Преподаватель Чаусов М.В.

1.ВВЕДЕНИЕ

ЦЕЛЬ ДИСЦИПЛИНЫ – изучение основных принципов построения и функционирования современных компьютерных систем различного назначения от однокристальных микропроцессоров до суперкомпьютеров, рассмотрение концептуальных основ построения массово параллельных  и распределенных вычислительных систем и пользовательских аспектов применения этих систем в информационных технологиях.

Требования к знаниям и умениям по завершению изучения дисциплины

Студент должен :

• иметь представление:  о  принципах  построения и функционирования современных компьютерных  систем, тенденциях их развития;
• знать: структуру, архитектуру и организацию функционирования перспективных ЭВМ и систем;
• владеть: аппаратно программными средствами, применяемых  пользователями для оценки, моделирования и проектирования информационных систем;
• иметь опыт: практического использования современных ЭВМ и их систем в своей профессиональной деятельности.

Период прохождения курса (3 курс, 5 семестр, зачет, экзамен) 

II. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Лекционный материал (38 часов):

1.       Лекция 1.  Архитектура и структура вычислительных машин и систем. Понятие о структурной организации и архитектуре компьютерных систем.

2.       Лекция 2. Развитие архитектур вычислительных машин и систем.

3.       Лекция 3. Процессор, структура и функционирование.

4.       Лекция 4. Основные направления в архитектуре процессоров.

5.       Лекция 5.  Перспективные типы процессоров.

6.       Лекция 6. Иерархия, назначение и виды памяти ЭВМ и систем. Функции и характеристики подсистем памяти.

7.       Лекция 7. Организация внутренней памяти в однопроцессорных вычислительных систем. Адресация памяти.

8.       Лекция 8. Иерархическая память многопроцессорных вычислительных систем.

9.       Лекция 9. Назначение и виды внешней памяти. Организация данных во внешней памяти. Взаимодействие различных видов памяти.  Организация памяти вычислительных систем.

10.   Лекция10. Интерфейсы – устройства связи между компонентами и периферийными устройствами компьютера. Внутренние интерфейсы. Роль и назначение системной магистрали.

11.   Лекция 11.  Материнские платы и чипсеты.  Иерархия магистралей.

12.   Лекция 12. Модули ввода-вывода. Функции модуля. Структура модуля.

13.   Лекция 13. Программный ввод-вывод. Ввод-вывод по прерыванию. Прямой доступ к памяти.

14.   Лекция 14. Понятие о многомашинных  и многопроцессорных вычислительных системах.

15.   Лекция 15.  Организация памяти в параллельных вычислительных системах.

16.   Лекция 16.  Вычислительные системы класса SIMD.

17.   Лекция 17.  Вычислительные системы класса MIMD.

18.   Лекция 18.  Коммуникационные среды.

19.   Лекция 19.  Потоковые и редукционные вычислительные системы.

Лабораторные занятия (38 часов):

1.       Знакомство со структурными элементами  ЭВМ  и их систем разных поколений.

2.       Знакомство с архитектурой ЭВМ и их систем разных поколений.

3.       Процессоры ( суперскалярные; векторные; ассоциативные; матричные) – структурные и логические схемы.

4.       Исследование работы ОЗУ. Оценка эффективности применения кэш-памяти Внешняя память. Физические характеристики устройств внешней памяти. Двоичное представление информации на диске. Логический и физический доступ к сектору диска. Чтение секторов CD. Считывание S.M.A.R.T.- параметров с жесткого диска.

5.       Знакомство с базовыми компонентами системных магистралей различных вычислительных систем и набором микросхем системной логики.

6.       Каналы и процессоры ввода-вывода. Внешние устройства ввода-вывода. Процесс отображения вводимых символов. Прямая запись в видеопамять. Изучение событий связанных с мышью. Интерфейсы последовательной и параллельной связи.

7.       Параллельная обработка данных.

Формы отчетности:

• Контрольная работа – 5-6 неделя
• Контрольная работа – 9-10 неделя
• Контрольная работа – 11-12 неделя
• Контрольная работа – 16-17 неделя
• Контрольная работа – 18 неделя

III. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

1.       Уильям Столингс. Структурная организация и архитектура компьютерных систем, 5-е изд.. :Пер. с англ. - М.: Издательский дом «Вильямс», 2002.-896с.

2.       Гук М. Аппаратные средства IBM PC. – СПб: «Питер»,

3.       Таненбаум Э. Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, 2003. – 704 с.

4.       Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов, - СПб.: Питер, 2004. -668 с.

5.       Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 512 с.

6.       Корнеев В.В. Вычислительные системы. – М.: Гелиос АРВ, 2004, -512 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ:

1.       Мураховский В., Евсеев Г. Железо ПК. Практическое руководство. – М.: «ДЕСС КОМ», 2002. – 672 с.

2.       Шагурин И.И., Бердышев Е.М. Процессоры семейства Intel P6 – М.: Горячая линия –Телеком, 2000. -242 с.

3.       Шаругин И.И. Микропроцессоры и микроконтроллеры фирмы MOTOROLA: - М.: Радио и связь, 1998. – 560 с.