Учебно-методический комплекс учебной дисциплины «архитектура компьютера» Специальность 030100 «Информатика» для студентов очной и очно-заочной форм обучения




Дата канвертавання21.04.2016
Памер271.25 Kb.

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА ИНФОРМАТИКИ И ПРИКЛАДНОЙ МАТЕМАТИКИ




УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«АРХИТЕКТУРА КОМПЬЮТЕРА»

Специальность 030100 «Информатика»

для студентов очной и очно-заочной форм обучения

Москва 2009

1. ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


1.1 Пояснительная записка

Курс «Архитектура компьютера» разработан для подготовки студентов в соответствии с основными квалификационными требованиями к выпускнику высшего учебного заведения специальности «Информатика».

Настоящая программа составлена на основе Государственного образовательного стандарта ДПП.Ф.13 «Архитектура компьютера». Программа соответствует Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования 2005 года по специальности 030100 «Информатика» квалификации учитель информатики, в котором для дисциплины ДПП.Ф.13 «Архитектура компьютера» предусмотрено общее количество часов 108.

Выписка из ГОС ВПО в части Требований к обязательному минимуму содержания по дисциплине ДПП.Ф.13 «Архитектура компьютера» следующая:

«История развития компьютерной техники, поколения ЭВМ и их классификация. Центральные и внешние устройства ЭВМ, их характеристики. Канальная и шинная системотехника. Микропроцессор и память компьютера. Система прерываний, регистры и модель доступа к памяти. Защищенный режим работы процессора как средство реализации многозадачности. Принципы управления внешними устройствами персонального компьютера. Базовая система ввода/вывода. Ассемблер как машинно-ориентированный язык программирования. Понятие о макропрограммировании. Современные тенденции развития архитектуры ЭВМ.»

В соответствии с учебным планом Московского городского педагогического университета для дисциплины «Архитектура компьютера» на очно-заочной форме обучения запланировано 48 часов аудиторной нагрузки (34 часа лекций и 14 часов лабораторных занятий); на очной форме обучения, специальности «информатика» запланировано 72 часа аудиторной нагрузки (40 часов лекций и 32 часа лабораторных занятий); на очной форме обучения, специальности «математика» запланирован 51 час аудиторной нагрузки (35 часов лекций и 16 часов лабораторных занятий).

Изучение дисциплины «Архитектура компьютера» является одной из важных составляющих профессиональной подготовки учителя информатики. Развитие информационных технологий и основной технической базы – ПК, приводит к расширению их использования практически во всех сферах человеческой деятельности. В таких условиях учителю информатики необходимо: знать физические основы функционирования ПК, его основные технические характеристики и функциональные возможности.

Цель обучения

Основной целью изучения данного курса является:



  • знакомство с основными понятиями архитектуры современного персонального компьютера (ПК), знакомство с основами языка низкого уровня – ассемблера и методов программирования на нем;

  • понимание принципов работы ЭВМ, организации вычислительного процесса, приемов управления различными устройствами ПК;

  • знакомство с устройством важнейших компонентов аппаратных средств ПК, механизмами пересылки и управления информацией;

  • иметь представление об основных направлениях развития исследований в области архитектуры ПК и наиболее значительных перспективных проектах.

Задачи обучения

  • формирование знаний в области теоретических принципов и положений, лежащих в основе построения архитектуры ПК;

  • формирование знаний, умений и навыков в области языков и средств программирования низкого уровня;

  • формировать умение и навыки выбора архитектур и средств комплектования современных ЭВМ и систем, проектирования устройств вычислительной техники, анализа работы узлов и блоков ЭВМ.

Данная дисциплина формирует представления об архитектуре современного персонального компьютера. Данный курс имеет межпредметные связи с дисциплинами: «Основы микроэлектроники», «Программирование».

Основным результатом освоения курса «Архитектура компьютера» является сформированная готовность выпускника осуществлять педагогическую деятельность с использованием полученных знаний и умений. Осваивая данную дисциплину, студенты овладевают специальными знаниями и формируют соответствующую культуру работы на ЭВМ.

Изучение дисциплины «Архитектура компьютера» включает лекционный материал, в котором рассматриваются вопросы истории, эволюции вычислительной техники, современное состояние программного и аппаратного обеспечения; представление информации в ЭВМ, знакомство с программированием на языке низкого уровня; практическую подготовку, реализуемую на лабораторных занятий посредством выполнения практических заданий и упражнений.

Дисциплина «Архитектура компьютера»» основана на системном подходе и учитывает междисциплинарный характер учебного материала. Основным результатом освоения курса является сформированное мышление студента, предполагающее свободное оперирование методическими понятиями, понимание реальных учебных ситуаций, владение различными теоретическими подходами в практической деятельности.




