Рабочая программа дисциплины Организация ЭВМ и систем Для подготовки дипломированных специалистов по направлениям



Скачать 170.75 Kb.
Дата01.05.2016
Размер170.75 Kb.
Министерство образования Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
дисциплины
Организация ЭВМ и систем
Для подготовки дипломированных специалистов по направлениям:


  1. 654600 -“ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” по специальности 220400 --Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”,

  2. 657100 – “ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА” по специальности 07300 – “Прикладная математика”

Для подготовки бакалавров по направлению 510200 - "Прикладная математика и информатика":

Санкт - Петербург

2001
Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”


“УТВЕРЖДАЮ”

Проректор по учебной работе

д.т.н., проф. Ушаков В.Н.

“____”____________ 2001 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины
Организация ЭВМ и систем
Для подготовки дипломированных специалистов по направлениям:

  1. 654600 -“ИНФОРМАТИКА И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА” по специальности 220400 --Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем”,

  2. 657100 – “ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА” по специальности 07300 – “Прикладная математика”

Для подготовки бакалавров по направлению 510200 - "Прикладная математика и информатика"
Факультет компьютерных технологий и информатики

Кафедра математического обеспечения и применения ЭВМ


Курс – 2

Семестр – 4



Лекции

45 ч.




Экзамен

4 семестр































Лабораторные занятия

15 ч.




Зачет

4 семестр



















Аудиторные занятия

60 ч.




Самостоятельные занятия

66 ч.




Всего часов

126 ч.




2001

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры математического обеспечения и применения ЭВМ “____”_______________2001 г., протокол №______.

Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению 657100 - "Прикладная математика" по специальности 073000 - "Прикладная математика" и по направлению 654600 "Информатика и вычислительная техника" по специальности 220400 "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем".
Рабочая программа согласована с рабочими программами изученных ранее дисциплин:

1) Информатика

2) Программирование и основы алгоритмизации
Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета компьютерных технологий и информатики “____”_____________2001г.
Цель и задачи дисциплины:
Организация ЭВМ и систем - дисциплина, изучающая основные принципы организации и методы управления аппаратными и программными средствами в вычислительных машинах (ВМ) и системах (ВС). В результате изучения курса студенты должны хорошо ориентироваться в принципах построения современных ВМ и ВС,, архитектурных решениях, направленных на повышение производительности вычислительных машин, областях применения машин и систем с различной архитектурой и направлениях их развития.

Требования к уровню освоения дисциплины

В результате изучения курса студенты должны:



  1. ЗНАТЬ принципы построения и структурную организацию аппаратных и программных средств ЭВМ, взаимосвязь этих средств и описание функционирования на ассемблерном уровне, архитектуру основных типов современных ВМ, методы управления вычислительными процессами;

  2. УМЕТЬ осуществлять анализ структур ВМ и ВС с позиций инженера-системотехника, оценивать целесообразность их применения для решения конкретных задач, использовать в своей работе стандартные термины, определения и обозначения;

  3. ИМЕТЬ представление об основных технических характеристиках аппаратных и программных средств современных ВМ и ВС, основных операционных и языковых средах и тенденциях их развития.



Содержание рабочей программы
Раздел 1. Архитектура и организация ВМ
Тема 1. Архитектура ЭВМ. Основные понятия.

Вычислительная система (ВС) как совокупность аппаратных и программных средств. Принцип программного управления фон Неймана. Понятие о многоуровневой организации ЭВМ. Языки, уровни и виртуальные машины. Характеристика основных уровней современной ЭВМ. Определение понятия "архитектура ЭВМ". Элементы архитектуры.


Тема 2.Общая структура аппаратных и программных средств ЭВМ

Базовая структура аппаратных средств ЭВМ. Основные компоненты структуры, стандартная терминология и определения. Организация связей между устройствами ЭВМ. Состав программных средств ЭВМ. Основные понятия и терминология. Операционные системы и системы программирования. Основные функции. Взаимосвязь аппаратных и программных средств ЭВМ.


Тема 3. Структурная организация процессоров

Представление данных и команд в ЭВМ. Особенности машинной арифметики над числами с фиксированной и плавающей запятой. Функциональные компоненты процессора. Типовая структура и основной цикл работы процессора. Аппаратный и микропрограммный способы формирования управляющих сигналов. Особенности организации. Достоинства и недостатки. Примеры структур процессоров Intel 8086, 80386, 80586. Организация процессора Intel 8086 на уровне машинных команд. Программно-доступные регистры процессора и их назначение. Форматы и общая характеристика системы команд процессора. Особенности организации процессоров с сокращенным набором команд (ПСНК). Базовая архитектура ПСНК. Формат команды. Примеры структур процессоров PA-RISC 7100, Alpha21064, РowerPC601.


Тема 4. Функциональная организация памяти.

Память ЭВМ - основные понятия, терминология, характеристики. Классификация видов запоминающих устройств (ЗУ). Иерархия систем памяти ЭВМ. Основная (оперативная) память. Адресная структура памяти. Логические и физические адреса. Организация оперативной памяти Intel 8086 на уровне машинных команд. Сегментирование памяти. Формирование физического адреса. Режимы адресации. Сверхоперативные запоминающие устройства (СОЗУ). Стековая память. КЭШ-память. Принцип использования. Реализация по ассоциативному принципу. Кэш с прямым отображением. Стратегии записи и проблемы синхронизации информации.


Тема 5. Управляющие функции процессора.

Процессы и процессоры. Понятие процесса. Последовательные, совмещенные и параллельные процессы. Состояние процесса. Понятие о прерывании процесса. Система прерываний и обработка прерываний. Причины прерываний. Приоритет в прерывании. Уровень и глубина прерываний. Механизмы реализации прерываний. Фазы прерываний.


Тема 6. Структура ЭВМ на ассемблерном уровне.

Назначение ассемблерного уровня ЭВМ. Его связь с уровнем машинных команд и языками высокого уровня. Организация трансляции и компоновки программ, представленных на Ассемблере. Абсолютные и перемещаемые программные модули. Структуры загрузочных модулей COM и EXE типов в MS DOS.


Тема 7. Управление памятью и виртуальная память.

Задача управления памятью. Принципы распределения и защиты памяти. Организация оперативной памяти Intel 80Х86. Виртуальная память (ВП) - назначение и принципы реализации. Страничный и сегментный способы организации ВП. Организация и защита памяти в микропроцессоре 80386.


Раздел 2. Внешняя память и управление вводом-выводом.


Тема 8. Внешняя память ЭВМ.
Основные виды устройств внешней памяти и их технические характеристики. Организация запоминающей среды в устройствах внешней памяти. Физический уровень организации информации на дисках на примере MS DOS. Назначение и структура таблицы размещения файлов (FAT). Устройства с прямым и последовательным доступом к данным. Доступ к файлам на основе управляющего блока файла и на основе дескриптора файлов.
Тема 9. Представление и преобразование данных в ЭВМ

Кодирование информации в ЭВМ: команды, числа, алфавитно-цифровые символы. Типы шрифтов. Преобразования форм представления информации при ее вводе и выводе.

Тема 10. Структура системы ввода-вывода (СВВ) и режимы управления

вводом-выводом.

Основные принципы организации ввода-вывода. Контроллеры, внешние устройства. Особенности архитектур ЭВМ с канальной и шинной организацией. Программные способы управления вводом-выводом. Несовмещенный ввод-вывод и обмен данными в режиме программного прерывания. Режим прямого доступа в память.

Cостав и характеристика программных средств СВВ. Организация ввода-вывода в IBM PC - совместимых ЭВМ. Два способа адресации внешних устройств (ВУ). Команды ввода- вывода IN,OUT,INS и OUTS. Способы подключения ВУ. Назначение и способы реализации драйверов внешних устройств.


Раздел 3. Понятие об архитектуре ВС и сетей ВМ
Тема 11. Основные типы архитектур ВС

Понятие о многомашинных и многопроцессорных ВС. Методы и средства организации многомашинных ВС. Классификация многопроцессорных ВС. ВС с контроллерным управлением. ВС с управлением потоком данных, ВС с управлением по запросам, ВС с общим полем памяти. Матричные процессоры.


Тема 12. Основные типы сетей ВМ и их архитектура

Архитектура вычислительных сетей. Локальные и глобальные сети. Связные устройства. Модемы. Протоколы обмена. Состав программного обеспечения вычислительных сетей. Проблемы эксплуатации локальных вычислительных сетей.


Заключение.

Тенденции дальнейшего совершенствования аппаратных и программных средств ЭВМ и ВС.



Перечень лабораторных работ




Наименование работы

Номер темы

1

Трансляция, отладка и выполнение программ на языке Ассемблера. Использование директив определения данных и сегментации.


6

2

Изучение режимов адресации и формирования исполнительного адреса.


