Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»)

Троицкий филиал

Кафедра математики и информатики

Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Версия документа - 1 Первый экземпляр КОПИЯ № _ стр. 1 из 37

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по образовательной политике – первый проректор Н.А. Мамаев «»_2012г.

Учебно-методический комплекс Архитектура вычислительных систем Направление подготовки 010300.62 Фундаментальная информатика и информационные технологии Профиль подготовки Общий Присваиваемая квалификация (степень) Бакалавр Форма обучения Очная Троицк 2012г.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Троицкий филиал Кафедра математики и информатики Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Версия документа - 1 Первый экземпляр КОПИЯ № _ стр. 2 из Содержание 1. Программа учебной дисциплины

1.1. Вводная часть

1.1.1. Цели и задачи освоения учебной дисциплины

1.1.2. Место учебной дисциплины в структуре ООП

1.1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

1.2. Структура и содержание учебной дисциплины

1.3. Рабочая учебная программа

1.3.1. Разделы дисциплины, виды учебной работы, объем занятий и формы контроля

1.3.2. Лекции

1.3.3. Лабораторные занятия

1.3.4. Самостоятельная работа студентов

1.4. Список литературы

1.5. Электронная коллекция

1.6. Интернет-ресурсы:

2. Методические рекомендации преподавателю

3. Методические рекомендации студенту

4. Требования (критериальные показатели) к уровням освоения программы. 5. Фонды оценочных средств

5.1. Задания для самостоятельные работы

5.2. Вопросы к экзамену

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Троицкий филиал Кафедра математики и информатики Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 1.1. Вводная часть 1.1.1. Цели и задачи освоения учебной дисциплины Дисциплина «Архитектура вычислительных систем» является основой для глубокого изучения современных вычислительных комплексов с базовым программным обеспечением, а также получения профессиональных навыков работы со сложными и динамично развивающимися вычислительными системами, поэтому большая роль отводится анализу архитектурных особенностей построения компьютеров и вычислительных систем.

Целью данной дисциплины является изучение теоретических основ и принципов построения вычислительных машин и систем, их функциональной и структурной организации, характеристик основных устройств персональных компьютеров и вычислительных систем, режимов работы компьютеров и систем, организации вычислительного процесса, взаимодействия аппаратных и программных средств.

Задачами дисциплины «Архитектура вычислительных систем» являются:

- ознакомление с устройством, основными характеристиками, принципами функционирования компьютеров и систем;

- раскрытие роли программного обеспечения и его взаимосвязи с аппаратными средствами;

- анализ рынка аппаратных и пpогpаммных средств компьютеров, современного состояния и перспектив его развития;

- приобретение практических навыков работы на компьютерах с учетом особенностей организации, архитектурных и функциональных возможностей компьютеров различных классов и вычислительных систем.

1.1.2. Место учебной дисциплины в структуре ООП Дисциплина «Архитектура вычислительных систем» входит в базовую часть профессионального цикла дисциплин (Б3.Б.5); она непосредственно связана с такими дисциплинами как «Дискретная математика», «Практикум на ЭВМ», «Системное и прикладное обеспечение», «Компьютерные сети».

Изучение дисциплины «Архитектура вычислительных систем» опираться на знания в области физики, математики, информатики, программирования и других дисциплин: «Языки программирования», «Иностранный язык».

Дисциплина «Архитектура вычислительных систем» является основой для изучения дисциплин профессионального цикла (Б3): «Алгоритмы и анализ ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю сложности», «Операционные системы», «Интеллектуальные системы», «Программная инженерия».

Изучение дисциплины позволяет дать студентам базу, необходимую для успешного усвоения материала учебных дисциплин, связанных с использованием современных информационных технологий, а также получить знания, необходимые им в дальнейшем для успешной практической работы.

1.1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В результате освоения дисциплины студент должен:

современное состояние, тенденции и наиболее важные проблемы развития архитектуры вычислительных систем;

знать принципы построения, состав, назначение аппаратного и программного комплексов ЭВМ, особенности их функционирования и реализации различных режимов работы вычислительных систем;

краткую историю эволюции вычислительных систем;

знать основные возможности операционных систем;

уметь оценивать технико-эксплуатационные возможности компьютеров и вычислительных систем;

уметь разбирать и собирать персональный компьютер, проводить установку и настройку операционного и прикладного программного обеспечения;

самостоятельно осуществлять поиск специальной информации по мировым информационным ресурсам;

самостоятельно обрабатывать получаемую информацию.

работать в локальной и глобальной информационных сетях;

грамотно и ясно излагать свои мысли в письменной и устной форме.

владеть навыками:

эффективного использования аппаратных и пpогpаммных средств ЭВМ при решении прикладных задач.

поиска, сбора, систематизации и использования информации традиционными и электронными методами;

практического анализа логики различного рода рассуждений, аргументации, ведения дискуссий и полемики.

Данная дисциплина способствует формированию следующих компетенций, ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю предусмотренных ООП ВПО по направлению подготовки «Прикладная математика и информатика»:

а) общекультурных (ОК и ОК*):

владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

б) профессиональных (ПК):

способность профессионально решать задачи производственной и технологической деятельности с учетом современных достижений науки и техники, включая: разработку алгоритмических и программных решений в области системного и прикладного программирования; разработку математических, информационных и имитационных моделей по тематике выполняемых исследований; создание информационных ресурсов глобальных сетей, образовательного контента, прикладных баз данных; разработку тестов и средств тестирования систем и средств на соответствие стандартам и исходным требованиям; разработку эргономичных человеко-машинных интерфейсов (в соответствии с профилизацией) (ПК-2);

детальное знание методов и базовых алгоритмов обработки информационных структур, методов анализа сложности алгоритмов (ПК-17);

уверенное знание теоретических и методических основ, понимание функциональных возможностей, следующих предметных областей: (ПК-25):

Разработка информационных систем;

Моделирование и анализ программного обеспечения;

Технологии мультимедиа;

Архитектура и организация компьютеров;

Конфигурирование и использование операционных систем;

Разработка и принципы сетевых технологий;

Человеко-машинное взаимодействие;

Приложения и использование баз данных;

Социальные и этические вопросы ИТ;

Анализ технических требований;

Графика и визуализация;

Интеллектуальные системы;

Теория баз данных.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 1.2. Структура и содержание учебной дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, общий объем часов 144, в том числе:

лабораторные занятия – 36 часов;

самостоятельная работа – 72 часа.

Форма контроля – экзамен.

Семестр – 3.

Содержание дисциплины:

1. Развитие вычислительной техники и основные характеристики компьютеров Предмет и содержание дисциплины «Архитектура вычислительных систем», взаимосвязь дисциплины со смежными дисциплинами. Место и роль вычислительной техники и информатики на современном этапе. Краткий обзор истории развития вычислительной техники. Поколения ЭВМ. Эволюция ЭВМ и вычислительных систем (ВС). Основные характеристики семейств ЭВМ различных классов. Понятие о суперЭВМ, мини- и микроЭВМ. Основные области и формы применения ЭВМ.

2. Принципы построения компьютеров и вычислительных систем Обобщенная структурная схема ЭВМ. Состав устройств, их назначение и взаимодействие. Принцип программного управления. Особенности фоннеймановской архитектуры ЭВМ. Последовательность прохождения информации при обработке на ЭВМ. Архитектура информационновычислительных систем. Понятие о программном обеспечении (ПО) ЭВМ.

3. Информационно-логические основы ЭВМ Этапы подготовки информации для обработки на ЭВМ. Представление информации на различных этапах подготовки и обработки данных на ЭВМ.

Системы счисления, применяемые в ЭВМ, их характеристика. Формы представления числовой и алфавитной информации в ЭВМ. Машинные коды.

Алгоритмы выполнения арифметических операций над машинными кодами в различных формах их представления. Операции над десятичными числами.

Форматы данных в современных ЭВМ и ВС. Роль и место алгебры логики в цифровой вычислительной технике. Функционально-полные наборы логических элементов. Комбинационные схемы, основные методы их построения.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 4. Элементы и узлы ЭВМ Классификация элементов ЭВМ. Техническая реализация запоминающих и логических элементов. Стандартизация системы элементов в ЭВМ и их обозначения. Регистры, счетчики, дешифраторы, сумматоры их назначение, принципы функционирования. Структура и состав основных модулей микропроцессорных комплектов БИС. Направление развития микропроцессорных комплектов.

5. Программное обеспечение ЭВМ и вычислительных систем Назначение и состав программного обеспечения. Его роль в организации вычислительного процесса. Характеристика проблемно-ориентированного и прикладного ПО. Особенности ПО вычислительных систем. Операционные системы, их типы, состав и функции. Понятие о машинных языках современных ЭВМ и ВС. Структура и система команд ПЭВМ.

6. Функциональная и структурная организация ЭВМ и ВС Общие принципы функциональной и структурной организации современных ЭВМ и ВС. Организация функционирования ЭВМ с магистральной архитектурой. Основные характеристики центральных и периферийных устройств, интерфейса системной шины. Классификация периферийных устройств. Взаимодействие центральных и периферийных устройств. Структурная организация и взаимодействие узлов и устройств ЭВМ при выполнении основных команд ЭВМ. Системы адресации. Технология выполнения основных команд ЭВМ и ее отображение в виде структурных схем.

7. Центральный процессор Назначение и структура центрального процессора (ЦП). Состав устройств.

Центральное устройство управления (ЦУУ). Классификация ЦУУ. Обобщенные структурные схемы ЦУУ. Микропрограммный и аппаратный способы управления ЭВМ. Арифметико-логические устройства (АЛУ): назначение, основные характеристики, обобщенная структурная схема. Взаимодействие блоков АЛУ при выполнении различных арифметических и логических операций. Структура базового микропроцессора (МП) современных моделей компьютеров фирмы Intel, взаимодействие его узлов и блоков. Скалярная и мультискалярная архитектура МП. Характеристика и архитектурные особенности семейства МП фирмы Intel. МП фирм Cyrex и AMD. Система команд МП фирмы Intel. Работа МП при выполнении команд. Конвейер команд, прогнозирование переходов.

Сопроцессоры, их назначение, классификация. RISC- и CISC-процессоры, их использование в ПЭВМ будущих поколений.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 8. Внутренние запоминающие устройства Запоминающие устройства (ЗУ), назначение, основные характеристики.

Классификация ЗУ. Иерархическая структура ЗУ. Сверхоперативная память:

регистровая память, стековая память, кэш-память. Оперативная память (ОП), ее назначение, способы записи и считывания информации. Размещение информации в ОП персонального компьютера. Адресуемая единица информации. Запись и чтение различных информационных единиц (полуслова, слова, двойного слова, расширенного слова). Реальный и защищенный режимы работы ОП. Особенности адресации при линейной и сегментной организации ОП. Постоянная память, ее назначение, принципы перезаписи информации.

Понятие ассоциативной памяти.

9. Внешние запоминающие устройства Назначение и классификация внешних запоминающих устройств (ВЗУ), их основные параметры. Типы магнитных носителей информации. Способы кодирования, записи и считывания данных на магнитных носителях. Диски, их устройство, типы и характеристики.

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД). Размещение информации на дисках: дорожки, сектора, кластеры. Логическая структура диска. Форматирование дисков: физическая разметка, логическое и системное форматирование. Характеристики НЖМД.

Оптические запоминающие устройства. Конструктивные особенности построения, принципы нанесения и считывания информации, основные характеристики.

10. Устройства ввода и вывода Назначение, классификация и основные характеристики устройств ввода- вывода. Устройства общения оператора с ЭВМ. Клавиатуры. Дисплеи и дисплейные станции. Печатающие устройства и графопостроители. Читающие автоматы (сканеры). Манипуляторы. Сканеры. Принципы преобразования и распознавания информации.

11. Организация обмена информацией между ЦП, внутренней памятью и внешними устройствами Средства организации параллельной работы ЦП и внешних устройств.

Системы ввода-вывода. Интерфейсы ввода-вывода. Особенности программного управления вводом-выводом. Концепция виртуальных устройств. Физический и логический уровень интерфейсов в ПК типа IBM PC. Синхронный и асинхронный обмен, прямой доступ к памяти (ПДП). Назначение ПДП, функции и принцип действия контроллера ПДП. Интерфейс системной шины. Способы ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю организации совместной работы периферийных и центральных устройств в вычислительных системах. Система управления вводом-выводом в ВС на физическом уровне.

12. Аппаратно-программные средства для реализации многопрограммных режимов работы Организация многопрограммного (многозадачного) режима работы ВС и ПЭВМ. Система прерываний и приоритетов, их назначение. Виды прерываний.

Алгоритм обработки прерываний. Функции операционной системы в управлении прерыванием. Принцип действия прерывания в ПК типа IBM PC.

Приоритеты и дисциплины обслуживания прерываний.

Динамическое распределение памяти. Понятие виртуальной памяти.

Страничная и сегментная организация памяти. Системы защиты памяти, их виды и назначение. Защита памяти по ключам. Проверка уровня привилегий.

13. Параллельные вычислительные системы Классификация и особенности архитектуры вычислительных систем различных типов. Типовые структуры и характеристики ВС. Уровни и средства комплексирования средств вычислительной техники. Области применения и эффективность использования вычислительных комплексов. Техникоэксплуатационные характеристики многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем. Матричные, конвейерные, потоковые и ассоциативные ВС. Модель взаимодействия открытых систем и ее модификации в Локальных Вычислительных Сетях (7-ми уровневая модель). Использование ПЭВМ в вычислительных системах в качестве периферийного процессора, процессора ввода-вывода, удаленного интеллектуального терминала, концентратора сообщений в телекоммуникационных системах. Показатели эффективности различных режимов работы ВС.

14. Перспективы развития ЭВМ и вычислительных систем Общие тенденции совершенствования средств вычислительной техники.

Развитие элементной базы и логической структуры ЭВМ. Влияние микроэлектроники на развитие ПЭВМ. Характеристика последних моделей ЭВМ различных классов. Пути совершенствования конфигурации вычислительных машин, структур различных устройств ЭВМ. Примеры построения ЭВМ и ВС нетрадиционных архитектур. Повышение производительности ЭВМ за счет совершенствования алгоритмов обработки информации. Характеристика ЭВМ пятого поколения.

1.3. Рабочая учебная программа ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 1.3.1. Разделы дисциплины, виды учебной работы, объем занятий и формы контроля Таблица 1 - Разделы дисциплины, виды, объем занятий и формы контроля Наименование тем дисциплины Семестр Развитие вычислительной Информационно-логические Функциональная и структурная Аппаратно-программные Параллельные вычислительные ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Перспективы развития ЭВМ и вычислительных систем (Л – лекции; ЛР – лабораторные занятия; СРС – самостоятельная работа студентов Таблица 2 - Темы лекций, их содержание, трудоемкость (очная форма обучения) Развитие вычислительной вычислительной техники и информатики на современном техники и основные этапе. Краткий обзор истории развития вычислительной компьютеров вычислительных систем (ВС). Основные характеристики Принципы построения Информационноопераций над машинными кодами в различных формах их логические основы ЭВМ ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Характеристика проблемно-ориентированного и прикладного Программное обеспечение систем Функциональная и ЭВМ и ВС ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю структура ЗУ. Сверхоперативная память: регистровая память, Внутренние запоминающие Адресуемая единица информации. Запись и чтение устройства ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Внешние запоминающие устройства Устройства ввода и вывода Печатающие устройства и графопостроители. Читающие Организация обмена Физический и логический уровень интерфейсов в ПК типа информацией между ЦП, IBM PC. Синхронный и асинхронный обмен, прямой доступ к внутренней памятью и памяти (ПДП). Назначение ПДП, функции и принцип внешними устройствами действия контроллера ПДП. Интерфейс системной шины.