    1. Требования к уровню освоения дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

    • классификацию компьютеров;

    • структурную и функциональную схему персонального компьютера;

    • назначение, виды и характеристики центральных и внешних устройств ЭВМ;

    • принципы Фон-Неймана и классическую архитектуру современного компьютера;

    • архитектуру микропроцессора;

    • понятие о языке ассемблера (макроассемблера);

    • основные методы программирования на языке Ассемблера.

Данный курс направлен на развитие умений:

    • выполнять разработку, ассемблирование и отладку простых программ;

    • создавать простейшие ассемблерные программы по управлению внешними устройствами;

    • создавать ассемблерные программы для работы;

    • создавать и использовать библиотеки макрокоманд.




    1. Содержание дисциплины


Раздел 1. Понятие об архитектуре ПК

Введение. Предмет и задачи дисциплины, связь с другими дисциплинами учебного плана. Понятие архитектуры ПК, обобщенная структура ЭВМ. Принципы фон Неймана, классическая архитектура компьютера. История развития вычислительной техники, классификация компьютеров. Способы структурной организации и уровни организации ЭВМ.



Раздел 2. Математические основы ЭВМ

Представление информации в ЭВМ. Целые, вещественные числа, представление нечисловой информации. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Двоичная арифметика. Основы машинной арифметики с двоичными числами, особенности сложения чисел в обратном и дополнительных кодах



Раздел 3. Архитектура микропроцессора

Введение в архитектуру микропроцессора (МП). История развития МП. Структура МП. Система программирования. Классификация языков программирования. Микропрограммный уровень организации ЭВМ: микропрограммное управление, описание функциональных микропрограмм, микрооперации и микроэлементы. Каноническое построение операционных автоматов. Структура адресного пространства МП. Программно доступные регистры. Стек. Форматы данных. Система прерываний. Представление команд процессора. Форматы команд. Исполнительный цикл процессора.



Раздел 4. Знакомство с программированием на языке низкого уровня - ассемблере

Введение в программирование микропроцессора. Системы программирования. Подготовка программы к выполнению. Исходный ассемблерный Раздел. Директивы определения имен, данных.

Режимы адресации. Директивы определения сегментов. Процедуры. Директивы внешних ссылок. Директивы управления трансляцией. Структура исходного модуля.

Раздел 5. Современные тенденции развития архитектуры ПК

Компьютеры с архитектурой, построенной не на принципах Неймана. Биокомпьютеры. Квантовые компьютеры.




    1. Распределение материалов курса

Материалы курса рассчитаны:

- для студентов очного отделения – на 1 семестр;



- для студентов очно-заочного отделения – на 1 семестр.


    1. Список рекомендуемой литературы

Основная литература

  1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 4 издание. – Питер: 2002. – 698 с.

  2. Острейковский В.А. Информатика. – М.: Высш.шк., 2000.– 509 с.

  3. Информатика. Базовый курс. Учебное пособие / Под ред. Симоновича С.В. – Питер: 2000.- 637.

  4. Пособие для вузов.– 3-е изд.– М: Энергоатомиздат, 1991.– 592 с.

  5. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: Учебное пособие для студ.пед.вузов/ под ред.Е.К.Хеннера. – М.: ACADEMIA, 1999.

  6. Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В., Сворень Р.А. Основы информатики и вычислительной техники.- М.: Просвещение, 1991.-224 с.

  7. Токхейм Р. Основы цифровой электроники.-М.Мир,1987.

  8. Абель П. Язык ассемблера для IBM PC и программирования. – М.: Высшая школа, 1992.

  9. Айден К. и др. Аппаратные средства PC .- СПб.: BHV – Санкт-Петербург, 1998.

  10. Иоффе В.Г. Микропроцессоры. Методические указания. Самара. СГАУ, 1992. -51с.

  11. Ларионов А.М., Горнец Н.Н. Периферийные устройства в вычислительных системах: Учеб. пособие для вузов.– М.: Высш.шк., 1991.– 336 с.

  12. Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов.-М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.- 320 с.

  13. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC: Пер. с англ.– М.: Радио и связь, 1992.– 336 с.

Дополнительная литература

  1. Хелерман Г., Гамахер В. и др. Компьютеры: Справочное руководство. В 3-х т. Т.1. Пер. с англ.– М.: Мир, 1986.– 416 с.

  2. Микрюков С.Е. Архитектура ПЭВМ и программирование на языке ассемблера. Методические материалы для студентов физико-математического факультета.– Вологда: Издательство ВГПИ, 1993 г.– 54 с.

  3. Использование Turbo Assembler при разработке программ /Сост. А.А. Чекатов. – Киев: “Диалектика”, 1995. – 288 с.

  4. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT: Пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1992. –544 с.

  5. Горбунов В. Л.. Панфилов Д. И., Преснухин Д. Л. Микропроцессоры. Основы построения микроЭВМ.— М.: Высш. шк., 1984.:

  6. Учебная микроЭВМ на базе микропроцессорного комплекта серии К580/ Д. И. Панфилов, В. Н. Красавин, О. А. Романенко//Электронная промышленность.—1983.—№ 9.

