Городко С.И. Вычислительные машины и комплексы - файл n2.doc

приобрести
Городко С.И. Вычислительные машины и комплексы
скачать (975.6 kb.)
Доступные файлы (4):
n1.txt1kb.05.02.2008 17:12скачать
n2.doc111kb.09.03.2006 15:22скачать
n3.doc163kb.02.02.2007 10:00скачать
n4.docскачать

n2.doc

Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования

«Белорусский государственный

университет информатики и радиоэлектроники»
Институт информационных технологий

«УТВЕРЖДАЮ»

Зам. декана факультета КТ

_____________И.Ф. Мучак

«___» __________ 2005 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
По дисциплине «Вычислительные машины и системы»
Для специальности 53 01 07 «Информационные технологии

и управление в технических системах»
Факультет Компьютерных технологий
Кафедра Автоматического управления
Форма обучения заочная
Курс 4
Семестр 8

Лекций – 4 часа Зачет – 8 семестр

Лабораторных работ – 2 часа

Самостоятельная работа – 45 часов

Всего – 51 час

Контрольная работа – 8 семестр


Минск 2005

Рабочая программа составлена на основе типовой программы по курсу «Вычислительные машины и системы» для высших учебных заведений, утвержденной Министерством образования Республики Беларусь. Регистрационный № ТД-53-006/тип.


Составитель:

С.И. Городко, ассистент кафедры автоматического управления Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники».

Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры автоматического управления, протокол № 15 от «23» мая 2005 г.
Зам. заведующего кафедрой ____________ А.В. Павлова


Одобрена советом (Методической комиссией) факультета компьютерных технологий (протокол № __ от «__»________ 2005 г).
Председатель ____________ А.Г. Якубенко



  1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ


1.1. Цель преподавания дисциплины
Целью курса является изучение технического и программного обеспечения современных вычислительных машин и систем, так как разработка, внедрение и использование различного рода автоматических устройств на базе вычислительной техники невозможно без знания принципов построения, особенностей работы и технических возможностей вычислительных машин и систем.
1.2. Задачи изучения дисциплины
В результате изучения данного курса студент должен:
знать:


уметь:

- разрабатывать, внедрять и эксплуатировать автоматические и автоматизированные устройства и системы, использующие вычислительные машины;

- использовать современные вычислительные машины и системы для выполнения проектных работ и научно-технических расчетов.
2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1. Название тем лекционных и лабораторных занятий, объем в часах


№ п.п.

Наименование темы

Количество часов

Всего

ЛК

ЛР

СУРС



Введение

0,5

-

1,5

2



Арифметические и логические основы построения элементов и узлов ВМ и систем

1

-

2

3



Основы схемотехники операционных автоматов ЭВМ

-

-

5

5



Принципы построения и работы основных блоков ЭВМ. Запоминающие устройства (ЗУ)

0,5

-

2,5

3



Процессоры вычислительных систем

1

-

5

6



Устройства ввода и вывода (УВВ)

-

-

5

5



Интерфейсы вычислительных систем

-

-

5

5



Микропроцессорные системы

-

-

6

6



Программное обеспечение

1

2

4

7



Автоматический контроль и диагностика неисправностей

-

-

4

4



Краткая характеристика современных ВМ и тенденция их развития

-

-

5

5

Итого:

4

2

45

51



2.2. Содержание тем лекционных занятий
2.2.1. Введение

Краткая история развития вычислительной техники. Значение вычислительной техники, ее роль в научно-техническом прогрессе.

Классификация вычислительных устройств. Аналоговые, цифровые и комбинированные вычислительные машины (ВМ).

Принцип действия и структура вычислительных машин и систем. Особенности цифровых вычислений. Понятие алгоритма. Принцип программного управления. Классификация и современные структурные схемы построения ЦВМ. Вычислительные системы (ВС) и их архитектура. Поколения ЭВМ.
2.2.2. Арифметические и логические основы построения элементов и узлов ВМ и систем

Системы счисления. Позиционные и непозиционные системы счисления. Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую. Выбор системы счисления для ЦВМ. Особенности выполнения арифметических операций в двоичной системе счисления. Прямой, обратный и дополнительный коды. Способы представления чисел в ЦВМ. Особеннос­ти выполнения операций в системах представления с фиксированной и плавающей запятой. Модифицированный код. Кодирование десятичных чисел и алфавитно-цифровой информации.

Физические формы представления информации в ВМ и системах. Комбинационные схемы и конечные автоматы. Элементы теории переключательных функций, булева алгебра. Способы реализации переключатель­ных (логических) функций. Элементарные автоматы.

Методы структурного синтеза комбинационных схем и конечных автоматов.
2.2.3. Основы схемотехники операционных автоматов ЭВМ

Системы логических элементов. Системы элементов на дискретных
и интегральных компонентах. Большие интегральные схемы (БИС). Регистры: назначение, принципы построения. Дешифраторы: назначение, типы дешифраторов и особенности их работы. Счетчики: способы их построения, реверсивные счетчики. Мультиплексоры, демультиплексоры. Двоичные и десятичные сумматоры. Схемы сравнения.
2.2.4. Принципы построения и работы основных блоков ЭВМ. Запоминающие устройства (ЗУ)

Назначение и классификация ЗУ. Оперативные и внешние ЗУ. Основные характеристики ЗУ. Иерархическая структура памяти ВМ и систем.

Оперативные ЗУ (ОЗУ). Типы ОЗУ. Система организации ОЗУ. Постоянные запоми­нающие устройства (ПЗУ). Способы повышения надежности работы ЗУ.

Ассоциативные ЗУ (АЗУ). Способы выборки информации в АЗУ.

Внешние ЗУ (ВЗУ). ЗУ на магнитной ленте (НМЛ); методы записи информации на магнитную поверхность. ЗУ на магнитном барабане (НМБ) и на магнитных дисках (НМД).
2.2.5. Процессоры вычислительных систем

Назначение и состав процессора, основные этапы выполнения программ в процессоре, адреса и структура команд. Задачи управления. Виды устройств управления (УУ). Управляющие автоматы с «жесткой логикой». Микропрограммное управление. Индексация, индексные регистры. Арифметические устройства (АУ). Классификация АУ. Последовательные АУ. Параллельные АУ. Параллельные АУ комбинационного и накапливающего типа. Анализ быстродействия АУ. Методы выполнения умножения. Спо­собы повышения быстродействия АУ при выполнении умножения. Выпол­нение операции деления. Методы ускорения деления. Выполнение ариф­метических операций над десятичными числами.
2.2.6. Устройства ввода и вывода (УВВ)

Принципы построения и классифи­кация УВВ ЭВМ. Перфолентные, перфокартные и оптические устройства ввода. Исполь­зование магнитных носителей информации в устройствах ввода. Читаю­щие устройства. Устройства вывода: назначение и принципы построения. Использование электронных пультов для коррекции информации.

Каналы ввода-вывода. Понятие об унифицированных каналах ввода и вывода. Мультиплексные и селекторные каналы.
2.2.7. Интерфейсы вычислительных систем

Основные понятия и определения, типы интерфейсов. Методы пере­дачи информации между устройствами ВС, организация системы шин интерфейсов. Внутрисистемные интерфейсы. Интерфейсы ввода-вывода информации.
2.2.8. Микропроцессорные системы

Микропроцессоры, принципы построения и особенности организации, типы микропроцессоров. Микропроцессорные наборы. Организация микро-ЭВМ; основные характеристики и области применения микроЭВМ.
2.2.9. Программное обеспечение

Назначение и виды программного обеспечения, классификация. Общее и специальное программное обеспечение. Языки программирова­ния. Состав и структура системы подготовки программ. Прохождение программы через вычислительную систему.

Операционная система, назначение и состав. Общая схема функционирования. Супервизор задач и супервизор ввода-вывода. Управ­ление заданиями. Обслуживающие программы. Пакеты прикладных программ.
2.2.10. Автоматический контроль и диагностика неисправностей

Основные характеристики надежности ЭВМ. Способы обеспечения надежности работы ЭВМ. Автоматический контроль ВМ и ВС; виды сис­тем контроля. Контроль арифметических и логических операций, контроль передачи информации внутри ЦВМ. Системы диагностики неисправностей, назначение и классификация; эффективность систем контроля и диагностики.
2.2.11. Краткая характеристика современных ВМ и тенденция их развития

Назначение и принципы построения вычислительных сетей. Обобщенная структура и основные характеристики ВС. Классификация ВС. ВС с конвейерной обработкой информации. Принципы построения и организация управления конвейерных ВС. Конвейер команд. Матричные ВС. Назначение, обобщенная структура процессорной матрицы и ее функционирование, принципы построения коммутаторов процессорной матрицы, примеры матричных ВС. Матричные и систолические процессоры.

2.3. Содержание лабораторного занятия
2.3.1. Программирование целочисленных арифметических операций

Двоичные числа: сложение двоичных чисел, вычитание двоичных чисел, умножение двоичных чисел, деление двоичных чисел.

Двоично-десятичные числа (BCD-числа). Неупакованные BCD-числа. Упакованные BCD-числа.

Генерация последовательности случайных чисел. Конгруэнтный метод генерации последовательности случайных чисел. Аддитивный генератор случайных чисел. Программа генерации высоко случайных двоичных наборов.

3. Учебно-методические материалы по дисциплине
3.1. Основная и дополнительная литература
ОСНОВНАЯ:


  1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, 2003.

  2. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. – СПб.: Питер, 2002.

  3. Преснухин Л.Н., Нестеров П.В. Цифровые вычислительные машины. - М.:Высш. шк., 1981.

  4. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Микропроцессоры и микропроцессорные
    системы. - М.: Радио и связь, 1981.

  5. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. - М.:
    Энергия, 1991.

  6. Микропроцессоры: В 3 кн. /Под ред. Л.М.Преснухина. - Мн.: Выш. шк.,1987.

  7. Савельев А.Я. Арифметические и логические основы цифровых автоматов. - М.: Высш. шк., 1980.

  8. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных
    устройств автоматики. - М.: Энергоатомиздат, 1987.

  9. Папернов А.А. Логические основы цифровой вычислительной техники. - М.: Энергия, 1972.

  10. Майоров С.А., Новиков Г.И. Принципы организации цифровых машин. - Л.: Машиностроение, 1974.

  11. Путков В.Н., Обросов И.И., Бекетов С.В. Электронные вычислительные устройства. - Мн.: Выш. шк., 1981.

  12. Ларионов А.М., Майоров С.В., Новиков Г.И. Вычислительные комплексы, системы и сети: Учебник. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.


ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:
13. Юров В. Assembler. Учебник. – СПб.: Питер, 2001.

14. Юров В. Assembler. Практикум. – СПб.: Питер, 2001.

15. Алексенко А.Г., Шагурин И.И. Микросхемотехника. - М.: Радио и связь, 1982.

16. Мик Дж., Брик Дж. Проектирование микропроцессорных устройств с разрядно-модульной организацией. Кн.1, 2. - М.: Мир, 1984.

17. Хоровиц П., Хил У. Искусство схемотехники. Т.1,2. - М.: Мир, 1983.

18. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. - М.: Мир, 1982.

19. Алексенко А.Г., Галицын А.А., Иванников А.Д. Проектирование радиоэлектронной аппаратуры на микропроцессорах. Программирование, типовые решения, методы отладки. - М.: Радио и связь, 1984.

20. Коффрон Дж. Технические средства микропроцессорных систем: Практ.курс : Пер. с англ. - М.: Мир, 1983.

21. Гилмор Ч. Введение в микропроцессорную технику: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984.

22. Хвощ С.Т., Варлинский Н.Н., Попов Е.А. Микропроцессоры и ЭВМ в системах автоматического управления: Справочник /Под общ. ред. С.Т. Хвоща. - Л.: Машиностроение, 1987.

23. Майоров С.А., Кириллов В.В., Приблуда А.А. Введение в микроЭВМ. - Л.: Машиностроение, 1988.

24. Уокерли Дж. Архитектура и программирование микроЭВМ: В 2 кн.: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984.

25. Девис Д., Барбер Д., Прайс У., Соломонидзе С. Вычислительные сети и сетевые протоколы: Пер. с англ. - М.: Мир, 1982.

26. Шпаковский Г.И. Архитектура параллельных ЭВМ: Учеб. пособие для вузов. - Мн.: Изд-во «Университетское», 1989.

27. Фрид Дж. Построение вычислительных систем на базе перспективных микропроцессоров: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990.
3.3. Учебно-методическая карта дисциплины


Номер темы по п.2.1

Название вопросов, которые изучаются на лекциях

Практические (семинарские) занятия по п. 2.3

Лабораторные занятия (номера) по п. 2.4

Литература (номера) по п. 3.1 указываются главы, разделы, параграфы, страницы

Наглядные методические пособия (номера) по п.3.2

Самостоятельная работа студентов (часы)

Форма контроля знаний студентов













[1], р 1, 2







ЭТ, КР


















































































































































































































































































































































Министерство образования Республики Беларусь
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации