Главные вкладки

    Примерная программа дисциплины "Архитектура аппаратных средств"
    рабочая программа по информатике и икт на тему

    Примерная программа учебной дисциплины является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО  230111 Компьютерные сети, укрупненной группы специальностей 230000 Информатика и вычислительная техника.

    Примерная программа учебной дисциплины может быть использована в основной программе подготовки специалистов в области информационных систем, а так же в подготовке и переподготовке  специалистов при освоении профессий рабочего   230103.04 Наладчик аппаратного  и программного обеспечения.

    Скачать:

    ВложениеРазмер
    Microsoft Office document icon ud_arhitektura_apparatnyh_sredstv.doc203.5 КБ

    Предварительный просмотр:

    ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММа

     УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

    АРХИТЕКТУРА  АППАРАТНЫХ  СРЕДСТВ 

    (базовый уровень)

    2012 г.

    Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – ФГОС) среднего профессионального образования (далее - СПО) по специальности  230111 Компьютерные сети.

    Организация-разработчик: Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования Калужской области «Калужский колледж информационных технологий и управления»

    Разработчики:

    Денисова Ирина Алексеевна, заместитель директора по информационным технологиям ГАОУ СПО «Калужский колледж информационных технологий и управления»

    Карпеченко Александра Сергеевна, заведующая информационно-аналитическим отделом ГАОУ СПО «Калужский колледж информационных технологий и управления»

    Рекомендована Экспертным советом по начальному и среднему профессиональному образованию при Министерстве образования и науки Калужской области.

    Заключение Экспертного совета № 4  от «2» июля 2012 г.

                                    

    СОДЕРЖАНИЕ

    стр.

    1. ПАСПОРТ ПРИМЕРНОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

    4

    1. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

    5

    1. условия реализации ПРИМЕРНОЙ программы учебной дисциплины

    10

    1. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

    11


    1. паспортПРИМЕРНОЙ  ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

    Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем 

    1.1. Область применения программы

    Примерная программа учебной дисциплины является частью примерной основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО  230111 Компьютерные сети, укрупненной группы специальностей 230000 Информатика и вычислительная техника.

    Примерная программа учебной дисциплины может быть использована в основной программе подготовки специалистов в области информационных систем, а так же в подготовке и переподготовке  специалистов при освоении профессий рабочего   230103.04 Наладчик аппаратного  и программного обеспечения.

    1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: общепрофессиональная дисциплина профессионального цикла.

    1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

    В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

    1. определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств  для конкретных задач;
    2. идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств.

    В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

    1. построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;
    2. принципы работы основных логических блоков систем;
    3. параллелизм и конвейеризацию вычислений;
    4. классификацию вычислительных платформ;
    5. принципы вычислений в  многопроцессорных и многоядерных системах;
    6. принципы работы кэш-памяти;
    7. повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем;
    8. энергосберегающие технологии.

    1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:

    максимальной учебной нагрузки обучающегося 120 часов, в том числе:

    -обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 80 часов;

    -самостоятельной работы обучающегося 40 часов.

    2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

    2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

    Вид учебной работы

    Объем часов

    Максимальная учебная нагрузка (всего)

    120

    Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)

    80

    в том числе:

     лекции

    50

     практические занятия

    30

    Самостоятельная работа обучающегося (всего)

    40

    в том числе:

    самостоятельная проработка конспектов занятий, учебной литературы, учебных пособий

    8

    подготовка к практическим занятиям с использованием методических рекомендаций преподавателя, оформление отчетов по практическим занятиям, подготовка к их защите

    8

    решение задач, практических заданий по отдельным темам дисциплины

    8

    самостоятельное изучение отдельных вопросов (с целью углубления знаний по заданию преподавателя) с последующим оформлением  реферата

    8

    подготовка к различным видам контроля знаний.

    8

    Итоговая аттестация в форме экзамена

    2.2. Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины    «Архитектура аппаратных средств» 

    Наименование разделов и тем

    Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект)

    Объем часов

    Уровень освоения

    1

    2

    3

    4

    Раздел 1. Представление информации в вычислительных системах


    18

    Тема 1.1.  Арифметические  и логические основы ЭВМ, элементы и узлы

    Содержание учебного материала

    2

    3

    1

    Системы счисления, Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

     Форматы хранения чисел в ЭВМ. Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительные коды. Операции с числами в прямом двоичном, восьмеричном и шестнадцатеричном кодах.

    Лабораторные работы

    Перевод   целых чисел из одной системы, счисления в другую.

    Перевод смешанных чисел

    Двоичная арифметика

    4

    Самостоятельная работа обучающихся

    Подготовка сообщений  по темам:

    1. Какие системы счисления  мы используем?
    2. Какие бывают системы счисления?