  7. Цифровые ЭВМ: Практикум/ К. Г. Самофалов, В.И. Корнейчук и др.; Под ред. К.Г. Самофалова.- К.: Высшая шк., 1990.- 215с.

  8. Вычислительные комплексы, системы и сети / А.М.Ларионов, С.А.Майоров, Г.И.Новиков: Учебник для вузов. Л:Энергоиздат. Ленингр. отделение, 1987.

  9. Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов.-М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.- 320 с.

  10. Гамкрелидзе С.А., Завьялов А.В. и др. Цифровая обработка информации на основе быстродействующих БИС. М.: Энергоатом- издат, 1988

  11. Компьютеры на СБИС: в 2-х кн.: Пер.с япон./ Моотока Т., Томита С., Танака Х. и др. -М:Мир,1988

  12. Фути К., Судзуки Н. Языки программирования и схемотехника СБИС: Пер. с япон. -М: Мир, 1988

  13. И.Б. Вендик, Х. Пипер «Основы полупроводниковой электроники», Изд. ЛЭТИ, 1979 г., «Основы микроэлектроники», Изд. ЛЭТИ, 1980 г.,

  14. И.Е. Ефимов, И.Я. Козырь, «Основы микроэлектроники», Изд. ВШ, 1983 г.

  15. Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники/ Ершов А.П., Шанский Н.М., Окунева А.П., Баско Н.В./ под ред.Ершова А.П., Шанского Н.М. – М.: Просвещение, 1991.

  16. Вершинин О.Е. За страницами учебника информатики.- М.: Просвещение, 1992.-352 с.

  17. Пшеничников Ю.В. Система команд микропроцессора КР580ВМ80. Методические указания. Самара, КуАИ. 1984. -30с.

  18. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. М., Радио и связь, 1989. -288с.

  19. Иоффе В.Г. Принципы программирования на ассемблере МП К580ВМ80. Методические указания. Самара. СГАУ, 1991. -41с.

  20. Иоффе В.Г., Катков И.В. Исследование структурной организации микропроцессорных устройств обработки данных. Методические указания. Самара. СГАУ, 1992. -25с.

  21. Иоффе В.Г., Катков И.В. Исследование программируемого адаптера последовательного интерфейса. Методические указания. Самара, СГАУ, 1992. -15с.

  22. Григорьев В.Л. Архитектура и программирование арифметического сопроцессора.– М.: Энергоатомиздат, 1991.– 208 с.



2. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

И ПЛАН ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Настоящие методические рекомендации являются частью УМКД дисциплины «Архитектура ПК» и составлены для каждого из двух отделений обучения студентов, на которых изучается эта дисциплина.





    1. Виды учебной работы

Материалы курса, рассчитанного на 1 семестр, распределяются следующим образом:

- очное отделение, специальность информатика



Семестр

Лекции

Лабораторные работы

Самостоятельная работа студентов

1

40

32




Форма контроля – зачет
- очное отделение, специальность математика

Семестр

Лекции

Лабораторные работы

Самостоятельная работа студентов

2

35

16




Форма контроля – зачет
- очно-заочное отделение, специальность информатика

Семестр

Лекции

Лабораторные работы

Самостоятельная работа студентов

1

34

14




Форма контроля – зачет


    1. Тематические планы курса


Очное отделение, специальность информатика
Лекции

Раздел 1. Понятие об архитектуре ПК – 6 часов

Введение. Предмет и задачи дисциплины, связь с другими дисциплинами учебного плана. Понятие архитектуры ПК, обобщенная структура ЭВМ. Принципы фон Неймана, классическая архитектура компьютера. История развития вычислительной техники, классификация компьютеров. Способы структурной организации и уровни организации ЭВМ.



Раздел 2. Математические основы ЭВМ. - 4 часа

Представление информации в ЭВМ. Целые, вещественные числа, представление нечисловой информации. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Двоичная арифметика. Основы машинной арифметики с двоичными числами, особенности сложения чисел в обратном и дополнительных кодах



Раздел 3. Архитектура микропроцессора – 8 часов

Введение в архитектуру микропроцессора (МП). История развития МП. Структура МП. Система программирования. Классификация языков программирования. Микропрограммный уровень организации ЭВМ: микропрограммное управление, описание функциональных микропрограмм, микрооперации и микроэлементы. Каноническое построение операционных автоматов. Структура адресного пространства МП. Программно доступные регистры. Стек. Форматы данных. Система прерываний. Представление команд процессора. Форматы команд. Исполнительный цикл процессора.



Раздел 4. Знакомство с программированием на языке низкого уровня - ассемблере - 16 часов

Введение в программирование микропроцессора. Системы программирования. Подготовка программы к выполнению. Исходный ассемблерный Раздел. Директивы определения имен, данных.

Режимы адресации. Директивы определения сегментов. Процедуры. Директивы внешних ссылок. Директивы управления трансляцией. Структура исходного модуля.

Раздел 5. Современные тенденции развития архитектуры ПК – 6 часов

Компьютеры с архитектурой, построенной не на принципах Неймана. Биокомпьютеры. Квантовые компьютеры.



Итого 40 ч

Лабораторные занятия

Математические основы ЭВМ.

Лабораторная работа №1 2 часа

Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Цель работы: освоить свободное владение различными системами счисления, приемами перевода чисел из одной системы счисления в другую.



Двоичная арифметика, 8-ая, 16-ая.

Цель работы: изучить правила выполнения арифметических действий над двоичными числами, способы упрощения выполнения арифметических операций с помощью специальных кодов.



Лабораторная работа №2 4 часа

Прямой, обратный и дополнительные коды.

Цель работы: освоить сложение чисел в обратном и дополнительном кодах.


Лабораторная работа №3 4часа

Представление чисел в ЭВМ с фиксированной и плавающей точкой.

Цель работы: освоить способы представления чисел в ЭВМ: с фиксированной точкой, с плавающей точкой (нормализованная форма записи числа).


Архитектура микропроцессора. Программирование на ассемблере.
Лабораторная работа №4 4 час
Структура адресного пространства и программно- доступные регистры ЦП

Цель работы: ознакомление с назначением и возможностями программы DEBUG. Освоение команд дебаггера, позволяющих:

  • выводить на экран и корректировать значения регистров и флагов состояния;

  • выводить на экран содержимое участков основной памяти;

  • вводить данные в оперативную память.
Лабораторная работа №5 4 часов
Средства динамической отладки программ

Цель работы: ознакомление с основными возможностями программы DEBUG. Освоение команд дебаггера, позволяющих:

  • переводить мнемокод ассемблера в машинный код;

  • переводить машинный код в мнемокод ассемблера;

  • осуществлять пошаговое наблюдение за выполнением программы;

  • производить запись заданного участка основной памяти в файл на диске;

  • загружать содержимое дискового файла в заданный участок оперативной памяти.
Лабораторная работа №6 2 часа
Определение конфигурации ПЭВМ

Цель работы: освоение приемов определения с помощью программы DEBUG и интерпритатора Бейсик модели компьютера и оборудования, входящего в состав вычислительной установки .
Лабораторная работа №7 4 часа
Команды пересылки данных

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных команд пересылки данных.
Лабораторная работа №8 4 часа
Арифметические команды

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных арифметических команд.
Лабораторная работа №9 4 часа
Организация циклов

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных команд передачи управления и организации цикла.

Итого 32 ч

Контроль знаний студентов

Текущий контроль. Сдача выполненных лабораторных работ на ПЭВМ (1 семестр).

Семестровый контроль (1 семестр – зачет)

Самостоятельная работа студентов


I. Работа с отстающими студентами

II. Текущая тематическая проверка знаний и умений студентов


Коллоквиум №1 «Понятие об архитектуре ПК» и «Математические основы ВМ»

Коллоквиум №2 «Архитектура микропроцессора»


III. Выполнение самостоятельных заданий по темам:


Подобрать информационный и иллюстративный материал по принципу работы одного из устройств, входящих в состав ПК.

  1. Видеоадаптер

  2. НМЛ

  3. НЖМД

  4. НКД

  5. НГМД

  6. Flash - память

  7. ЦП

  8. Системная шина (для обмена информацией с быстрыми устройствами)

  9. Системная шина (для обмена информацией с медленными устройствами)

  10. Клавиатура (клавишная, мембранная, сенсорная, виртуальная)

  11. MIDI клавиатура

  12. Манипуляторы (мышь, трекбол, джойстик)

  13. Сенсоры (тачпад, световое перо, дигитайзер)

  14. Перчатки, шлем виртуальной реальности

  15. Ввод звука в ПК (микрофоны)

  16. Сканеры (планшетные, барабанные, ручные)

  17. Цифровые видеокамеры

  18. Цифровые фотоаппараты

  19. Многофункциональные устройства

  20. Сенсорные экраны

  21. Мониторы ЭЛТ

  22. Мониторы ЖК

  23. Мониторы плазменные

  24. Проекторы

  25. Акустические колонки

  26. Плоттер перьевой

  27. Плоттер карандашный

  28. Плоттер электростатический

  29. Плоттер струйный

  30. Плоттер с термопереносом

  31. Принтер матричный

  32. Принтер струйный

  33. Принтер лазерный

  34. Принтер термический

  35. Принтер литерный

  36. Регистровая память

  37. Статическое ОЗУ

  38. Динамическое ОЗУ

  39. Масочные ПЗУ

  40. Программируемые ППЗУ

  41. Репрограммируемые РПЗУ

  42. Магнитооптические диски

Очное отделение, специальность математика
Лекции

Модуль 1. Понятие об архитектуре ПК – 6 часов

Введение. Предмет и задачи дисциплины, связь с другими дисциплинами учебного плана. Понятие архитектуры ПК, обобщенная структура ЭВМ. Принципы фон Неймана, классическая архитектура компьютера. История развития вычислительной техники, классификация компьютеров. Способы структурной организации и уровни организации ЭВМ.