4

3

Организация ветвящихся процессов.


3

4

Представление и обработка целых, вещественных чисел и символьной

информации. Простейшие программы обработки данных.




9

5

Создание собственного прерывания в MS DOS.


5

6

Директивы определения процедур. Передача параметров в процедуру и из нее. Связь Ассемблера с языками высокого уровня на примере Паскаля.


6

7

Анализ используемой конфигурации компьютера и вывод на экран информации об имеющихся ресурсах.

8,9

8

Организация функционирования сетей ЭВМ

12

Распределение учебных часов по темам и видам занятий



те

мы



Название разделов и тем

Объем учебных часов




Лек

Лаб.

раб.


Прак.

занят


Ауд.

Занят


Сам.

Раб.


Всего

Сем.




Раздел 1. Архитектура и организация ВМ.



















4

1

Архитектура ЭВМ. Основные понятия.


2







2

2

4

4

2

Общая структура аппаратных и программных средств ЭВМ


2







2

2

4

4

3

Структурная организация процессоров

4


2




6

6

12

4

4

Функциональная организация памяти

6

2




8

8

16

4

5

Управляющие функции процессора

4

2




6

4

10

4

6

Структура ЭВМ на ассемблерном уровне

4

3




7

10

17

4

7

Управление памятью и виртуальная память.


4







4

4

8

4




Раздел 2. Внешняя память и управление вводом-выводом.



















4

8

Внешняя память ЭВМ

4

2




6

6

12

4

9

Представление и преобразование данных в ЭВМ

2

2




4

6

10




10

Структура системы ввода-вывода и режимы управления вводом-выводом

4







4

6

10

4




Раздел 3. Понятие об архитектуре ВС и сетей ВМ




















4

11

Основные типы архитектур ВС


4







4

6

10

4

12

Основные типы сетей ВМ и их архитектура

4

2




6

6

12

4




Заключение.


1







1




1

4

ИТОГО:

45

15

-

60

66

126



ЛИТЕРАТУРА

Основная
Название, библиографическое описание
Л
Лр
К-во экз. в библ. (на каф.)
Гриф
1

Скляров В.А. Применение ПЭВМ. В 3-х кн. Кн.1,2. Организация и управление ресурсами ПЭВМ: Практ. пособие.- М.: Высш. шк., 1992.
4
4

Кн1:уч 49, ф 1; Кн2:уч 48, ф 2;

Ком. по ВШ Мин. науки
2

Анисимов А.В. и др. Основы организации вычислительных комплексов для решения задач автоматизации и управления: Учеб.пособие / ГЭТУ – С-Пб.,1995.
4
4
Уч 244,
ф 4

ГосКом РФ по высш. обр.
3
А.И.Водяхо и др. Вычислительные системы с массовым параллелизмом: Учебное пособие.- СПб: Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2000.
4
Уч 98, ф 4

Мин.обр. РФ

Дополнительная






Название, библиографическое описание


К-во экз. в библ.

1

Ахметов К.С., Борзенко А.Е. Современные персональные компьютеры -М.:КомпьютерПресс, 1995.
Уч 0,
ф 2

2

Фролов А.В., Фролов Г.В. Аппаратное обеспечение IBM PC, т.33,

М.: Диалог-МИФИ, 1997.



0

3

Таненбаум Э. Многоуровневая организация ЭВМ.-М.:Мир, 1979.


42

4

Компьютеры на СБИС: В 2-х кн. Кн.1: Пер. с япон./Мотоока Т., Томита С., Танака Х. и др.- М.:Мир, 1988.
Уч 12,
ф 2

5

Фрир Дж. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров.- М.:Мир, 1990.
Уч 13,
ф 4

6

Зубков C.В. Assembler. Для DOS, Windows, UNIX. М.: ДМК,1999 – 640с.,ил.

Уч 0,
ф 2


Автор




к.т.н., доцент

Кирьянчиков В.А.







Рецензент




к.т.н., доцент

Павлов С.М.







Зав. кафедрой МОЭВМ




д.т.н., профессор

Лисс А.Р.







Декан факультета КТИ




д.т.н., профессор

Герасимов И.В.








Программа согласована:










Зав.отделом учебной литературы

Смирнова О.Н.








Председатель методической комиссии факультета КТИ




к.т.н., доцент

Чугунов Л.А.

Руководитель методического отдела,




к.т.н., доцент

Марасина Л.А.













База данных защищена авторским правом ©refedu.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница