Рабочая программа по дисциплине Архитектура ЭВМ

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.08 АРХИТЕКТУРА ЭЛЕКТРОННО­ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ пгт. Кумёны 2015г. Рабочая   программа   учебной   дисциплины  разработана   на   основе   Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) по специальности среднего профессионального   образования   (далее   СПО)   09.02.05   «Прикладная   информатика   (в экономике)» по программам подготовки специалистов среднего звена.  Организация­разработчик:   Кировское   областное   государственное   профессиональное образовательное автономное учреждение «Кумёнский аграрно­технологический техникум» Разработчик:   Форкош   Евгений   Иванович,   преподаватель   Кировского   областного государственного   профессиональное   образовательного   автономного   учреждения «Кумёнский аграрно­технологический техникум». Рекомендована ___________________________________________________ Протокол №____________  от «____»__________20__ г. Утверждаю: ________________ зам.директора по УР Т.С. Ситникова                    СОДЕРЖАНИЕ 1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 2. СТРУКТУРА   И   ПРИМЕРНОЕ   СОДЕРЖАНИЕ   УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 3. УСЛОВИЯ   РЕАЛИЗАЦИИ   ПРОГРАММЫ   УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 4. КОНТРОЛЬ   И   ОЦЕНКА   РЕЗУЛЬТАТОВ   ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ стр. 3 4 11 13 1. ПАСПОРТ  ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.08 АРХИТЕКТУРА ЭЛЕКТРОННО­ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 1.1. Область применения программы Программа   учебной   дисциплины   является   частью   основной профессиональной   образовательной   программы   в   соответствии   с   ФГОС   по специальности     СПО   09.02.05   «ПРИКЛАДНАЯ ИНФОРМАТИКА   (в   экономике)»   по   программам   подготовки   специалистов среднего звена. (специальностям) ­ выбирать рациональную конфигурацию оборудования в соответствии с 1.2.   Место   дисциплины   в   структуре   основной   профессиональной образовательной программы: Общепрофессиональные дисциплины 1.3. Цели и задачи дисциплины  – требования  к результатам освоения дисциплины: В результате освоения дисциплины студент должен  уметь:  решаемой задачей; ­ обеспечивать совместимость аппаратных и программных средств ВТ.   В результате освоения дисциплины студент должен  знать:  ­ классификацию и типовые узлы вычислительной техники (ВТ); ­ архитектуру электронно­вычислительных машин и вычислительных систем; ­ назначение и принципы действия отдельных архитектурных конфигураций;  ­ виды информации и способы ее представления в ЭВМ; 1.4.   Рекомендуемое   количество   часов   на   освоение   программы дисциплины: максимальной учебной нагрузки обучающегося ­ 233 часов, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося ­ 156 часов; самостоятельной работы обучающегося ­ 77 часов. 2. СТРУКТУРА И ПРИМЕРНОЕ СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ 2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы Вид учебной работы Максимальная учебная нагрузка (всего) Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)  в том числе: практические занятия Самостоятельная работа обучающегося (всего) Объем часов 233 156 77 2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины ОП.08 АРХИТЕКТУРА ЭЛЕКТРОННО­ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ Наименование разделов и тем 1 Раздел 1. Представление информации в вычислительных системах Тема 1.1     Арифметические  основы ЭВМ               Тема 1.2     Представление  информации в ЭВМ.  Кодирование  информации. е Содержание учебного материала, лабораторные  работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект)  2 Содержание учебного материала                       1.Понятие системы счисления.                       2.Понятие системы счисления.                       3.Понятие системы счисления.                      4.Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      5.Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      6.Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      7.Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      8.Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      9.Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      10.Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      11Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      12Перевод чисел из одной системы счисления в другую                      13.Выполнение арифметических операций в различных системах счислений                       14.Выполнение арифметических операций в различных системах счислений                       15.Выполнение арифметических операций в различных системах счислений                       16.Выполнение арифметических операций в различных системах счислений  Практические занятия               17.Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах.                     18.Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах                      19.Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах                      20. Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах Самостоятельная работа обучающихся Перевод чисел с дробной частью из одной СС в другую Содержание учебного материала.                       21.Кодирование информации. Кодовые таблицы                       22.Кодирование информации. Кодовые таблицы                       23. Кодирование информации. Кодовые таблицы                       24. Кодирование информации. Кодовые таблицы                       25. Кодирование информации. Кодовые таблицы                 26.Кодирование текстовой  и звуковой информации. Объем часов 3 16 4 6 5 5 6 27.Кодирование текстовой  и звуковой информации.                 28.Кодирование текстовой  и звуковой информации.                 29.Кодирование текстовой  и звуковой информации.                 30.Кодирование текстовой  и звуковой информации. Контрольные работы                 31.Кодирование информации. Правила перевода чисел из одной СС в другую                 32.Кодирование информации. Правила перевода чисел из одной СС в другую Самостоятельная работа обучающихся Подготовка к контрольной работе Содержание учебного материала                     33.Логические основы работы ЭВМ. Элементы алгебры логики.                        34.Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности.                     35.Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры                     36.Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры Практические занятия                  37.Работа и особенности логических элементов ЭВМ                  38.Работа и особенности логических элементов ЭВМ                  39.Работа и особенности логических элементов ЭВМ                 40.Работа логических узлов ЭВМ                 41.Работа логических узлов ЭВМ                 42.Работа логических узлов ЭВМ Самостоятельная работа обучающихся Подготовка логических схем Содержание учебного материала                    43.Принципы фон Неймана;                       44.Основные типы архитектур ЭВМ Самостоятельная работа обучающихся Подготовка презентаций по пройденной теме Содержание учебного материала                      45.Структуру процессора; типы регистров процессора                      46.Структуру процессора; типы регистров процессора                      47.Структуру процессора; типы регистров процессора                      48.Структуру процессора; типы регистров процессора                      49.Структуру процессора; типы регистров процессора                      50.Классификацию команд; классы процессоров, структура АЛУ Раздел 2 . Архитектура и основных принципы работы логических блоков вычислительных систем (ВС) Тема 2.1     Логические основы ЭВМ, элементы и  узлы. 2.2   Тема Основы построения ЭВМ . Тема 2..3     Внутренняя  организация  процессора  2 10 4 6 6 2 4 8 7 Тема  2.4     Организация  работы памяти  компьютера. Тема 2.5     Интерфейсы.                      51.Классификацию команд; классы процессоров, структура АЛУ                      52.Классификацию команд; классы процессоров, структура АЛУ Практические занятия              53.Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений              54.Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений              55.Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений              56.Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений              57.Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений Содержание учебного материала                     58.Классификацию памяти; основные характеристики памяти; виды адресации                        59.Классификацию памяти; основные характеристики памяти; виды адресации                        60.Классификацию памяти; основные характеристики памяти; виды адресации                     61.Разновидности кэш­памяти; структурная схема памяти; режимы работы памяти                     62.Разновидности кэш­памяти; структурная схема памяти; режимы работы памяти                        63.Основные модули ОЗУ; назначение и особенности ПЗУ                        64.Основные модули ОЗУ; назначение и особенности ПЗУ                        65.Основные модули ОЗУ; назначение и особенности ПЗУ Самостоятельная работа обучающихся Подготовка сообщений по пройденной теме Содержание учебного материала                     66.Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее параметры. Характеристики современных шин внутреннего интерфейса                     67.Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее параметры. Характеристики современных шин внутреннего интерфейса                      68.Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее    параметры. Характеристики современных шин внутреннего интерфейса                      69.Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее    параметры. Характеристики современных шин внутреннего интерфейса                  70.Понятие порта. Характеристики интерфейсов IDE и SCSI. Характеристики внешних интерфейсов ПК                     71.Понятие порта. Характеристики интерфейсов IDE и SCSI. Характеристики внешних интерфейсов ПК                           72.Понятие порта. Характеристики интерфейсов IDE и SCSI. Характеристики внешних интерфейсов ПК Практические занятия 73Архитектура системной платы 74Архитектура системной платы 75Архитектура системной платы 76.Внутренние интерфейсы системной платы 77.Внутренние интерфейсы системной платы 78.Внутренние интерфейсы системной платы 79.Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI 5 8 7 7 11 8 Тема 2.6     Режимы работы  процессора. Тема 2.7     Основы  программирования  процессора. 80.Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI 81.Параллельные и последовательные порты и их особенности работы 82.Параллельные и последовательные порты и их особенности работы 83.Параллельные и последовательные порты и их особенности работы Самостоятельная работа обучающихся Подготовка докладов по теме занятия Содержание учебного материала 84.Основные характеристики режимов работы процессора 85.Основные характеристики режимов работы процессора 86.Основные характеристики режимов работы процессора 87.Адресация памяти реального режима; адресация памяти защищенного режима 88.Адресация памяти реального режима; адресация памяти защищенного режима 89.Адресация памяти реального режима; адресация памяти защищенного режима 90.Адресация памяти реального режима; адресация памяти защищенного режима Самостоятельная работа обучающихся  Подготовка докладов по теме занятия Содержание учебного материала Практические занятия 91.Основные команды процессора; виды прерываний 92.Основные команды процессора; виды прерываний 93.Основные команды процессора; виды прерываний 94.Этапы компиляции; способы отладки 95.Этапы компиляции; способы отладки 96.Этапы компиляции; способы отладки 97.Программирование арифметических и логических команд 98.Программирование арифметических и логических команд 99.Программирование арифметических и логических команд 100.Программирование переходов 101.Программирование переходов 102.Программирование переходов 103.Программирование ввода­вывода 104.Программирование ввода­вывода 105.Программирование ввода­вывода 106.Программирование ввода­вывода 107.Программирование и отладка программ 108.Программирование и отладка программ 109.Программирование и отладка программ Самостоятельная работа обучающихся 9 11 7 5 6 13 9 Тема 2.8     Современные  процессоры. Раздел 3 .    Вычислительные  системы Тема 3.1     Организация  вычислений в  вычислительных  системах  Подготовка  алгоритмов решения задач  Содержание учебного материала                       110.Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей                       111.Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей                       112.Обзор современных процессоров ведущих мировых производителей                       113.Процессоры нетрадиционной архитектуры.                        114.Процессоры нетрадиционной архитектуры.                       115.Процессоры нетрадиционной архитектуры.                       116.Клеточные и ДНК­процессоры. Нейронные процессоры                       117.Клеточные и ДНК­процессоры. Нейронные процессоры Практические занятия 118.Идентификация и установка процессора 119.Идентификация и установка процессора 120.Идентификация и установка процессора 121.Идентификация и установка процессора 122.Идентификация и установка процессора Самостоятельная работа обучающихся  Сравнительные характеристики  процессоров ведущих мировых производителей 123.Назначение и характеристики ВС.  124.Назначение и характеристики ВС.  125.Организация вычислений в вычислительных системах 126.Организация вычислений в вычислительных системах                        127.Организация вычислений в вычислительных системах 128.ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и потока данных.  129.ЭВМ параллельного действия, понятия потока команд и потока данных. Ассоциативные системы.  Матричные системы 130.Ассоциативные системы. Матричные системы 131.Конвейеризация вычислений.                        132.Конвейеризация вычислений.  133.Конвейер команд, конвейер данных.  134.Суперскаляризация Самостоятельная работа обучающихся Презентация на тему  Организация вычислений в вычислительных системах 8 5 7 12 5 10 Тема 3.2     Классификация  вычислительных  систем Содержание учебного материала                       135.Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных.                        136.Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных.                        137.Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных.                         138.Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного  использования                        139.Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного  использования                        140.Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного  использования                        141.Классификация многомашинных ВС.                         142.Классификация многомашинных ВС.                        143.Классификация многомашинных ВС.                        144.Классификация многомашинных ВС.                        145.Классификация многомашинных ВС.                         146.Примеры ВС различных типов                        147.Примеры ВС различных типов                         148.Преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем                         149.Преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем Практические занятия                    150.Выбор вычислительной системы                    151.Выбор вычислительной системы                    152.Выбор вычислительной системы                    153.Выбор вычислительной системы                    154.Выбор вычислительной системы Самостоятельная работа обучающихся Сравнительные характеристики ВС различных типов                   156.Дифференцированный зачет.                   156.Дифференцированный зачет. 15 5 7 2 233 11 3. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ ОП.08 АРХИТЕКТУРА ЭЛЕКТРОННО­ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ 3.1. Требования к минимальному материально­техническому обеспечению Реализация   учебной   дисциплины   «Архитектура   ЭВМ   и   вычислительных   систем» предполагает   наличие   кабинета   теоретического   обучения,   компьютерного   класса   для проведения лабораторно­практических работ.  Рабочее   место   преподавателя   –   комплект   ПЭВМ,   набор   лицензионного   ПО   (в Оборудование кабинета теоретического обучения:  5. соответствии с требованиями ПМ), МФУ, локальная сеть, выход в I­net. 6. 7. Технические средства обучения:  1. 2. Комплект учебно­методической документации. Рабочие места обучающихся (столы и стулья) Интерактивная доска Мультимедийный проектор Рабочее место преподавателя – комплект ПЭВМ, оснащенный дополнительными Рабочие станции – комплект ПЭВМ, набор ПО (в соответствии с требованиями Оборудование компьютерного класса: 8. периферийными устройствами (принтер, сканер) 9. ПМ) 10. 11. Технические средства обучения:  3. Мультимедийный проектор Локальная сеть, выход в I­net. Комплект учебно­методической документации. 3.2. Информационное обеспечение обучения Перечень   рекомендуемых   учебных   изданий,   Интернет­ресурсов,   дополнительной литературы Перечень   рекомендуемых   учебных   изданий, дополнительной литературы   Интернет­ресурсов, Основные источники:  Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ:ИНФРА­М, 2005. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. –  СПб.: Питер, 2009. Пятибратов А.П., Гудыно П.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. –  М.: Финансы и статистика, 2003. Таненбаум  Э.  Архитектура компьютера.  –4 изд­е. – СПб.: Питер, 2008. Воеводин В.В. Параллельные вычисления: Учебное пособие для вузов. – СПб.: БХВ­ Петербург, 2006. Гук М. Шины PCI, USB и FireWire: Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2005. Гук М. Шины PCI, USB и FireWire: Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2005 ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ: ИНТЕРНЕТ­РЕСУРСЫ  12 4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ  ДИСЦИПЛИНЫ Контроль  и   оценка  результатов   освоения   учебной   дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и   лабораторных   работ,   тестирования,   а   также   выполнения   обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований. Результаты обучения Умения: Обоснование выбора рациональной  конфигурацию оборудования в  соответствии с решаемой задачей Обеспечение совместимости аппаратных и программных средств ВТ Знания: виды информации и способы ее  представления в ЭВМ классификацию и типовые узлы  вычислительной техники (ВТ) архитектуру электронно­вычислительных  машин и вычислительных систем назначение и принципы действия  отдельных архитектурных конфигураций Формы и методы контроля и оценки результатов обучения  Экспертная оценка  выполнения  практической работы формализованное наблюдение Экспертная оценка выполнения  практического задания Экспертная оценка выполнения  практического задания Устный экзамен Тестирование 13