    3

    Тема 1.2.  Логические  элементы и узлы ЭВМ

    Содержание учебного материала

    2

    3

    1

    Базовые логические операции и схемы. Таблицы истинности. Схемные логические элементы ЭВМ: регистры; вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры. Таблицы истинности RS-,  JK- и T-триггеры. Логические узлы ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение.

    Лабораторные работы

    Изучение работы триггеров  RS-,  JK-, Т-, D-.

    Изучение работы  комбинационных схем.

    4

    Самостоятельная работа обучающихся

    Подготовка сообщений по темам

    1. Триггеры D и Т
    2. Технологии изготовления микросхем.
    3. Элементная база ВТ

    3

    Раздел 2. Персональный компьютер

    72

    Тема 2.1.  Основы построения  ПК

    Содержание учебного материала

    4

    2

    1

    Понятие архитектуры и структуры компьютера.. Составные части  ЭВМ и их назначение.  Основные типы архитектур ЭВМ( Архитектура фон Неймана и гарвардская архитектура)

    Технологии повышения производительности процессора. Конвейеризация  Суперскаляризация.. Технология HT.  Технология Dynamic execution technology.

    Самостоятельная работа обучающихся

    Изучение материала и написание конспекта (Электронный  учебник)

    2

    Тема 2.2.  Процессор, структура и функционирование

    Содержание учебного материала

    6

    3

    1



    Функциональная структура процессора.

    Устройство управления: назначение и упрощенная функциональная схема.

    Регистры микропроцессорной памяти (МПП).

    Арифметико-логическое устройство (АЛУ): назначение, структура, функционирования.

    Интерфейсная часть процессора: назначение, состав, функционирование.

    Структура команды процессора. Цикл выполнения команды.  

    Режимы работы  процессора.

    Системы команд и классы процессоров:CISC, RISC, MISC, VLIW.

    Лабораторная работа

    Построение алгоритма  выполнении цикла команды в 2-х, 3-х адресной машине

    2

    Самостоятельная работа обучающихся

    Изучение материала. Электронный учебник.

    4

    Тема 2.3. Материнская плата и   процессор

    Содержание учебного материала

    6

    3

    1

    Системная плата: архитектура и основные разъемы. Чипсет: назначение и схема функционирования. Системная шина и ее параметры.

    Основные характеристики процессоров.  Совместимость процессоров.

    Технологии  используемые в  современных процессорах.

    Многоядерные процессоры. Принципы работы.

    Лабораторные работы

    Сравнение форм-фактора ATX  и BTX..

     Подбор и установка процессора для  определенной  материнской платы.

    Сравнение характеристик чипсетов AMD,  NVIDIA, Intel, VIA

    Идентификация процессора и  способы установки процессора на материнскую плату

    4

    Самостоятельная работа

     Подготовка сообщений, рефератов, презентаций по темам:

    1. Технологии энергосбережения процессоров
    2. Дополнительные функции и технологии в современных процессорах  AMD и  Intel

    Изучение материала и написание конспекта  использовать интернет-ресурс

    5

    Тема 2.4. Организация работы памяти компьютера

    Содержание учебного материала

    6

    3

    1

    Иерархическая структура памяти.

    Организация оперативной памяти: принцип работы.

    Виды адресации. Линейная, страничная, сегментная память. Стек..

    Динамическая память. Режимы работы: запись, хранение, считывание, режим регенерации.,модули памяти.

    Статическая память. Применение и принцип работы. Основные особенности. Разновидности статической памяти.

    Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики

    Постоянная память (ПЗУ), перепрограммируемая постоянная память (флэш-память), Базовая система ввода/вывода (ВIOS): назначение, функции, модификация

    Лабораторные работы

    Изучение и описание настроек  ВIOS

    Выбор типа  памяти  по характеристикам материнской платы и обоснование.

    Сравнение характеристик DDR I,II,III одинакового объема

    4

    Самостоятельная работа

    Подготовка сообщений и рефератов по темам:

    1. Виды  памяти в компьютере
    2. Назначение ПЗУ
    3. Способы  диагностики памяти.
    4. Тайминги и их влияние на производительность

    5

    Тема 2.5. Интерфейсы

    Содержание учебного материала

    6

    3

    1

    Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов. Организация взаимодействия ПК с периферийными устройствами. Внутренние интерфейсы  AGP, PCI , PCI-Express и их характеристики

    Интерфейсы периферийных устройств.

    Внешние интерфейсы компьютера. Последовательные и параллельные порты. Последовательный порт стандарта RS-232.Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 1394 (FireWire). Интерфейс стандарта 802.11 .802.16

    Лабораторные работы

    Провести  подбор и замену видеокарты на заданной конфигурации компьютера.

    Подключение устройств с   интерфейсом IEEE 1394.