Модуль 2. Математические основы ЭВМ. 4 часа

Представление информации в ЭВМ. Целые, вещественные числа, представление нечисловой информации. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Двоичная арифметика. Основы машинной арифметики с двоичными числами, особенности сложения чисел в обратном и дополнительных кодах



Модуль 3. Архитектура микропроцессора – 6 часа

Введение в архитектуру микропроцессора (МП). История развития МП. Структура МП. Система программирования. Классификация языков программирования. Микропрограммный уровень организации ЭВМ: микропрограммное управление, описание функциональных микропрограмм, микрооперации и микроэлементы. Каноническое построение операционных автоматов. Структура адресного пространства МП. Программно доступные регистры. Стек. Форматы данных. Система прерываний. Представление команд процессора. Форматы команд. Исполнительный цикл процессора.



Модуль 4. Знакомство с программированием на языке низкого уровня - ассемблере - 16 часов

Введение в программирование микропроцессора. Системы программирования. Подготовка программы к выполнению. Исходный ассемблерный модуль. Директивы определения имен, данных.

Режимы адресации. Директивы определения сегментов. Процедуры. Директивы внешних ссылок. Директивы управления трансляцией. Структура исходного модуля.

Модуль 5. Современные тенденции развития архитектуры ПК – 3 часа

Компьютеры с архитектурой, построенной не на принципах Неймана. Биокомпьютеры. Квантовые компьютеры.



Итого 35 ч

Лабораторные занятия


Математические основы ЭВМ.

Лабораторная работа №1 2 часа

Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Цель работы: освоить свободное владение различными системами счисления, приемами перевода чисел из одной системы счисления в другую.



Двоичная арифметика, 8-ая, 16-ая.

Цель работы: изучить правила выполнения арифметических действий над двоичными числами, способы упрощения выполнения арифметических операций с помощью специальных кодов.



Лабораторная работа №2 2 часа

Прямой, обратный и дополнительные коды.

Цель работы: освоить сложение чисел в обратном и дополнительном кодах.


Лабораторная работа №3 2часа

Представление чисел в ЭВМ с фиксированной и плавающей точкой.

Цель работы: освоить способы представления чисел в ЭВМ: с фиксированной точкой, с плавающей точкой (нормализованная форма записи числа).



Архитектура микропроцессора. Программирование на ассемблере.
Лабораторная работа №4 2 часа
Структура адресного пространства и программно- доступные регистры ЦП

Цель работы: ознакомление с назначением и возможностями программы DEBUG. Освоение команд дебаггера, позволяющих:

  • выводить на экран и корректировать значения регистров и флагов состояния;

  • выводить на экран содержимое участков основной памяти;

  • вводить данные в оперативную память.
Лабораторная работа №5 2 часа
Средства динамической отладки программ

Цель работы: ознакомление с основными возможностями программы DEBUG. Освоение команд дебаггера, позволяющих:

  • переводить мнемокод ассемблера в машинный код;

  • переводить машинный код в мнемокод ассемблера;

  • осуществлять пошаговое наблюдение за выполнением программы;

  • производить запись заданного участка основной памяти в файл на диске;

  • загружать содержимое дискового файла в заданный участок оперативной памяти.
Лабораторная работа №7 2 часа
Команды пересылки данных

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных команд пересылки данных.
Лабораторная работа №8 2 часа
Арифметические команды

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных арифметических команд.
Лабораторная работа №9 2 часа
Организация циклов

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных команд передачи управления и организации цикла.

Итого 16 ч

Контроль знаний студентов

Текущий контроль. Сдача выполненных лабораторных работ на ПЭВМ (2 семестр).

Семестровый контроль (2 семестр – зачет)




Самостоятельная работа студентов


I. Работа с отстающими студентами

II. Текущая тематическая проверка знаний и умений студентов


Коллоквиум №1 «Понятие об архитектуре ПК» и «Математические основы ВМ»

Коллоквиум №2 «Архитектура микропроцессора»


III. Выполнение самостоятельных заданий по темам:


Подобрать информационный и иллюстративный материал по принципу работы одного из устройств, входящих в состав ПК.

