1. обеспечению Реализация   программы   дисциплины   требует   наличия   учебного   кабинета «Архитектура электронно­вычислительных машин и вычислительных систем». Оборудование учебного кабинета:  рабочее место преподавателя; рабочие места по количеству обучающихся; наглядные пособия (макеты, плакаты, схемы, демонстрационные стенды). Технические средства обучения: видеопроектор; акустическая система; компьютеры; многофункциональное устройство Программное обеспечение: виртуальная машина; операционная система Windows XP; программное обеспечение DEGEM­COURSEWARE. 3.2. Информационное обеспечение обучения Перечень   рекомендуемых   учебных   изданий, дополнительной литературы   интернет­ресурсов, Основные источники: 1. Архитектура  ЭВМ   и   вычислительных   систем:   учебник   для   студ. учреждений сред. проф. Образования / А.В.Сенкевич.­ М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 240с. 2. Аппаратное обеспечение вычислительных систем/Под ред. Д.В. Денисова.т – М.: Маркет ДС, 2015.  3. Бройдо  В.Л., Ильина  О.П.  Архитектура ЭВМ и систем. – СПб: Питер, 2014.  4. Максимов  Н.В.,   Попов  И.И.,   Партыка  Т.Л.  Архитектура   ЭВМ   и вычислительных систем. – М.: Форум, 2015.  Колдаев   5. Таненбаум Э.С. Архитектура компьютера. – 5­е изд. — СПб.: Питер, 2016.   В.Д.,   6.   Архитектура   ЭВМ.   –   М.:ИД «Форум»:ИНФРА­М, 2015. 7. сред. проф. образования. – М.:ИНФРА­М: Форум, 2015. Кузин   А.В.,   Пескова   С.А..   Архитектура   ЭВМ:   учебн.   Пособие   для   Лупин     С.А. Дополнительные источники: 1. Федеральный закон "Об информации, информационных технологиях и о защите информации" № 149­ФЗ от 27.07.2010 г.  2. Матвеев   А.А.   Архитектура   ЭВМ   и   вычислительные   системы.   –   М.: ММИЭИФП, 2014. 3. Ремонтов   А.П.,   Писарев   А.П.   Вычислительные   машины   и   системы. Учебное пособие. – Пензенский государственный университет, 2014. 4. Столлингс   В.   Структурная   организация   и   архитектура   компьютерных систем. – М.: Вильямс, 2015. 5. Аскеров     Т.М.,    Кашканов     А.Ю.,    История     ЭВМ     и     ВТ.    Учебное пособие/Под   общей   редакцией   К.И.   Курбакова.   М.:   Изд­во   Рос.   экон. акад. им. Г.В. Плеханова, 2016,  78с.  6. Жаров А. Железо IBM 2004. – М.: Микро­Арт, 2014. 7. Мосьяков   В.Е.,   Попкова   Е.Б.   Информатика.   Учебное   пособие,   ­   М., РГТЭУ, 2015. Интернет ресурсы: 1. http://www.citforum.ru/ ­ центр информационных технологий МГУ,  2. http://www.ict.nsc.ru/win/fedotov/inter/internet.html ­ спецкурс "Введение  в Internet",   3. http://informatics.wallst.ru/ ­ любая информация о программировании 4. http://www.ugatu.ac.ru/~trushin ­ методических материалов по  информатике 5. http://www.iis.ru/glossary/ ­ русско­английский глоссарий по  информатике 6. http://www.RusEdu.info ­ сайт посвящен информатике и ИКТ в  образовании 7. http://www.ugatu.ac.ru/~trushin/banners.htm ­ сборник полезных ссылок  по информатике. Федеральные образовательные ресурсы 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Контроль   и   оценка  результатов   освоения   дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и   лабораторных   работ,   тестирования,   а   также   выполнения   обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований. Формы и методы контроля и оценки результатов обучения Экспертная оценка результатов деятельности   студентов     при выполнении защите практических   и   лабораторных работ, тестировании, внеаудиторной самостоятельной работы и др. видов текущего контроля. и           и Экспертная оценка результатов деятельности   студентов     при выполнении защите практических   и   лабораторных работ, тестировании, внеаудиторной самостоятельной работы и др. видов текущего контроля.   Результаты обучения       определять оборудования (освоенные умения, усвоенные знания) оптимальную Умение конфигурацию   и характеристик устройств для конкретных задач. Умение идентифицировать основные узлы персонального   компьютера,   разъемы   для подключения внешних устройств. Умение   обеспечивать   совместимость аппаратных   и   программных   средств вычислительной техники (ВТ).         систем   построения цифровых их и Знание вычислительных архитектурные особенности. Знание   принципов   работы   основных логических блоков системы. Знание   параллелизма   и   конвейеризации вычислений. Знание   классификации   вычислительных платформ. Знание   принципов   вычислений   в многопроцессорных   и   многоядерных системах. Знание принципов работы кэш­памяти. Знание повышения производительности многопроцессорных и многоядерных систем. Знание   основных   энергосберегающих технологий. методов