Аппаратно-программные средства для реализации многопрограммных режимов работы ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Параллельные вычислительные системы Перспективы развития различных классов. Пути совершенствования конфигурации ЭВМ и вычислительных вычислительных машин, структур различных устройств 2* * - Лекции с использованием интерактивных технологий ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 1.3.3. Лабораторные занятия Информационн 1. Системы счисления, применяемые в ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Организация 1. Средства организации параллельной Параллельные архитектуры параллельных вычисливычислительны тельных систем различных типов. [3, стр. 559606];

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 1.3.4. Самостоятельная работа студентов Таблица 4 — Тема, объем и литература для СРС (очная форма) Принципы построения Центральный процессор ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Устройства ввода и вывода Организация обмена внешними устройствами 1.4. Список литературы а) Основная литература:

1. *Бройдо, В.Л., Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для ВУЗов. 2-е изд.

[Текст] / В.Л. Бройдо, О.П. Ильина. – СПб: Питер, - 2009, 720 с.

2. **Максимов, Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник для ВУЗов. 2-е изд [Текст] / Н.В.

Максимов, Т.Л. Партыка, И.И. Попов.– М: ФОРУМ-ИНФРА-М, - 2008, 3. *Таненбаум, Э. Архитектура компьютера. 5-е издание [Текст] / Э.

Таненбаум. – СПб:Питер, - 2009, 844 с.

4. **Чекмарев, Ю.В. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации:

Учебное пособие [Текст] / Ю.В. Чекмарев. – М., ДМК, - 2009, 183 с.

5. **Малыхина, М.П. Базы данных. Основы, проектирование, использование [Текст] / М.П. Малыхина. – БВХ - Петербург. - 2006. ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 6. *Рудикова, Л.В. Базы данных. Разработка приложений [Текст] / Л.В.

Рудикова. – БХВ - Петербург. - 2006. 496 с.

7. *Таненбаум, Э. Современные операционные системы [Текст] / Э.

Таненбаум. - Питер. – 2011. 1120 с.

б) Дополнительная литература 1. *Федеральный закон "Об информации, информационных технологиях и о защите информации" № 149-ФЗ от 27.07.2006 г.

2. Аскеров, Т.М., История ЭВМ и ВТ: Учебное пособие [Текст] / Т.М.

Аскеров, А.Ю. Кашканов / Под общей редакцией К.И. Курбакова. М.:

Изд-во Рос. экон. акад. им. Г.В. Плеханова, 2004, 78с.

3. **Галушкин, А.И. Нейронные сети. Основы теории [Текст] / А.И.

Галушкин. – Горячая Линия – Телеком. - 2012. 496 с.

4. **Гордеев, А.В. Операционные системы [Текст] / А.В. Гордеев. СПб.:

Питер. 2005.

5. Дейтел, Г. Введение в операционные системы [Текст] / Г. Дейтел. Т.1 - 2.

6. Жаров, А. Железо IBM 2004 [Текст] / А. Жаров – М.: Микро-Арт, 2004.

7. **Максимов, Н.В., Технические средства информатизации 2-е изд.:

Учебник для Вузов [Текст] / Н.В. Максимов, И.И. Попов. М.:ФОРУМ:

ИНФРА-М, 2008, 592с.

8. **Мосьяков, В.Е. Информатика: Учебное пособие [Текст] / В.Е.

Мосьяков, Е.Б. Попкова. - М., РГТЭУ, 2006.

9. Партыка, Т.Л. Операционные системы, среды и оболочки [Текст] / Т.Л.

Партыка, И.И. Попов. - М.:ФОРУМ: ИНФРА-М, 2003, 400с.

10.Попов, И.И., Мировые информационные ресурсы и сети (методы доступа к ним): Учебник [Текст] / И.И. Попов, П.Б. Храмцов / Под ред.

К.И. Курбакова. - М.: Изд-во Рос. экон. акад. им. Г.В. Плеханова, 1998, 11.Редько, В.Г. Эволюция, нейронные сети, интеллект. Модели и концепции эволюционной кибернетики [Текст] / В.Г. Редько. – Либроком. - 2011. 224 с.

12.*Таненбаум, Э. Архитектура компьютера [Текст] / Э. Таненбаум. – Питер. - 2011. 848 с.

13.*Симонович С.В. Информатика. Базовый курс: Учебник для ВУЗов. – СПБ: Питер. 2003.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 14.Трасковский, А. Устройство, модернизация, ремонт IBM PC [Текст] / А.

Трасковский. - М.:БХВ, 2003.

Источники, помеченные *, имеются в библиотеке Троицкого филиала «ЧелГУ»

Источники, помеченные **, имеются в электронных библиотеках ibooks и on-line ЧелГУ.

1.5. Электронная коллекция 1. http://tesland.ucoz.ru/ – персональный сайт преподавателя кафедры математики и информатики Фадеева А.Ю., на котором имеются материалы по читаемой дисциплине.

2. Фадеев А.Ю. Электронная коллекция материалов по архитектуре компьютеров и вычислительных систем, элементной базе ЭВМ.

3. Пакет программ FreeSoft.

4. Программа Deductor Lite.

5. Программа Deductor Academic.

6. Информационно-поисковая система «Консультант Плюс».

7. Система программирования Processing.

8. Среда программирования Turbo Pascal.

9. Среда программирования HiAsm.

