[ Белорусский государственный университет
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета радиофизики и компьютерных
технологий
С.Г. Мулярчик_
(дата утверждения) Регистрационный № УД-/р.
_АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРОВ_ (название дисциплины) Учебная программа для специальности:
1-31 03 07 Прикладная информатика (код специальности) (наименование специальности) Факультет Радиофизики и компьютерных технологий Кафедра _Информатики и компьютерных систем Курс (курсы) _ Семестр (семестры) _4_ Лекции _34_ Экзамен _4_ (количество часов) (семестр) Зачет Практические (семинарские) (семестр) занятия (количество часов) Лабораторные Курсовой проект (работа) _ (семестр) занятия (количество часов) КСР (количество часов) Всего аудиторных часов по дисциплине _ (количество часов) Всего часов Форма получения высшего по дисциплине 158 образования _очная (количество часов) Составил _Г.К.Афанасьев, к.т.н., ст.н.с.
(И.О.Фамилия, степень, звание) 2011 г.
Учебная программа составлена на основе _Учебной программы “Архитектура компьютеров”,утв.17.05.2011 г., рег.
ном. УД-397/баз.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры информатики и компьютерных систем _17 05 2011 г., протокол № Заведующий кафедрой _С.Г. Мулярчик Одобрена и рекомендована к утверждению учебно-методической (методической) комиссией Радиофизики и электроники факультета _17 05 2011г.,протокол № Председатель В.Г. Семенчик (подпись)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Дисциплина посвящена архитектуре различных компьютеров и их основных подсистем. Сюда входят вопросы архитектурной организации обычных и параллельных компьютеров, микропроцессоров, иерархии памятей, сетей меж - соединений. В дисциплине рассматривается также организация защиты, многозадачности, модели взаимодействия ресурсов в процессорных системах и принципы последовательной конвейерной и параллельной обработки информации. Рассматриваются дополнительно методы и средства оценки быстродействия и производительности вычислительных систем. Для успешного усвоения дисциплины нужны знания по программированию, начальные сведения по операционным системам, кодированию и представлению данных в компьютерах.В результате изучения дисциплины обучаемый должен знать основные архитектурные решения компьютеров, организации иерархической памяти, методы последовательной, параллельной и конвейерной обработки, методы адресации и типы команд на уровне ассемблера, уметь применять эти знания при анализе архитектурных решений и при оценивании эффективности обработки информации.
Объем дисциплины составляет 158 учебных часов, в том числе аудиторных часов, из них лекций 34 часа, лабораторных работ 26 часов, КСРчасов.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
№п/п Наименование разделов, тем Количество часов* решения. Последовательная, конвейерная и параллельная обработка взаимодействующих процессорных системах действия. Заключение Номер раздела, темы, занятия производительности компьютеров. Критерии эффективности.3 Архитектура микропроцессоров команд от области применения вычислительного устройства. Типы и форматы команд. Способы адресации.
выполнение по предположению, многопоточность, многоядерность.
4 Иерархическая организация памяти ассоциативная и кэш-память. Обеспечение когерентности памятей. Алгоритмы замещения информации в кэш-памяти.
4.2 Оперативная память. Виртуальное, линейное и 2 4 Раздаточные. 1,2,3,4 Отчет физическое адресные пространства. Сегментация и материалы страничная организация памяти. Селекторы и дескрипторы. Блочная организация и расслоение 4.4 Виды и характеристики внешней памяти. Память 1 Раздаточные. 1,2, массивы. Flash-память.
5 Информационные модели взаимодействия ресурсов в процессорных системах 5.1 Распределение ресурсов между устройствами 2 Раздаточные 1,2,3,3д,4д Технология PnP. Ввод/вывод программный, по прерыванию и с прямым доступом в память.
5.2 Мультипроцессоры и мультикомпьютеры. Сети 2 Раздаточные 1,2,4,1д 6 Компьютеры параллельного действия 6.2 Вычислительные системы класса SIMD. Векторные 2 Раздаточные 1,2,3,4,1д 3DNOW!. Ассоциативные вычислительные 6.3 Вычислительные системы класса MIMD. Системы 2 Раздаточные 1,41д,3д Системы с распределённой памятью (MPP, кластеры машин и SMP-систем).
6.4 Вычислительные системы с управлением от потока 2 10 2 Раздаточные 1,4,1д,5д Отчёт
ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ОСНОВНАЯ
1. Буза, М. К. Архитектура компьютеров: учеб. / М.К.Буза. Мн.: Новое знание, 2006. 559 c.2. Орлов, С.А. Организация ЭВМ и систем: учеб., 2-е изд. / С.А.Орлов, Б.Я.Цилькер. СПб.: Питер, 2011. 688 c.
3. Гук, М. Аппаратные средства IBM PC: энциклопедия, 2-е изд./ М.Гук.
СПб.: Питер, 2001. 926 с.
4. Немнюгин, С.А. Параллельное программирование для многопроцессорных вычислительных систем / С.А.Немнюгин, О.Л.Стесик. СПб.: БХВ— Петербург, 2002. 440 с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ
1. El-Rewini, H. Advanced Computer Architecture and Parallel Processing / H.El-Rewini, M. Abd-El-Barr. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2005.
2. Page, D. A Practical Introduction to Computer Architecture / D.Page. London, New York: Springer, 2009. 649 p.
3. Hennessy, J.L. Computer Architecture: A Quantitative Approach, 4-th Edit. / J.L.Hennessy, D.A. Patterson. San Francisco, CA, USA: Morgan Kaufmann Publishers, 2007. 1141 p.
4. Максимов, Н.В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: учеб. 3-е изд. / Н.В.Максимов, Г. Л. Партыка, И. И. Попов. М.: ФОРУМ, 2010. 512 c.
5. Шпаковский, Г.И. Программирование для многопроцессорных систем в стандарте MPI: пособ. /Г.И.Шпаковский, Н.В. Серикова. Мн.: БГУ, 2002.
323 с
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
1. Исследование основных параметров компьютеров.2. Изучение системы команд и адресации с помощью Ассемблера.
3. Программирование на Ассемблере управления вводом/выводом.
4. Изучение особенностей работы в защищенном режиме.
5. Изучение стандарта MPI.
6. Программирование с использованием стандарта MPI.
7. Изучение стандарта OpenMP.
«