  1. Видеоадаптер

  2. НМЛ

  3. НЖМД

  4. НКД

  5. НГМД

  6. Flash - память

  7. ЦП

  8. Системная шина (для обмена информацией с быстрыми устройствами)

  9. Системная шина (для обмена информацией с медленными устройствами)

  10. Клавиатура (клавишная, мембранная, сенсорная, виртуальная)

  11. MIDI клавиатура

  12. Манипуляторы (мышь, трекбол, джойстик)

  13. Сенсоры (тачпад, световое перо, дигитайзер)

  14. Перчатки, шлем виртуальной реальности

  15. Ввод звука в ПК (микрофоны)

  16. Сканеры (планшетные, барабанные, ручные)

  17. Цифровые видеокамеры

  18. Цифровые фотоаппараты

  19. Многофункциональные устройства

  20. Сенсорные экраны

  21. Мониторы ЭЛТ

  22. Мониторы ЖК

  23. Мониторы плазменные

  24. Проекторы

  25. Акустические колонки

  26. Плоттер перьевой

  27. Плоттер карандашный

  28. Плоттер электростатический

  29. Плоттер струйный

  30. Плоттер с термопереносом

  31. Принтер матричный

  32. Принтер струйный

  33. Принтер лазерный

  34. Принтер термический

  35. Принтер литерный

  36. Регистровая память

  37. Статическое ОЗУ

  38. Динамическое ОЗУ

  39. Масочные ПЗУ

  40. Программируемые ППЗУ

  41. Репрограммируемые РПЗУ

  42. Магнитооптические диски


Очно-заочное отделение, специальность информатика
Лекции

Раздел 1. Понятие об архитектуре ПК – 6 часов

Введение. Предмет и задачи дисциплины, связь с другими дисциплинами учебного плана. Понятие архитектуры ПК, обобщенная структура ЭВМ. Принципы фон Неймана, классическая архитектура компьютера. История развития вычислительной техники, классификация компьютеров. Способы структурной организации и уровни организации ЭВМ.



Раздел 2. Математические основы ЭВМ. 4 часа

Представление информации в ЭВМ. Целые, вещественные числа, представление нечисловой информации. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Двоичная арифметика. Основы машинной арифметики с двоичными числами, особенности сложения чисел в обратном и дополнительных кодах



Раздел 3. Архитектура микропроцессора – 4 часа

Введение в архитектуру микропроцессора (МП). История развития МП. Структура МП. Система программирования. Классификация языков программирования. Микропрограммный уровень организации ЭВМ: микропрограммное управление, описание функциональных микропрограмм, микрооперации и микроэлементы. Каноническое построение операционных автоматов. Структура адресного пространства МП. Программно доступные регистры. Стек. Форматы данных. Система прерываний. Представление команд процессора. Форматы команд. Исполнительный цикл процессора.



Раздел 4. Знакомство с программированием на языке низкого уровня - ассемблере - 16 часов

Введение в программирование микропроцессора. Системы программирования. Подготовка программы к выполнению. Исходный ассемблерный Раздел. Директивы определения имен, данных.

Режимы адресации. Директивы определения сегментов. Процедуры. Директивы внешних ссылок. Директивы управления трансляцией. Структура исходного модуля.

Раздел 5. Современные тенденции развития архитектуры ПК – 4 часов

Компьютеры с архитектурой, построенной не на принципах Неймана. Биокомпьютеры. Квантовые компьютеры.



Итого 34 ч

Лабораторные занятия


Математические основы ЭВМ.

Лабораторная работа №1 2 часа

Прямой обратный и дополнительные коды.

Цель работы: освоить сложение чисел в обратном и дополнительном кодах.


Лабораторная работа №2 2часа

Представление чисел в ЭВМ с фиксированной и плавающей точкой.

Цель работы: освоить способы представления чисел в ЭВМ: с фиксированной точкой, с плавающей точкой (нормализованная форма записи числа).


Архитектура микропроцессора. Программирование на ассемблере.
Лабораторная работа №3 4 час
Структура адресного пространства и программно- доступные регистры ЦП

Цель работы: ознакомление с назначением и возможностями программы DEBUG. Освоение команд дебаггера, позволяющих:

  • выводить на экран и корректировать значения регистров и флагов состояния;

  • выводить на экран содержимое участков основной памяти;

  • вводить данные в оперативную память.
Лабораторная работа №4 2 часов
Средства динамической отладки программ

Цель работы: ознакомление с основными возможностями программы DEBUG. Освоение команд дебаггера, позволяющих:

  • переводить мнемокод ассемблера в машинный код;

  • переводить машинный код в мнемокод ассемблера;

  • осуществлять пошаговое наблюдение за выполнением программы;

  • производить запись заданного участка основной памяти в файл на диске;

  • загружать содержимое дискового файла в заданный участок оперативной памяти.
Лабораторная работа №5 2 часа
Команды пересылки данных

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных команд пересылки данных.
Лабораторная работа №6 2 часа
Арифметические команды

Цель работы: ознакомление с системой команд микропроцессора INTEL 8086, освоение наиболее распространенных арифметических команд.

Итого 14 ч

Контроль знаний студентов

Текущий контроль. Сдача выполненных лабораторных работ на ПЭВМ (1 семестр).

Семестровый контроль (1 семестр – зачет)




Самостоятельная работа студентов


I. Работа с отстающими студентами

II. Текущая тематическая проверка знаний и умений студентов


Коллоквиум №1 «Понятие об архитектуре ПК» и «Математические основы ВМ»

Коллоквиум №2 «Архитектура микропроцессора»


III. Выполнение самостоятельных заданий по темам:


Подобрать информационный и иллюстративный материал по принципу работы одного из устройств, входящих в состав ПК.

  1. Видеоадаптер

  2. НМЛ

  3. НЖМД

  4. НКД

  5. НГМД

  6. Flash - память

  7. ЦП

  8. Системная шина (для обмена информацией с быстрыми устройствами)

  9. Системная шина (для обмена информацией с медленными устройствами)

  10. Клавиатура (клавишная, мембранная, сенсорная, виртуальная)

  11. MIDI клавиатура

  12. Манипуляторы (мышь, трекбол, джойстик)

  13. Сенсоры (тачпад, световое перо, дигитайзер)

  14. Перчатки, шлем виртуальной реальности

  15. Ввод звука в ПК (микрофоны)

  16. Сканеры (планшетные, барабанные, ручные)

  17. Цифровые видеокамеры

  18. Цифровые фотоаппараты

  19. Многофункциональные устройства

  20. Сенсорные экраны

  21. Мониторы ЭЛТ

  22. Мониторы ЖК

  23. Мониторы плазменные

  24. Проекторы

  25. Акустические колонки

  26. Плоттер перьевой

  27. Плоттер карандашный

  28. Плоттер электростатический

  29. Плоттер струйный

  30. Плоттер с термопереносом

  31. Принтер матричный

  32. Принтер струйный

  33. Принтер лазерный

  34. Принтер термический

  35. Принтер литерный

  36. Регистровая память

  37. Статическое ОЗУ

  38. Динамическое ОЗУ

  39. Масочные ПЗУ

  40. Программируемые ППЗУ

  41. Репрограммируемые РПЗУ

  42. Магнитооптические диски




    1. Примерные вопросы к зачету

  1. Предмет и задачи дисциплины, связь с другими дисциплинами учебного плана.

  2. Понятие архитектуры ПК, обобщенная структура ЭВМ.

  3. Принципы фон Неймана, классическая архитектура компьютера.

  4. История развития вычислительной техники, классификация компьютеров.

  5. Способы структурной организации и уровни организации ЭВМ.

  6. Представление информации в ЭВМ. Целые, вещественные числа, представление нечисловой информации.

  7. Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

  8. Двоичная арифметика. Основы машинной арифметики с двоичными числами, особенности сложения чисел в обратном и дополнительных кодах.

  9. Архитектура микропроцессора (МП). История развития МП. Структура МП.

  10. Система программирования. Классификация языков программирования.

  11. Микропрограммный уровень организации ЭВМ: микропрограммное управление, описание функциональных микропрограмм, микрооперации и микроэлементы.

  12. Каноническое построение операционных автоматов.

  13. Структура адресного пространства МП. Программно доступные регистры. Стек. Форматы данных.

  14. Система прерываний.

  15. Представление команд процессора. Форматы команд. Исполнительный цикл процессора.

  16. Принцип управления внешними устройствами ПК. Базовая система ввода-вывода: встроенные компоненты ОС, дисковые компоненты ОС, служебные функции.

  17. Программирование микропроцессора. Подготовка программы к выполнению. Исходный ассемблерный модуль.

  18. Директивы определения имен, данных.

  19. Режимы адресации: непосредственная, регистровая, прямая, косвенная, адресация по базе и по базе с индексированием.

  20. Директивы определения сегментов: выравнивание, объединение, класс.

  21. Процедуры: определение процедуры, возврат из процедуры.

  22. Директивы внешних ссылок: идентификатор. Директивы управления трансляцией.

  23. Основы вывода изображения. Основные компоненты видеосистемы ПК. Режимы видеоадаптера.

  24. Связь видеобуфера с экраном. Управление дисплеем.

  25. Основы управления дисковой памятью. Организация дисковой памяти. (физическая и логическая структура диска, загрузочная запись, таблица размещения файлов, корневой каталог, пространство данных.)

  26. Обработка файлов и файлов на диске.

  27. Основы работы с клавиатурой. Принцип действия клавиатуры.

  28. Управление клавиатурой.

  29. Современные тенденции развития архитектуры ПК.

  30. Компьютеры с архитектурой, построенной не на принципах Неймана.




    1. Учебно-методическое обеспечение



I. Компьютерные классы ПЭВМ с программным обеспечением

II. Список рекомендуемой литеpатуpы


ОСНОВНАЯ

  1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 4 издание. – Питер: 2002. – 698 с.

  2. Острейковский В.А. Информатика. – М.: Высш.шк., 2000.– 509 с.

  3. Информатика. Базовый курс. Учебное пособие / Под ред. Симоновича С.В. – Питер: 2000.- 637.

  4. Пособие для вузов.– 3-е изд.– М: Энергоатомиздат, 1991.– 592 с.

  5. Могилев А.В., Пак Н.И., Хеннер Е.К. Информатика: Учебное пособие для студ.пед.вузов/ под ред.Е.К.Хеннера. – М.: ACADEMIA, 1999.

  6. Кушниренко А.Г., Лебедев Г.В., Сворень Р.А. Основы информатики и вычислительной техники.- М.: Просвещение, 1991.-224 с.

  7. Токхейм Р. Основы цифровой электроники.-М.Мир,1987.

  8. Абель П. Язык ассемблера для IBM PC и программирования. – М.: Высшая школа, 1992.

  9. Айден К. и др. Аппаратные средства PC .- СПб.: BHV – Санкт-Петербург, 1998.

  10. Иоффе В.Г. Микропроцессоры. Методические указания. Самара. СГАУ, 1992. -51с.

  11. Ларионов А.М., Горнец Н.Н. Периферийные устройства в вычислительных системах: Учеб. пособие для вузов.– М.: Высш.шк., 1991.– 336 с.

  12. Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов.-М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.- 320 с.

  13. Нортон П. Программно-аппаратная организация IBM PC: Пер. с англ.– М.: Радио и связь, 1992.– 336 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

  1. Хелерман Г., Гамахер В. и др. Компьютеры: Справочное руководство. В 3-х т. Т.1. Пер. с англ.– М.: Мир, 1986.– 416 с.

  2. Микрюков С.Е. Архитектура ПЭВМ и программирование на языке ассемблера. Методические материалы для студентов физико-математического факультета.– Вологда: Издательство ВГПИ, 1993 г.– 54 с.

  3. Использование Turbo Assembler при разработке программ /Сост. А.А. Чекатов. – Киев: “Диалектика”, 1995. – 288 с.

  4. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT и AT: Пер. с англ. – М.: Финансы и статистика, 1992. –544 с.

  5. Горбунов В. Л.. Панфилов Д. И., Преснухин Д. Л. Микропроцессоры. Основы построения микроЭВМ.— М.: Высш. шк., 1984.:

  6. Учебная микроЭВМ на базе микропроцессорного комплекта серии К580/ Д. И. Панфилов, В. Н. Красавин, О. А. Романенко//Электронная промышленность.—1983.—№ 9.

  7. Цифровые ЭВМ: Практикум/ К. Г. Самофалов, В.И. Корнейчук и др.; Под ред. К.Г. Самофалова.- К.: Высшая шк., 1990.- 215с.

  8. Вычислительные комплексы, системы и сети / А.М.Ларионов, С.А.Майоров, Г.И.Новиков: Учебник для вузов. Л:Энергоиздат. Ленингр. отделение, 1987.

  9. Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов.-М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.- 320 с.

  10. Гамкрелидзе С.А., Завьялов А.В. и др. Цифровая обработка информации на основе быстродействующих БИС. М.: Энергоатом- издат, 1988

  11. Компьютеры на СБИС: в 2-х кн.: Пер.с япон./ Моотока Т., Томита С., Танака Х. и др. -М:Мир,1988

  12. Фути К., Судзуки Н. Языки программирования и схемотехника СБИС: Пер. с япон. -М: Мир, 1988

  13. И.Б. Вендик, Х. Пипер «Основы полупроводниковой электроники», Изд. ЛЭТИ, 1979 г., «Основы микроэлектроники», Изд. ЛЭТИ, 1980 г.,

  14. И.Е. Ефимов, И.Я. Козырь, «Основы микроэлектроники», Изд. ВШ, 1983 г.

  15. Терминологический словарь по основам информатики и вычислительной техники/ Ершов А.П., Шанский Н.М., Окунева А.П., Баско Н.В./ под ред.Ершова А.П., Шанского Н.М. – М.: Просвещение, 1991.

  16. Вершинин О.Е. За страницами учебника информатики.- М.: Просвещение, 1992.-352 с.

  17. Пшеничников Ю.В. Система команд микропроцессора КР580ВМ80. Методические указания. Самара, КуАИ. 1984. -30с.

  18. Щелкунов Н.Н., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. М., Радио и связь, 1989. -288с.

  19. Иоффе В.Г. Принципы программирования на ассемблере МП К580ВМ80. Методические указания. Самара. СГАУ, 1991. -41с.

  20. Иоффе В.Г., Катков И.В. Исследование структурной организации микропроцессорных устройств обработки данных. Методические указания. Самара. СГАУ, 1992. -25с.

  21. Иоффе В.Г., Катков И.В. Исследование программируемого адаптера последовательного интерфейса. Методические указания. Самара, СГАУ, 1992. -15с.

  22. Григорьев В.Л. Архитектура и программирование арифметического сопроцессора.– М.: Энергоатомиздат, 1991.– 208 с.




База данных защищена авторским правом ©shkola.of.by 2016
звярнуцца да адміністрацыі

    Галоўная старонка