10.Программа для разработки интеллектуальных карт – FreeMindMap.

11.Операционные системы Windows XP, 7.

12. Офисные пакеты.

1.6. Интернет-ресурсы:

1. http://www.mo-inform.aaanet.ru/resyrs/resyrs-mo.htm 2. http://www.infschool95.freenet.kz/main02.htm 3. http://www.russian-dictionary.org/ 4. http://www.borlpasc.narod.ru 5. http://www.vbkids.narod.ru/ 6. http://www.ict.nsc.ru/win/fedotov/inter/internet.html 7. http://informatics.wallst.ru/ 8. http://www.ugatu.ac.ru/~trushin 9. http://school.ort.spb.ru/library/exam_help/slovar/slovar.htm 10.http://prcnit.ssu.runnrt.ru/abiturient/win/informatika/infi1.html 11.http://www.iis.ru/glossary/ 12.http://www.informatika.moipkro.ru 13.http://iit.metodist.ru/ 14.http://www.inf.vspu.ac.ru/literat.html ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 15.http://www.RusEdu.info 16.http://www.citforum.ru/ 17.http://www.ugatu.ac.ru/~trushin/banners.htm Дисциплина «Архитектура вычислительных систем» изучается на втором курсе (в третьем семестре). Основными видами занятий при изучении дисциплины являются: лекции, лабораторные занятия и самостоятельная работа студентов.

В ходе изучения дисциплины уделяется внимание как теоретическому усвоению базовых понятий архитектуры вычислительных систем, так и приобретению, развитию и закреплению компетенций, практических навыков и умений по использованию современного аппаратного и программного обеспечения при решении прикладных задач.

Лекционные занятия проводится с использованием мультимедийных и интерактивных технологий (групповое обсуждение области применения информационных и коммуникационных технологий и контексте специфических задач, решаемых преподавателем и студентом, индивидуальные консультации студентов в процессе решения учебных задач в компьютерном классе, индивидуальные консультации студентов посредством телекоммуникационных технологий).

Лабораторные работы преимущественно ориентированы на изучение архитектуры компьютеров на конкретных примерах аппаратного и программного обеспечения. В ходе выполнения лабораторных работ используются интеллект-карты: интерактивные и индивидуальные. Полученные в ходе выполнения лабораторных работ результаты обсуждаются как в индивидуальном порядке, так и в дискуссионном формате.

Самостоятельная работа студентов построена как отработка лекционного материала с использованием широкого спектра аппаратного и программного обеспечения. Результаты самостоятельной работы студентов в обязательном порядке контролируется на степень усвоения студентами основных теоретических положений.

Виды лекций по дисциплине «Архитектура вычислительных систем»:

Вводная лекция: знакомит с целью и назначением дисциплины, его ролью и местом в системе учебных дисциплин.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Обзорно-повторительная лекция: читается в конце дисциплины, должна отражать все теоретические положения, составляющие научно-понятийную основу данной дисциплины.

Обзорная лекция: е задача – систематизация знаний на более высоком уровне. В обзорной лекции следует рассматривать также особо трудные вопросы экзаменационных билетов.

Проблемная лекция: новое знание на такой лекции вводится как неизвестное, которое необходимо «открыть». Задача преподавателя – создав проблемную ситуацию, побудить студентов к поискам решения проблемы.

Лекция-визуализация: представляет собой устную информацию, преобразованную в визуальную форму. Демонстрационные материалы не только дополняют словесную информацию, но сами выступают носителями содержательной информации. Подготовленные визуальные материалы должны:

- обеспечить систематизацию имеющихся знаний;

- обеспечить усвоение новой информации;

- обеспечить создание и разрешение проблемных ситуаций;

- демонстрировать разные способы визуализации.

Лекция-конференция: выступление студентов с докладами по изучаемой проблеме, призвана стимулировать самостоятельную работу студентов, приучать к научной работе.

Изучение студентами методов работы с информацией, программным обеспечением, применяемых в обучении и профессиональной деятельности, требует овладения методами технического и информационного порядка:

методами проектной деятельности и методам творческого поиска. Поэтому самостоятельная работа имеет значимый вес в обучении. Для успешного овладения указанными методами необходимо:

– тщательно отбирать содержание самостоятельной деятельности студентов, предпочтение отдавать тем заданиям, где сущность метода применения методов работы с информацией наглядно демонстрирует его значимость в учебном процессе;

– последовательно реализовывать принцип «от простого к сложному», т.е.

после того, как метод освоен, необходимо познакомить студентов с более сложными технологиями и методами применения современных и традиционных информационных технологий для работы с информацией.

– выполнять задания и проекты только с профессиональной направленностью.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Для реализации принципа индивидуального подхода на занятиях студентам предлагаются темы индивидуальных проектов, рассматриваются и одобряются авторские подходы к их реализации. Студенты выполняют задания самостоятельно, пользуясь лекциями, т.к. в лекциях излагаются обобщенные алгоритмы реализации проектов, творческих заданий. Наиболее интересные варианты реализации проектов рассматриваются и разбираются совместно, проводятся защиты проектов в виде презентаций, интеллект-карт и макетов.

На лекциях используются интерактивные технологии, позволяющие построить эффективный диалог, сопровождающийся инфографикой, деловой графикой, презентациями, учебным видео. Для качественного конспектирования и аннотирования применяются методы построения интеллект-карт.

Изучение студентами методов работы со сложно-структурированной информацией интегративного характера, включающей в себя информацию из множества областей знаний и практики: математики, информатики, физики, электроники и электротехники, материаловедения, системотехники и др.

требует овладения методами технического и информационного порядка:

методами проектной деятельности и методами творческого поиска. Поэтому лабораторные работы имеют основополагающую роль в обучении. Для успешного овладения указанными методами необходимо:

– тщательно отбирать содержание лабораторных работ, предпочтение отдавать тем заданиям, где сущность метода применения методов работы с информацией наглядно демонстрирует его значимость в учебном процессе;

– последовательно реализовывать принцип «от простого к сложному», т.е.

после того, как метод освоен, необходимо познакомить студентов с более сложными технологиями и методами применения современных и традиционных информационных технологий для работы с информацией.

– выполнять задания и проекты только с профессиональной направленностью.

Для реализации принципа индивидуального подхода на занятиях студентам предлагаются темы индивидуальных проектов, рассматриваются и одобряются авторские подходы к их реализации. Сильные студенты выполняют задания повышенной трудности. Студенты выполняют задания самостоятельно, пользуясь лекциями, т.к. в лекциях излагаются обобщенные алгоритмы реализации проектов, творческих заданий. Наиболее интересные варианты ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю реализации проектов рассматриваются и разбираются совместно, проводятся защиты проектов в виде презентаций, видеосюжетов, программных продуктов и макетов или моделей.

Эта форма контроля предполагает цели: обучающую, контролирующую и творчески развивающую. Она позволяет проконтролировать усвоение новой целой темы. При выполнении индивидуального задания (самостоятельной работы) студент работает с литературой самостоятельно.

Индивидуальное задание выдается по основным темам дисциплины.

Срок выполнения – от 2 недель до месяца (индивидуальное задание).

Работы оформляются в виде электронных презентаций и докладов; наиболее интересные представляются в виде тезисов и статей на научных студенческих конференциях.

Организация самостоятельной работы в рамках изучения дисциплины может осуществляться с учетом трех уровней деятельности студентов:

репродуктивного (тренировочного) уровня, реконструктивного уровня и творческого (поискового).

Тренировочная самостоятельная работа выполняются по образцу:

решение задач осуществляется по известному алгоритму. Познавательная деятельность студента проявляется в узнавании, осмыслении, запоминании.

Цель такого рода работ – закрепление знаний, формирование умений, навыков.

В ходе выполнения реконструктивной самостоятельной работы происходит перестройка решений, составление нового подхода к решению задачи при комбинации методов и технологий решения. Этот вид самостоятельной работы способствует развитию навыков рефлексии.

Творческая самостоятельная работа требует анализа проблемной ситуации, получения новой информации. Студент должен самостоятельно произвести выбор средств и методов решения (творческие проекты, учебноисследовательские задания, разработка индивидуальных интеллект-карт).

Самостоятельная работа по дисциплине «Архитектура вычислительных систем» выполняется с использованием широкого спектра интерактивных технологий:

- интернет – ресурсы (персональный сайт преподавателя, кафедры, вуза, студентов, специализированные информационные порталы, содержащие ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю специализированную и проверенную информацию, «облачные» технологии, позволяющие коллективно расширять контент дисциплины). ;

- технологии дистанционного обучения (on-line тесты, дистанционные курсы и консультации);

- блоги применяются для отражения процесса выполнения проекта.

- интернет-конференции;

- интерактивные интеллект-карты.

Применение интерактивных технологий на занятиях по дисциплине Удельный вес занятий на которых применяются интерактивные технологии составляет 41%. В качестве аппаратного обеспечения используются интерактивные доски и планшеты, обеспечивающие дистанционное управление компьютером и проектором, что позволяет разнообразить процесс подачи материала, организовывать активные диалоги при применение поисковых методов.

На занятиях широко применяются современные технологии, относящиеся к классу MindMap – технологий. Для активизации мыслительной деятельности студентов, развития памяти, умения структурировать информацию, эффективно конспектировать и аннотировать материал лекций применяется программа FreeMindMap версии 0.9.0. Интеллект-карты позволяют синхронизировать процесс рассуждения с визуализацией, что делает доступным для аудитории план рассуждения. Любой студент может привнести свою позицию в общий план рассуждения с фиксацией на общей интеллект-карте.

Наличие в учебных аудиториях WiFi доступа к интернет-ресурсам позволяет значительно расширить область применения интерактивных технологий.

На занятиях интенсивно используется доступ к персональному сайту преподавателя, сайтам электронных полнотекстовых библиотек вуза.

1. Нужнова, С.В. Методические рекомендации преподавателю [Текст]/ С.В.

Нужнова – Троицк: Троицкий филиал ГОУ ВПО «ЧелГУ». 2007 г.

2. Фадеев, А.Ю. Методы систематизации информации с помощью интеллектуальных карт: Методические рекомендации [Текст] / А.Ю. Фадеев – Челябинск: ЧелГУ. 2011 г.

3. Персональный сайт Фадеева А.Ю. – tesland.ucoz.ru ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 3.1. Общие методические указания по изучению дисциплины Обучение дисциплине «Архитектура вычислительных систем» включает в себя следующие основные положения:

- изучение широкого спектра методов обработки информации, методов изучения архитектуры компьютеров и прикладного программного обеспечения;

- изучение технологий работы со сложно структурированной информацией, основанных на информационно-поисковых системах, сетевых технологиях, интеллектуальных средах.

