rpd000002532 (230400 (09.03.02).Б2 Конструирование и производство средств информационной и вычислительной техники)

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский авиационный институт

(национальный исследовательский университет)

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

______________Куприков М.Ю.

“____“ ___________20__

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (000002532)

Архитектура ЭВМ и систем

(указывается наименование дисциплины по учебному плану)

Направление подготовки			Информационные системы и технологии
Квалификация (степень) выпускника					Бакалавр
Профиль подготовки		Конструирование и производство средств информационной и вычислительной техники
Форма обучения	очная
(очная, очно-заочная и др.)
Выпускающая кафедра			307
Обеспечивающая кафедра				304
Кафедра-разработчик рабочей программы						304

Семестр	Трудоем-кость, час.	Лек-ций, час.	Практич. занятий, час.	Лаборат. работ, час.	СРС, час.	Экзаменов, час.	Форма промежуточного контроля
4	108	24	10	16	31	27	Э
Итого	108	24	10	16	31	27

Москва

2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Разделы рабочей программы

1. Цели освоения дисциплины

2. Структура и содержание дисциплины

3. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

4. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Приложения к рабочей программе дисциплины

Приложение 1. Аннотация рабочей программы

Приложение 2. Cодержание учебных занятий

Приложение 3. Прикрепленные файлы

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 230400 Информационные системы и технологии

Авторы программы :

Звонарева Г.А.

_________________________

Заведующий обеспечивающей кафедрой 304

_________________________

Программа одобрена:

Заведующий выпускающей кафедрой 307 _________________________

Декан выпускающего факультета 3 _________________________

1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью освоения дисциплины Архитектура ЭВМ и систем является достижение следующих результатов образования (РО):

N	Шифр	Результат освоения
1		Знать основные принципы построения современных ЭВМ и вычислительных систем
2		Знать основные методы, способы, средства аппаратной реализации хранения и обработки информации в ЭВМ
3		Уметь разрабатывать алгоритмы функционирования и структуры цифровых устройств

Перечисленные РО являются основой для формирования следующих компетенций: (в соответствии с ФГОС ВПО и требованиями к результатам освоения основной образовательной программы (ООП))

N	Шифр	Компетенция
1	ПКС.4	Готовность использовать архитектурные и детализированные решения при проектировании ИС.
2	ПКС.6	Способность решать прикладные вопросы интеллектуальных систем при проектировании и эксплуатации ИС.

1. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных(ые) единиц(ы), 108 часа(ов).

Модуль	Раздел	Лекции	Практич. занятия	Лаборат. работы	СРС	Всего часов	Всего с экзаменами и курсовыми
Архитектура ЭВМ и систем	Основные принципы организации и характеристики современных ЭВМ	2	2	4	4	12	108
	Организация памяти	2	2	0	2	6
	Выполнение команд в центральном процессоре (ЦП)	4	2	4	6	16
	Арифметико-логическое устройство (АЛУ)	2	2	4	5	13
	Устройство управления ЭВМ	2	2	4	5	13
	Организации прерываний в ЭВМ	2	0	0	2	4
	Организация ввода-вывода в ЭВМ	4	0	0	2	6
	Микропроцессоры	4	0	0	3	7
	Организация функционирования вычислительных систем (ВС)	2	0	0	2	4
Всего		24	10	16	31	81	108

1. Содержание (дидактика) дисциплины

В разделе приводится полный перечень дидактических единиц, подлежащих усвоению при изучении данной дисциплины.

1. Основные принципы организации и характеристики современных ЭВМ

- 1.1. Поколения ЭВМ, основные черты каждого из них

- 1.2. Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов

- 1.3. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

- 1.4. Прямое, обратное и дополнительное кодирование. Определение переполнения разрядной сетки ЭВМ.

- 1.5. Представление данных в ЭВМ.

2. Организация памяти.

- 2.1. Адресная память, ассоциативная память, стек

- 2.2. Иерархическая организация многоуровневой памяти ЭВМ

- 2.3. Буферная память типа "КЭШ" (БП), способы отображения оперативной памяти на БП

- 2.4. Виртуальная память

3. Выполнение команд в центральном процессоре (ЦП)

- 3.1. Основные узлы ЦП

- 3.2. Структура кода команд ЦП. Адресность команды

- 3.3. Основные стадии выполнения команд

- 3.4. Конвейеризация

- 3.5. Способы адресации

- 3.6. Функциональная и структурная организация процессора

- 3.7. Микропрограммы выполнения команд

4. Арифметико-логическое устройство (АЛУ)

- 4.1. Организация АЛУ

- 4.2. Выполнение операций в АЛУ над числами с фиксированной точкой

- 4.3. Особенности выполнения операций в АЛУ над числами с плавающей точкой

5. Устройство управления ЭВМ

- 5.1. Принцип работы блока устройства управления (БУУ)

- 5.2. Микропрограммная реализация БУУ

- 5.3. Схемная реализация БУУ

- 5.4. Сравнение микропрограммной и аппаратной реализаций БУУ

6. Организация прерываний в ЭВМ

- 6.1. Общие принципы организации прерываний в ЭВМ

- 6.2. Классы и иерархия обработки прерываний

- 6.3. Механизмы реализации прерываний

7. Организация ввода-вывода в ЭВМ

- 7.1. Проблематика ввода-вывода, взаимодействие ядра ЭВМ с периферийными устройствами

- 7.2. Ввод-вывод при использовании процессоров ввода-вывода

- 7.3. Магистральная организация ввода-вывода

- 7.4. Радиальная организация ввода-вывода

8. Микропроцессоры

- 8.1. Классификация микропроцессоров, секционированные микропроцессоры, однокристальные микропроцессоры

- 8.2. Архитектурные решения, используемые в современных микропроцессорах, на примере микропроцессоров INTEL

- 8.3. Риск – архитектура

- 8.4. Взаимосвязь характеристик микропроцессоров и интерфейсов периферийных устройств

9. Организация функционирования вычислительных систем (ВС)

- 9.1. Классификация ВС, системы ОКОД, ОКМД, МКОД, МКМД, параллельные системы

- 9.2. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах

- 9.3. Отказоустойчивые и вычислительные кластеры

- 9.4. Векторные ВС

1. Лекции

№ п/п	Раздел дисциплины	Объем, часов	Тема лекции	Дидакт. единицы
1	1.1.Основные принципы организации и характеристики современных ЭВМ	2	Основные принципы организации и характеристики современных ЭВМ	1.1, 1.2, 1.3, 1.5
2	1.2.Организация памяти	2	Организация памяти	2.1, 2.2, 2.4
3	1.3.Выполнение команд в центральном процессоре (ЦП)	2	Основные узлы ЦП. Структура кода команды.	3.1, 3.2, 3.3, 3.4
4	1.3.Выполнение команд в центральном процессоре (ЦП)	2	Способы адресации. Структурная организация ЦП.	3.5, 3.6
5	1.4.Арифметико-логическое устройство (АЛУ)	2	Арифметико-логическое устройство (АЛУ)	4.1, 4.3
6	1.5.Устройство управления ЭВМ	2	Устройство управления ЭВМ	5.1, 5.3, 5.4
7	1.6.Организации прерываний в ЭВМ	2	Организации прерываний в ЭВМ	6.1, 6.2, 6.3
8	1.7.Организация ввода-вывода в ЭВМ	2	Ввод-вывод при использовании процессоров ввода-вывода	7.1, 7.2
9	1.7.Организация ввода-вывода в ЭВМ	2	Магистральная и радиальная организация ввода-вывода	7.3, 7.4
10	1.8.Микропроцессоры	2	Архитектурные решения, используемые в современных микропроцессорах	8.1, 8.2
11	1.8.Микропроцессоры	2	Взаимосвязь характеристик микропроцессоров и интерфейсов периферийных устройств	8.3, 8.4
12	1.9.Организация функционирования вычислительных систем (ВС)	2	Организация функционирования вычислительных систем (ВС)	9.1, 9.2, 9.3, 9.4
Итого:		24

1. Практические занятия

№ п/п	Раздел дисциплины	Объем, часов	Тема практического занятия	Дидакт. единицы
1	1.1.Основные принципы организации и характеристики современных ЭВМ	2	Прямое, обратное и дополнительное кодирование	1.4
2	1.2.Организация памяти	2	Организация КЭШ	2.3
3	1.3.Выполнение команд в центральном процессоре (ЦП)	2	Микропрограммы выполнения команд.	3.7
4	1.4.Арифметико-логическое устройство (АЛУ)	2	Выполнение операций в АЛУнад числами с фиксированной точкой	4.2
5	1.5.Устройство управления ЭВМ	2	Микропрограммная реализация БУУ	5.2
Итого:		10

1. Лабораторные работы

№ п/п	Раздел дисциплины	Наименование лабораторной работы	Наименование лаборатории	Объем, часов	Дидакт. единицы
1	1.1.Основные принципы организации и характеристики современных ЭВМ	Представление данных в ЭВМ	Лаборатория каф. 304	4	1.5
2	1.3.Выполнение команд в центральном процессоре (ЦП)	Организация ЦП	Лаборатория каф.304	4	3.5, 3.6, 3.7
3	1.4.Арифметико-логическое устройство (АЛУ)	Организация АЛУ	Лаборатория каф.304	4	4.2
4	1.5.Устройство управления ЭВМ	Организация УУ	Лаборатория каф.304	4	5.2, 5.3
Итого:				16

1. Типовые задания

№ п/п	Раздел дисциплины	Объем, часов	Наименование типового задания
Итого:

1. Курсовые работы и проекты по дисциплине

1. Рубежный контроль

1. Промежуточная аттестация

1. Экзамен