Рабочая программа учебной дисциплины "Вычислительная техника".

Омский летно­технический колледж гражданской авиации имени А.В. Ляпидевского   ­   филиал   федерального   государственного   бюджетного образовательного   учреждения   высшего   образования   «Ульяновский   институт гражданской авиации имени Главного маршала авиации  Б.П.Бугаева»  (ОЛТК ГА ­ филиал ФГБОУ ВО УИ ГА) ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Вычислительная техника 2018 2 Программа   учебной   дисциплины  разработана   на   основе   требований   к   освоения   основной   профессиональной   образовательной результатам   программы   Федерального   государственного     образовательного   стандарта (далее     ФГОС)   по   специальности   среднего   профессионального   образования (далее   СПО)   11.02.06     Техническая   эксплуатация   транспортного радиоэлектронного   оборудования,   утверждённой   приказом   Министерства образования   и   науки   РФ   от   28   июля   2014   г.   №   808   и   в   соответствии   с Разъяснениями   по формированию примерных программ учебных дисциплин начального   и   среднего   профессионального   образования,   утверждённых Департаментом   государственной     политики   в   образовании   Министерства образования     и   науки     российской   Федерации   от   27   августа   2009   года. (Дисциплина введена за счёт вариативной части). Организация­разработчик: ОЛТК ГА ­ филиал ФГБОУ ВО УИ ГА  Разработчики:    Пищагина Е.С., преподаватель высшей категории (ОЛТК ГА – филиал  ФГБОУ ВО УИ ГА) Рассмотрена на заседании ЦМК ЕНД и ОВД Протокол №____ от  «____» _________ 2018 г. 3 СОДЕРЖАНИЕ  стр. 1.  ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ                                             4 2.  СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ                                   5 3.  УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ  УЧЕБНОЙ  ДИСЦИПЛИНЫ                                                                                                                       12 4.  КОНТРОЛЬ   И   ОЦЕНКА   РЕЗУЛЬТАТОВ    ОСВОЕНИЯ  УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ                                                                                               14 4 1 ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Вычислительная техника 1.1 Область применения программы Программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы по специальности СПО «Техническая эксплуатация транспортного радиоэлектронного оборудования». Программа учебной дисциплины  может быть использована в дополнительном профессиональном образовании и профессиональной переподготовке работников в области   технической   эксплуатации   транспортного   радиоэлектронного оборудования   воздушных   судов   при   наличии   среднего   (полного)   общего образования.  1.2   Место   дисциплины   в   структуре   основной   профессиональной образовательной программы:  Дисциплина входит в профессиональный цикл.  1.3   Цели   и   задачи   дисциплины   –   требования   к   результатам   освоения дисциплины: В результате освоения дисциплины обучающийся должен  знать: виды информации и способы ее представления в ЭВМ; логические функции и электронные   логические   элементы;   системы   счисления;   состав,   основные характеристики, принцип работы процессорного устройства; основы построения, архитектуру ЭВМ; принципы обработки информации в ЭВМ; программирование микропроцессорных систем; уметь: использовать типовые средства вычислительной техники и программного обеспечения в своей профессиональной деятельности; собирать схемы цифровых устройств   и   проверять   их   работоспособность;  составлять   схемы   логических устройств; составлять функциональные схемы цифровых устройств; использовать специализированные процессорные устройства транспортных средств; 1.4 Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины: максимальной учебной нагрузки обучающегося 160 часов, в том числе: обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 110 часов; самостоятельной работы обучающегося 50 часов. 5 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)  в том числе: лабораторные работы Самостоятельная работа обучающегося (всего) в том числе: Изучение теоретического материала Выполнение индивидуальных заданий Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета Объем часов 160 110 24 50 30 20 6 Наименование разделов и тем 1 Раздел 1. Основные сведения об электронно­ вычислительной технике Тема 1.1. Назначение ЭВТ. Классификация вычислительных систем Тема 1.2. Характеристики и принцип действия ЭВМ.  Раздел 2. Арифметические основы построения ЭВМ Тема 2.1.  Виды информации и способы представления ее в ЭВМ Тема 2.2. Перевод чисел из одной системы счисления в другую 2.2 Тематический план и содержание учебной дисциплины «Вычислительная техника» Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся  2 Содержание учебного материала 1. Основные сведения об электронно­вычислительной технике: классификация, характеристики, принцип действия. Аналоговая и цифровая ВТ. Гибридные ВМ. Принципы организации цифровых вычислительных устройств (ЦВУ).  Самостоятельная работа обучающихся История развития ВТ. Содержание учебного материала 1. Самостоятельная работа обучающихся Применение ЦВМ в авиационном оборудовании. Обобщенная структурная схема ЦВМ. Характеристики и принцип действия ЭВМ. Основные параметры ЭВМ. Производительность. Адресность команд. Принципы построения ЭВМ. Архитектура ЭВМ. Процессор. Арифметико­логическое устройство. Устройство управления. Память. Внешняя память. Содержание учебного материала 1. Виды   информации,   обрабатываемые   с   помощью   ЭВМ.   Числовая,   текстовая,   графическая,   звуковая. Способы представления информации: дискретная и аналоговая. Представление информации физическими сигналами. Первичные преобразователи сигналов. Кодирование информации с помощью потенциального и импульсного кода. Последовательные и параллельные коды. Системы счисления. Позиционные  системы  счисления,  применяемые  в цифровой технике: двоичная, двоично­десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная. Взаимосвязь между системами счисления, перевод чисел из одной системы счисления в другую. Преимущества и недостатки различных систем счисления. 2. Самостоятельная работа обучающихся Непозиционные системы счисления. Содержание учебного материала 1. Двоичная арифметика.  Перевод чисел из одной системы счисления в другую.  Связь между двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системами счисления.  Правила перевода целой и дробной части. Правила недесятичной арифметики. Выполнение операций над 2. числами в различных позиционных системах счисления. Практическое занятие № 1. Перевод чисел в различные системы счисления 7 Уровень освоения 4 1 2 2 2 Объем часов 3 8 2 2 2 2 24 2 2 2 2 2 2 Наименование разделов и тем 1 Тема 2.3. Способы представления чисел в разрядной сетке ЭВМ Раздел 3. Логические  основы построения ЭВМ Тема 3.1. Элементарные логические функции Тема 3.2. Основной базис алгебры логики Тема 3.3. Минимизация переключательных функций Самостоятельная работа обучающихся Экономичность систем счисления. Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся  2 Содержание учебного материала 1. Представление чисел в формате с фиксированной запятой. Прямой, обратный и дополнительный коды,  правила представления. Преимущества и недостатки данного представления.  Выполнение операций над числами, представленными в формате с фиксированной запятой. Двоично­десятичная арифметика: назначение, правила формирования. Код с избытком шесть, корректный и некорректный коды, правила их получения. Операции сложения и  2. 3. 4. вычитания чисел, представленных в формате двоично­десятичной арифметики. Практическое занятие № 2. Арифметические действия над числами с фиксированной запятой Самостоятельная работа обучающихся  Представление информации в формате с плавающей запятой. Мантисса, порядок, правила формирования знака  мантиссы и порядка. Содержание учебного материала 1. Понятие о комбинационных схемах и цифровых автоматах. Основные понятия алгебры логики.  Логические значения, переменные и функции.   Основные операции и законы алгебры логики. Формы представления логических функций.  Таблица истинности. Правила составления и заполнения. Логические элементы. 2. 3. 4. Практическое занятие № 3. Изучение логических функций и элементов. Самостоятельная работа обучающихся  Индивидуальное задание: Составление ТИ логической функции. Содержание учебного материала 1. Представление переключательных функций. Нормальные формы представления. Совершенные  Совершенная дизъюнктивная нормальная форма. Совершенная конъюнктивная нормальная форма. Минимизация сложных ФАЛ.  Синтез и анализ цифровых микросхем. Нормальные и совершенные нормальные формы. нормальные формы 2. 3. 4. Самостоятельная работа обучающихся  Индивидуальное задание: синтез логических схем Содержание учебного материала 1. Способы перехода от нормальной к совершенной нормальной форме. Аналитический способ.  Графический способ. Карты Карно, Вейча. Функционально полные системы переключательных функций алгебры логики. Минимизация переключательных функций. 2. 3. 8 2 Объем часов 3 2 2 1 1 2 2 36 1 1 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 Уровень освоения 4 2 2 2 2 Наименование разделов и тем 1 Тема 3.4. Анализ и синтез цифровых автоматов Раздел 4.  Элементы и узлы ЭВМ Тема 4.1. Типовые элементы вычислительной техники Тема 4.2. Шифраторы и дешифраторы Тема 4.3. Преобразователи кодов Практическое занятие № 4. Минимизация логических функций. Самостоятельная работа обучающихся  Индивидуальное задание: минимизация  ПФ. Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся  2   Запись переключательных функций в универсальных базисах.  Содержание учебного материала 1. 2. 3. Практическое занятие №5. Синтез логических схем. Самостоятельная работа обучающихся Построение таблиц функционирования и графов работы автоматов. Анализ и синтез комбинационных схем. Задача анализа и синтеза. Построение функциональных схем логических функций в универсальных базисах. Содержание учебного материала 1. Комбинационные и последовательностные устройства. Типовые элементы и узлы вычислительной  техники.  Элемент ЭВМ.  Логические  элементы.  Классификация  логических  элементов. Запоминающие  элементы. 2. Вспомогательные элементы. Потенциальные и импульсно­потенциальные элементы. Самостоятельная работа обучающихся Серии интегральных микросхем  с базовыми элементами различных типов.  Применение в АиРЭО. Содержание учебного материала 1. Назначение, классификация. Шифраторы,  дешифраторы:  назначение,  схемы,  таблицы   истинности, условные обозначения, работа. Применение в АиРЭО.   Практическое занятие №6. Разработка схем шифраторов и дешифраторов по заданным параметрам. Самостоятельная работа обучающихся  Индивидуальное задание: Разработка схемы прямоугольного дешифратора. Содержание учебного материала 1. Назначение, классификация. Мультиплексоры, демультиплексоры:  назначение,  схемы,  таблицы    истинности,  условные обозначения, работа. 2. Коммутаторы:  назначение,  схемы,  таблицы   истинности,  условные обозначения, работа. Практическое занятие №7. Разработка схем мультиплексоров и демультиплексоров по заданным  параметрам. Самостоятельная работа обучающихся Индивидуальное задание: разработка схемы преобразователя кодов с заданными функциями. Содержание учебного материала 1. Назначение,   классификация.   Компараторы   с   определением   и   без   определения   вида   неравенства: назначение, схемы, таблицы истинности,  условные обозначения, работа. Применение в АиРЭО. Тема 4.4. Цифровые компараторы 9 2 2 Объем часов 3 1 1 2 2 2 68 2 2 2 4 2 2 2 2 2 3 2 Уровень освоения 4 2 2 2 2 2 2 Наименование разделов и тем 1 Тема 4.5. Сумматоры и арифметико­ логические устройства Тема 4.6. Триггеры Тема 4.7.    Регистры Тема 4.8. Счетчики и пересчетные схемы Тема 4.9. Запоминающие устройства Практическое занятие №8. Разработка схемы компараторы по заданным параметрам. Самостоятельная работа обучающихся Индивидуальное задание:  разработка устройства сравнения с заданными функциями. Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся  2 Содержание учебного материала 1. Назначение,   классификация.   Одноразрядные   и   многоразрядные     сумматоры   арифметико­логические устройства: назначение, схемы, таблицы истинности, условные обозначения,  работа. Применение в АиРЭО. Комбинационный двоичный сумматор. Комбинационный полусумматор. Накапливающие и десятичные 2. сумматоры.   Практическое занятие № 12. Исследование работы двоичных сумматоров. Самостоятельная работа обучающихся.  Изучение работы суммирующих (вычитающего) устройств и АЛУ. Содержание учебного материала 1. триггеры: УГО, принцип работы, применение. Триггеры   в   интегральном   исполнении:   асинхронные   RS­триггеры,   синхронизируемые   D­,     T­,     JK­  Построение различных устройств на триггерах. 2.   Практическое занятие №9. Исследование работы триггеров в интегральном исполнении. Самостоятельная работа обучающихся Двухтактные и динамические триггеры. Применение в АиРЭО. Содержание учебного материала 1. Назначение, классификация. Параллельные регистры: назначение, схемы, таблицы истинности, условные обозначения,  работа. Применение в АиРЭО. Последовательные  регистры. Реверсивные и универсальные регистры.  Применение в АиРЭО. Кольцевые счетчики. И делители частоты. Применение в АиРЭО. 2. 3. Практическое занятие 10. Исследование работы двоичных регистров и  кольцевых счетчиков. Самостоятельная работа обучающихся Индивидуальное задание: разработка делителя частоты на последовательном регистре. Содержание учебного материала 1 Назначение,   классификация.   Счетчики   с   последовательным   переносом:   назначение,   схемы,   таблицы истинности,  условные обозначения, работа. Применение в АиРЭО. 2. Счетчики со сквозным   и параллельным переносом: назначение, схемы, таблицы истинности,   условные обозначения, работа. 3. Реверсивные счетчики, счетчики с предустановкой.  Пересчетные схемы.   Практическое занятие №11. Исследование работы  двоичных счетчиков. Самостоятельная работа обучающихся Индивидуальное задание: Разработка пересчётных схем  на последовательных счётчиках. Содержание учебного материала 1. 2. Назначение, область применения, классификация, условные обозначения  запоминающих устройств.  Оперативные   запоминающие   устройства:   назначение,     схемы,     таблицы     истинности,     условные обозначения, работа. Применение в АиРЭО. 10 2 3 Объем часов 3 1 1 2 2 4 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 Уровень освоения 4 2 2 2 2 2 2 Микропроцессорные Наименование разделов и тем 1 Раздел 5 устройства и системы. Тема 5.1 Введение в микропроцессорную технику Тема 5.2. Программное обеспечение микропроцессоров Тема 3.4. Организация микропроцессорных систем 3. Постоянные и внешние запоминающие устройства: назначение,  схемы,  таблицы  истинности,  условные обозначения, работа. Применение в АиРЭО. Самостоятельная работа обучающихся Полупроводниковые энергонезависимые ЗУ. Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся  2 Содержание учебного материала 1. Система команд микропроцессора.  2. Процедура выполнения команд 3. Система прерывания. 4. Понятие о состоянии процессора Самостоятельная работа обучающихся  Особенностям организации и структуры 16­ти и 32­хразрядных микропроцессоров. Содержание учебного материала 1. Особенности программирования  микропроцессоров.  Средства  описания программ: машинные языки, языки Ассемблера. Операционные системы. Система команд КР580ВМ80А. Самостоятельная работа обучающихся Разработка  текста программ на ЯНУ «Ассемблер»  по индивидуальному заданию. Содержание учебного материала 1. устройства вычислительной техники. Применение в АиРЭО. Понятие   и   типовая   структура   микропроцессорной   системы.   Организация   интерфейсов;   периферийные 2. Программирование   для     МП­систем.   Понятие   о   средствах   отладки.   Взаимодействие   аппаратного   и программного обеспечения в работе ЭВМ. Самостоятельная работа обучающихся Микропроцессоры с «жестким» и программируемым принципами управления. Раздел 6 Интерфейсы и периферийные устройства Тема 6.1. Классификация периферийных устройств Тема 6.2. Организация интерфейсов в Содержание учебного материала 1. Взаимодействие аппаратного и программного обеспечения в работе ЭВМ.  2. Классификация периферийных устройств, их назначение и применение. Самостоятельная работа обучающихся  Специализированные  периферийные устройства, применяемые в АиРЭО Содержание учебного материала 1. Назначение и характеристики интерфейса. 2. Параллельный интерфейс: структурная схема, принцип передачи информации, достоинства и недостатки. 11 2 Объем часов 3 12 2 2 2 2 2 2 12 2 2 2 Уровень освоения 4 1 1 1 1 1 вычислительной технике  3. Последовательный интерфейс: виды, структурная схема, принцип передачи информации, достоинства и  недостатки. Самостоятельная работа обучающихся  Современные интерфейсы: виды, принцип передачи информации, достоинства и недостатки. Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа 2 Объем часов 3 2 2 Уровень освоения 4 1 Всего: 160 Наименование разделов и тем 1 Тема 6.3. Основные типы устройств ввода­ вывода обучающихся  2 Содержание учебного материала 1. Устройства ввода оперативной информации: клавиатура, манипуляторы. 2. Устройства ввода изображений.  3. Устройства отображения информации. 4. Устройства ввода­вывода речевой информации. Самостоятельная работа обучающихся  Индикаторные устройства. Их виды и принципы действия. 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 или под руководством) 3 – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач) . 12 13 3  УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОГРАММЫ ДИСЦИПЛИНЫ 3.1 Требования к минимальному материально­техническому  обеспечению Реализация программы учебной дисциплины требует наличия учебного  кабинета «Вычислительная техника». Оборудование микропроцессорная техника»:  учебного     кабинета  «Вычислительная   и ­ комплект   учебно­методической   документации   (учебники   и   учебные пособия, схемы, плакаты, стенды по дисциплине); ­ комплект   учебно­методической   документации   (учебники   и   учебные пособия,   законодательные   акты   и   инструкции   по   охране   труда   и безопасности, тесты); ­ наглядные пособия (плакаты по охране труда и технике безопасности,); ­ комплект аптечки первой помощи, противопожарных средств защиты; ­ посадочные места по количеству обучающихся; ­ рабочее место преподавателя. Технические средства обучения: Для преподавателя:  ­ специализированная мебель для персональных компьютеров (ПК); ­ персональный компьютер;  ­ принтер;  ­ локальная сеть. Для обучающихся: ­ специализированная мебель для ПК; ­ персональные компьютеры ; ­ сканер; ­ мультимедийный проектор; ­ локальная сеть; ­ выход в сеть Интернет. Программное обеспечение кабинета: ­ пакет офисных программ; 14 ­ программа сканирования документов; ­ программа записи (чтения) информации. 3.2 Информационное обеспечение обучения Перечень   рекомендуемых   учебных   изданий,   Интернет­ресурсов, дополнительной литературы Основные источники:  1. Келим Ю.М. Вычислительная техника: Учеб. Пособие для студентов сред.   проф.   образования   /   Юрий   Михайловиу   Келим.   –   М.:   Издательство «Макра» 2009. ­426 с.; 2. Молчанов С.В. Системное программное обеспечение: учебник для  вузов. 3­е издание. 2010 г., 400 С., ISBN; 3. Конструкторско­технологическое проектирование электронной  аппаратуры Создатель (автор): В.А. Шахнов: М.: Издательство «Макра», 2009 г., 536 С. 4.   Корнеев   В.   В.,   Киселев   А.   В.       Современные   микропроцессоры, Издательство: БХВ­Петербург  2008г.: 448 С. Дополнительные источники: 1.  Юров В. И. Серия: Учебное пособие Тема: Assembler. Язык  низкоуровневого программирования  2­е издание, 2010 год, 640 стр., Твердый переплет, ISBN 978­5­94723­581­4 2.   Бирюков   С.А.   Цифровые   устройства   на   МОП­интегральных микросхемах. ­М.: Радио и связь, 1990, 128с. 2.   Браммер   Ю.А.,   Пащук   И.Н.   Импульсная   техника.   ­М.:     Высшая школа, 1985, 320с. 3. Лебедев О.Н. Микросхемы памяти и  их  применение.  ­М.:  Радио  и связь, 1990, 160с. 4.   Мальцева   А.А.,     Фромберг   Э.М.,     Ямпольский     В.С.     Основы цифровой техники. ­М.: Радио и связь, 1986, 128с. 5. Микропроцессоры: в 5­ти книгах. Учебное пособие для СПТУ  /  В.А. Шахнов ­М.: Высшая школа, 1988. 6.  Микропроцессоры: в 3­х книгах. / Н.В. Воробьев, В.Л. Горбунов, А.В. Горячев и др.  Под редакцией Л.Н. Преснухина  ­Мн.:  Высшая  школа, 1987. 7. Митрейкин Н.А., Феоктистов  В.П.,  Зеленков  В.И.  Вычислительная техника. ­М.: Транспорт, 1981, 343с. 8.   Простейшая   микроЭВМ:   Проектирование.   Наладка.   Использование /Л.Н. Буреев, А.А. Дудко, В.Н. Захаров ­М.: Энергоатомиздат, 1989, 216с. 9. Смирнов Ю.М. Специализированные ЭВМ. ­М.:  Высшая  школа,  1989, 127с. 15 10. Якубовский С.В. Цифровые и аналоговые ИМС. Справочник, ­М.: Радио и связь, 1989, 385с. 11.   Калабеков   Б.А.   Цифровые   устройства   и   микропроцессорные системы, М.: Радио и связь, 1997г. 336 С. 12.   Киюта   Г.А.   Оcновы   цифровой   и   микропроцессорной   техники. Методическое пособие в 4­х частях, Омск: ОЛТК ГА, 1993­94г. Интернет­ресурсы:    ww  1 http://w 2 http://elibrary.ru/defaultx.asp    ­  научная электронная библиотека  .  ru/  ­ книги и журналы по радиоэлектронике  .  radiobiblioteka   4  КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Контроль  и оценка  результатов   освоения   дисциплины   осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий, тестирования, выполнения обучающимися индивидуальных заданий, презентаций, докладов, самостоятельных работ. Результаты обучения (освоенные умения, усвоенные знания)   освоенные умения: – использовать   типовые   средства вычислительной   техники   и программного   обеспечения   в профессиональной своей деятельности; – собирать   схемы   цифровых устройств   и   проверять   их работоспособность; – составлять   схемы   логических устройств; – составлять – использовать схемы цифровых устройств;   функциональные специализированные процессорные транспортных средств;     усвоенные знания: устройства Формы и методы контроля и оценки результатов обучения  Оценка: практических работ,  индивидуальных заданий, самостоятельных работ  и домашних заданий. Формы контроля:  индивидуальный; групповой; фронтальный. Методы контроля: устный; письменный; практический; самоконтроль; тематический контроль; поурочный контроль; смешанный контроль; 16 представления в ЭВМ; – виды   информации   и   способы   ее – логические электронные элементы;   – системы счисления; – состав, основные характеристики, и логические   функции   тестовый контроль. Результаты обучения: выполнение итоговых индивидуальных  работ; дифференцированный зачет. принцип работы процессорного  устройства; ЭВМ; – основы   построения,   архитектуру – принципы обработки информации – программирование в ЭВМ; микропроцессорных систем; Разработчики: ОЛТК   ГА   –   филиал ФГБОУ ВО УИ ГА  преподаватель ___________ Пищагина Е.С. 17