При изучении дисциплины студент должен овладеть базовыми и новыми методами обработки информации, уяснить понятийный аппарат, сопутствующий изучению комплекса аппаратного и программного обеспечения, специфики взаимодействия аппаратной и программной составляющих компьютеров. Для выполнения этой цели студент должен:

– Осуществлять конспектирование лекций, чтобы иметь в наличии краткие записи и интеллект-карты по вопросам программы изучаемой дисциплины.

– В процессе обучения осуществлять тщательную проработку лекций и материал учебника, предусматривающую запоминание основных положений, формулировок, определений, принципов, методов.

– В процессе обучения творчески и самостоятельно работать с заданиями.

– Выполнять поиск информации различными способами, для чего требуется интуиция, творческий потенциал, которые, в свою очередь, вырабатывается при реализации творческих проектов. Это приводит к необходимости реализовывать задания самостоятельно, в неаудиторных условиях.

3.2. Методические указания студенту по выполнению домашнего задания (работы).

1. Домашняя работа выдается студенту в виде творческого проекта, либо (и) задания, заключающегося в изучении и систематизации теоретического материала по изучаемой теме.

2. До того, как выполнять домашнее задание, нужно проработать лекционный материал по данной теме, изучить Интернет-ресурсы, указанные на сайте преподавателя, освоить работу с соответствующим программным обеспечением.

3. Домашнее задание выполняется в отдельной тетради, либо в виде электронного файла (ов). Каждое задание отделяется числом и названием темы, по которой дано это задание.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 4. Для того чтобы выполнить задание нужно:

– изучить теоретический материал по методам работы с информацией различного вида;

– подобрать варианты выполнения задания;

– разработать план работы;

– выполнить задание с подробным объяснением;

– предоставить результат для проверки (описание метода, отчт, презентация, сайт, доклад, тезисы, статья и др.).

5. Проверка в течение семестра домашних заданий проводится преподавателем с последующим выставлением баллов.

6. Если студент не может справиться с домашним заданием, то ему необходимо приходить на дополнительные занятия, либо, в случае невозможности индивидуальной встречи, обратиться за консультацией на сайт преподавателя.

4. Требования (критериальные показатели) к уровням освоения программы В критерии оценки уровня знаний студента на экзамене входят:

- уровень освоения материала, предусмотренного дисциплиной;

- умение использовать теоретические знания при выполнении самостоятельных работ;

- обоснованность, четкость и краткость в изложении ответов на вопросы.

Оценка «отлично» ставится студенту, проявившему всесторонние и глубокие знания изученного материала и дополнительной литературы, обнаружившему творческие способности в понимании, изложении и практическом использовании материала.

Оценка «хорошо» ставится студенту, проявившему полное знание изученного материала, освоившему основную литературу, обнаружившему устойчивый характер знаний и умений, а также способному к самостоятельному их применению и обновлению в ходе последующего обучения и практической работе.

Оценка «удовлетворительно» ставится студенту, проявившему знания основного минимума изученного материала в объеме, необходимом для последующего обучения и предстоящей практической деятельности, знакомому с основной литературой, допустившему неточности в ответах и/или давшему неполные ответы экзаменатору.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Оценки «неудовлетворительно» ставятся студенту, обнаружившему существенные пробелы в знании основного материала, допустившему принципиальные ошибки, которые не позволяют ему продолжить обучение или приступить к практической работе без дополнительной подготовки по данной дисциплине.

5.1. Задания для самостоятельные работы Самостоятельная работа № 1 – Сформируйте отчт по архитектуре компьютера на котором вы создаете интеллект-карту.

Самостоятельная работа № 2 – Рассчитайте отношение максимального размера сегмента для процессоров ПЭВМ Pentium и 80286.

Самостоятельная работа № 3 – Сформируйте интеллект к карту с перечнем основных узлов одной из вычислительных системы.

Самостоятельная работа № 4 – Разработайте интеллект-карту с перечнем ПО на Вашем компьютере и оцените соотношение объмов внешней памяти, занимаемой системным, прикладным и инструментальным программным обеспечением.

Самостоятельная работа № 5 – Разработайте интеллект-карту по функциональной и структурной организации компьютеров фон-неймановской архитектуры.

Самостоятельная работа № 6 – Разработка интеллект-карты по структуре и функционалу центрального процессора.

Самостоятельная работа № 7 – Разработка интеллект-карты по устройству и функционалу внутренних запоминающих устройств.

Самостоятельная работа № 8 - Разработка интеллект-карты по устройству и функционалу внешних запоминающих устройств.

Самостоятельная работа № 9 – Разработка интеллект-карты по устройству и функционирования устройств ввода и вывода.

Самостоятельная работа № 10 – Разработать презентацию и доклад по организации обмена информацией между ЦП, внутренней памятью и внешними устройствами.

Самостоятельная работа № 11 - Разработать интеллект-карту аппаратнопрограммных средств для реализации многопрограммных режимов работы.

Самостоятельная работа № 12 - Разработать интеллект-карту по параллельным вычислительным системам.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Самостоятельная работа № 13 – Сделать презентацию по перспективам развития компьютеров.

5.2. Вопросы к экзамену 1. Назначение основных блоков ЭВМ.

2. Примерная схема архитектуры фон-Неймана (ЭВМ 1,2-го поколения) 3. Примерная схема архитектуры ЭВМ 3-го поколения 4. Основные классы архитектур ЭВМ.

5. Ограничивающие факторы фон-неймановской архитектуры в реальных задачах обработки данных.

6. Системы счисления, применяемые в ЭВМ, их характеристика.

7. Формы представления числовой и алфавитной информации в ЭВМ.

8. Машинные коды и алгоритмы выполнения арифметических операций над машинными кодами.

9. Операции над десятичными числами.

10. Форматы данных в современных ЭВМ и ВС.

11. Алгебра логики в цифровой вычислительной технике.

12. Функционально-полные наборы логических элементов ЭВМ и системах.

13. Основные методы построения комбинационных схем.

14. Состав программного обеспечения.

15. Структура и виды команд.

16. Состав машинных команд.

17. Характеристика проблемно-ориентированного и прикладного ПО.

18. Операционные системы, их типы, состав и функции.

19. Характеристика семейства операционных систем ОС Windows. Состав и назначение компонент.

20. Классификация элементов ЭВМ.

21. Регистры, счетчики, их назначение, принципы функционирования.

22. Дешифраторы, сумматоры, их назначение, принципы функционирования.

23. Общие принципы функциональной и структурной организации современных ЭВМ и ВС.

24. Основные принципы функционирования ЭВМ.

25. Основные характеристики центральных и периферийных устройств, интерфейса системной шины.

26. Классификация периферийных устройств.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 27. Взаимодействие узлов и устройств ЭВМ при выполнении основных команд ЭВМ. Системы адресации.

28. Технология выполнения основных команд ЭВМ.

29. Какие функции выполняет центральный процессор?

30. Что определяет разрядность процессора?

31. Назовите основные характеристики процессора.

взаимодействие его узлов и блоков.

33. Скалярная и мультискалярная архитектура микропроцессора.

34. Характеристика и архитектурные особенности семейства МП фирмы Intel.

35. Работа МП при выполнении команд.

36. Для чего нужны адреса в памяти?

37. Что характерно для памяти с байтовой адресацией?

38. Через какие шины происходит взаимодействие с памятью?

39. Для чего нужна система прямого доступа к памяти?

40. В чем заключаются особенности защищенного режима работы.

41. В чем заключаются основные недостатки реального режима?

42. Что дает защита памяти с помощью сегментации?

43. Что лежит в основе четырехуровневой иерархической системы?

44. Как представляются символы в оперативной памяти?

45. Приведите классификацию внешних запоминающих устройств.

46. Назовите устройства внешней памяти.

47. Приведите организацию данных и схемы доступа к данным в устройствах внешней памяти.

48. Способы кодирования, записи и считывания данных на магнитных носителях.

49. Размещение информации на дискетах: дорожки, сектора, кластеры.

50. Логическая структура дискеты.

51. Магнитооптические диски.

52. Дисковые массивы и уровни RAID. Определения. Назначения.

53. Контроллеры внешних устройств.

54. Классификация и основные характеристики устройств ввода вывода.

55. Отображение информации на экранах дисплеев. Типы дисплеев.

56. Печатающие устройства Ударные и безударные устройства печати.

57. Сканеры. Принципы преобразования и распознавания информации.

58. Средства организации параллельной работы ЦП и внешних устройств.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю 59. Особенности программного управления вводом-выводом.

60. Синхронный и асинхронный обмен, прямой доступ к памяти.

61. Понятие шинной транзакции. Устройство шины. Синхронная и асинхронная шины. Стандарты обмена данными.

62. Система управления вводом-выводом в ВС на физическом уровне.

63. Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы.

64. Организация многопрограммного (многозадачного) режима работы ВС и ПЭВМ.

65. Система прерываний и приоритетов, их назначение.

66. Алгоритм обработки прерываний.

67. Принцип действия прерывания IBM PC.

68. Классификация и особенности архитектуры параллельных вычислительных систем различных типов.

69. Типовые структуры и характеристики параллельных ВС.

70. Технико-эксплуатационные характеристики многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем.

71. Развитие элементной базы и логической структуры ЭВМ и тенденции совершенствования средств вычислительной техники.

72. Характеристика последних моделей ЭВМ различных классов.

73. Характеристика ЭВМ пятого поколения.

74. Конструктивные особенности построения оптических запоминающих устройств, принципы нанесения и считывания информации, основные характеристики 75. Средства организации параллельной работы ЦП и внешних устройств.

Системы ввода-вывода.

76. Системы адресации. Технология выполнения основных команд ЭВМ и ее отображение в виде структурных схем.

77. Классификация и особенности архитектуры параллельных вычислительных систем различных типов.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии».

Автор (составитель) - к.п.н., доцент кафедры математики и информатики Учебно-методический комплекс дисциплины одобрен и рекомендован кафедрой математики и информатики Протокол заседания от 03.09.2012 г. № 1.

Заведующий кафедрой _ Нужнова С.В.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение «Челябинский государственный университет» (ФГБОУ ВПО «ЧелГУ») Учебно-методический комплекс дисциплины «Архитектура вычислительных систем» по направлению подготовки 010300.62 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» общему профилю Начальник управления образовательной политики «_» 201_ г.

ФГБОУ ВПО «ЧелГУ»