    Определение неисправностей в интерфейсах  компьютера.

    Подключение компьютера   по стандарту 802.11

    Подключение к компьютеру  устройств  используя   Bluetooth

    10

    Самостоятельная работа обучающихся

    Подготовка к лабораторным работам .

    Подготовка презентаций и сообщений по темам.

    1. Современные интерфейсы
    2. Интерфейс RS-232
    3. Интерфейс  USB
    4. Интерфейс FireWire

    8

    Раздел 3. Вычислительные системы

    30

    Тема 3.1. Архитектуры ВС и принципы обработки

    Содержание учебного материала

    6

    2

    1

    Основные определения. Классы архитектур ВС(Многомашинная , многопроцессорная и архитектура с параллельными процессорами).

    Уровни и средства комплексирования.

    Классификация архитектуры  ВС по Флину, Джонсону, Базу Дункана , Кришнамарфи, Скилликорна

    Ассимитричная многопроцессорная обработка.(ASMP)

    Симметричная мультипроцессорная обработка(SMP)

    Гибридная архитектура(NUMA). Организация когерентности многоуровневой иерархической памяти. PVP- архитектура. Кластерная архитектура.

    Самостоятельная работа

    Подготовка сообщений  по теме:

    1. Классификация архитектуры  ВС по Хендлеру, Хокни, Шора,

    3

    Тема 3.2. Перспективные типы процессоров

    Содержание учебного материала

    2

    3

    1

    Ассоциативные, матричные, клеточные и ДНК-процессоры, нейронные, потоковые, коммуникационные  процессоры. Процессоры баз данных.  Процессоры с нечеткой логикой.

    Лабораторная работа

    Описать класс ВС согласно классификации Флина по режиму выполнения.

    2

    Самостоятельная работа

    Подготовка   презентаций и сообщений по темам:

    1. Процессоры будущего.

    2

    Тема 3.3. Система памяти ВС


    Содержание учебного материала

    4

    2

    1

    Иерархическая организация памяти.

    Кэш-память.

    Стратегия управления памятью.

    Организация памяти в однопроцессорных ВС.

    Иерархическая память многопроцессорных ВС.

    Самостоятельная работа.

    Подготовить отчет  по темам:

    1. Охарактеризуйте принципы функционирования машин типа   wavefront и reduction
    2. Общая характеристика и область использования супер ЭВМ и мэйнфреймов.

    2

    Тема 3.4. Коммуникационные среды

    Содержание учебного материала

    6

    2

    1


    Принципы построения кммуникационных сред. На основе когерентного интерфейса SCI. Коммуникационная среда MYRINET, RACEWAY.  Коммуникационные среды на базе транспьютероподобных  процессоров

    Коммутаторы для многопроцессорных вычислительных систем.

    Простые и составные и распределенные составные  коммутаторы. Баньян сети.

    Кластерные и массивно – параллельные системы разных производителей. Отечественные суперкомпьютеры семейства МВС.

    Самостоятельная работа

    Подготовить рефераты по темам:

    1. Кластерное решение SGI
    2. Кластерное решение HP
    3. Кластерные решения IBM

    3

    Всего

    120

     Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:

    1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

    2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)

    3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)

    3. условия реализации  ПРИМЕРНОЙ программы дисциплины

    3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

    Реализация программы дисциплины требует наличия лаборатории «Вычислительной техники, архитектуры персонального компьютера и периферийных устройств».

    Оборудование рабочих мест лаборатории:

    -рабочие места по количеству обучающихся, оборудованные персональными компьютерами с необходимым программным обеспечением общего и профессионального назначения;

    -комплект учебно-методической документации;

    -наглядные пособия: демонстрационные плакаты, макеты, раздаточный материал.

    Технические средства обучения:

    - компьютерные и телекоммуникационные: персональный компьютер, локальная сеть с выходом в Интернет;

    - аудиовизуальные: мультимедиа проектор.

    - комплект учебно-методической документации;

    - наглядные пособия: раздаточный материал.

    Действующая нормативно-техническая и технологическая документация:

    1. правила техники безопасности  и производственной санитарии;
    2. инструкции по эксплуатации компьютерной техники.

    Программное обеспечение:

    1. Операционная система Windows XP/ 7
    2. Microsoft Office 2007/2003
    3. Программа для тестирования SUNRUF
    4. Интегрированные приложения для работы в Интернете Microsoft Internet Explorer,  Opera, Mozilla
    5. Диагностические программы.

    3.2. Информационное обеспечение обучения

    Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

    Основные источники:

    1. Алексеев П., Информатика 2007.-М.: Солон,
    2. Гергель, В. Теория и практика параллельных вычислений / В.П. Гергель. - Бином. Лаборатория знаний, 2007. - 424 с.
    3. Максимов Н.В. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем/ Москва, ФОРУМ-ИНФРА-м, 2008,-504с.
    4. Танненбаум Э. Архитектура компьютера.-С-Петербург.: Питер, 2007
    5. Хорошевский, В. Архитектура вычислительных систем / В.Г. Хорошевский. Москва: МГТУ им. Баумана, 2008. - 520 с.
    6. Цилькер, Б. Организация ЭВМ и систем / Б.Я. Цилькер, С.А. Орлов. СПб.: Питер,  2007, - 672 c.

    Дополнительные источники:

    1. Протоколы информационно-вычислительных сетей. Справочник. /Под ред. Мизина М.А., Кулешова А.П. – М.: Радио и связь, 2008
    2. Блек Ю. Сети ЭВМ. Протоколы, стандарты, интерфейсы. – М.: Мир, 2000.
    3. Бройдо В.Л., Ильина О.П., Архитектура ЭВМ и систем, С-Петербург.: Питер, 2006
    4. Бройдо В.Л., Ильина О.П. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2008 – 766 с.: ил
    5. Гук М. Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 1-72 с.: ил.

    Интернет –ресурсы:

    1. Интернет-университет информационных технологий. Архитектура и организация ЭВМ [электр. ресурс] http://www.intuit.ru/department/hardware/archhard2
    8. Интернет-университет информационных технологий. Организация вычислительных систем [электр. ресурс] http://www.intuit.ru/department/hardware/csorg

    4. Контроль и оценка результатов освоения Дисциплины

    Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических работ, тестирования, а также подготовке обучающимися рефератов и сообщений, составление схем по темам дисциплины.

    Результаты обучения

    (освоенные умения, усвоенные знания)

    Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

    умения:

    определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств  для конкретных задач;

    Выполнение и защита лабораторного практикума

    идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств

    Выполнение и защита лабораторного практикума

    знания:

    построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

    Аттестующее тестирование, построение схем, коллоквиум, подготовка сообщений

    принципы работы основных логических блоков систем;

    Аттестующее тестирование, построение схем, подготовка сообщений, коллоквиум

    параллелизм и конвейеризацию вычислений;

    Аттестующее тестирование

    классификацию вычислительных платформ;

    Аттестующее тестирование, построение схем, подготовка сообщений, коллоквиум

    принципы вычислений в  многопроцессорных и многоядерных системах;

    Аттестующее тестирование, составление схем, подготовка рефератов, презентаций

    принципы работы кэш-памяти

    Аттестующее тестирование, подготовка рефератов, коллоквиум

    повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем;

    Аттестующее тестирование, коллоквиум, подготовка рефератов

    энергосберегающие технологии.

    Электронное обучающее и аттестующее тестирование, составление схем, подготовка рефератов, коллоквиум

    Итоговая аттестация

    экзамен


    По теме: методические разработки, презентации и конспекты

    Песня как средство обучения и повышения мотивации к изучению иностранного языка. Примерная программа кружка для изучающих английский или немецкий язык.

    Музыка играет в жизни современного подростка гораздо более значительную роль, чем это можно представить себе на первый взгляд. То, какую музыку выбирает подросток, свидетельствует о его принадле...

    Учебная дисциплина «Архитектура аппаратных средств» относится к дисциплинам общепрофессионального цикла ОП.03.

    Учебная дисциплина «Архитектура аппаратных средств» относится к дисциплинам общепрофессионального цикла ОП.03....

    рабочие программы по физической культуре на основе Примерной программы и авторской программы «Комплексная программа физического воспитания учащихся 1–11 классов» В. И. Ляха, А. А. Зданевича. (М.: Просвещение, 2011).

    Рабочие программы по физической культуре на основе Примерной программы и авторской программы «Комплексная программа физического воспитания учащихся 1–11 классов» В. И. Ляха, А. А. Зданевича. (М.: Прос...

    Рабочая программа по литературе для 11 класса разработана на основе Примерной программы основного общего образования по литературе, соответствующей Федеральному компоненту государственного образовательного стандарта и авторской программы. Программа по лит

    Рабочая программа по литературе для 11 класса разработана на основе Примерной программы основного общего образования по литературе, соответствующей Федеральному компоненту государственного образовател...

    Примерное наполнение фондов оценочных средств для разных видов и форм контроля

    Материал для подготовки  фондов оценочных средств для разных видов и форм контроля...

    Тесты по теме: "Аппаратные средства персонального компьютера"

    Тесты по теме: "Аппаратные средства персонального компьютера"...

    Аппаратные средства телекоммуникаций. Программные средства телекоммуникаций.

    Разные способы подсоединения  компьютеров к глобальной сети. Провайдеры.  Браузеры. Доменная система имен. Унифицированный указатель ресурса –URL....