У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

тематики та інформаційних технологій Протокол від 2012 р

Работа добавлена на сайт samzan.net: 2016-03-30

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 4.4.2025

PAGE  2

  1.  

МІЖРЕГІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ УПРАВЛІННЯ ПЕРСОНАЛОМ

МАУП

НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА

дисципліни

«АРХІТЕКТУРА КОМП'ЮТЕРІВ»

Київ 2012

Дашкієв Г.М. Навчальна програма дисципліни «Інформатика» (для бакалаврів). — К.: МАУП, 2012.. — __ с.

Перезатверджено на засіданні кафедри прикладної математики та інформаційних технологій (Протокол № __ від ____________ 2012 р.)

Підготовлено доцентом кафедри прикладної математики та інформаційних технологій, Г.М. Дашкієвим

Навчальна програма містить пояснювальну записку, тематичний план дисципліни «Інформатика» зміст дисципліни, завдання для контрольних робіт, питання для самоконтролю, а також список літератури.

© Міжрегіональна Академія управління персоналом (МАУП), 2012


ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Дисципліна «Архітектура комп’ютерів» розрахована на студентів, які засвоїли курс «Інформатика та комп’ютерна техніка», «Основи електроніки та електронної техніки», «Теорія алгоритмів та математична логіка», ґрунтовні знання щодо користування персональним комп’ютером.

Метою вивчення дисципліни «Архітектура комп’ютерів» є дослідження особливостей архітектури сучасних обчислювальних систем, процесорів, комп’ютерної периферії та їх взаємодії; розуміння основних тенденцій розвитку та фундаментальні принципи функціювання комп’ютерних систем.

Предмет дисципліни – склад комп'ютерів, структура процесорів, апаратна реалізація обчислень, основні інтерфейси та взаємодії компонентів обчислювальної системи.

На даному курсі базуються дисципліни «Комп'ютерна схемотехніка», «Комп'ютерні мережі», «Системне програмування» і «Операційні системи».

Крім того, вивчення дисципліни дасть змогу студентам зрозуміти та засвоїти основні принципи роботи складних інформаційних систем і може стати підґрунтям для застосування комп'ютеризованих технологій у практичній роботі в різних галузях соціології, психології, менеджменту.

Під час вивчення курсу «Архітектура комп’ютерів» передбачається систематична практична робота студентів на лабораторних макетах комп’ютерів під керівництвом викладача.

Передбачена підсумкова перевірка знань студентів у вигляді заліку.


ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН

дисципліни

“АРХІТЕКТУРА КОМП’ЮТЕРІВ”

№ теми

Назва змістовного модуля та теми

Змістовний модуль 1. Виникнення та історія розвитку комп’ютерів

1

Принципи побудови комп’ютерів

2

Системи з радіальною архітектурою та загальною шиною

3

Фізичні основи представлення інформації в комп’ютерах

4

Структура процесорів

5

Принципи адресації та структура команд

Змістовний модуль 2. Сучасний стан та напрямки подальшого вдосконалення обчислювальної техніки

6

Процесори архітектури RISK, CISK та особливості архітектури SPARC

7

Основні команди процесора i486 і команди на язику ASSEMBLER

8

Система переривань та організація вводу/виводу даних

9

Конвеєри команд

10

Багатопроцесорні архітектури

Змістовний модуль 3. Середовище, інфраструктура що підтримує нові інформаційні технології

11

Фізичний рівень вводу/виводу

12

Особливості реалізації ряду системних ресурсів

13

Комп’ютерні інтерфейси та їх протоколи

14

Апаратні принципи машинної графіки

15

Пристрої зовнішньої пам’яті комп’ютерів

16

Апаратні принципи друкуючих пристроїв


ЗМІСТ

дисципліни

“АРХІТЕКТУРА КОМП'ЮТЕРІВ”

Змістовний модуль 1. Виникнення та історія розвитку комп’ютерів

Тема 1 . Фундаментальні принципи побудови комп’ютерів

Поняття архітектури комп’ютера. Принцип універсальності.

Історія розвитку персональних комп'ютерів. Представлення інформації в комп’ютері. Персональний комп'ютер фірми IBM.

Принципи фон Неймана. Не фон Нейманівські архітектури. Обмеженість області застосування персональних комп'ютерів.

Література [1, 2, 4].

Тема 2. Системи з радіальною архітектурою та з загальною шиною.

Два основних класу задач – дві архітектури. Аналіз обчислювальних систем з радіальною архітектурою. Архітектура з загальною шиною.

Принцип відкритої архітектури. Шини розширення.

Література [1, 3, 5].

Тема 3. Фізичні основи представлення інформації в комп'ютерах.

Форми представлення інформації. Кодування цифрових сигналів.

Двійкова, вісімкова, шістнадцяткова системи вирахування. Біти, байти, слова. Рівнобіжний і послідовний код. Елементна база комп’ютерних систем. Елементи пам'яті, тригери, регістри. Лічильники. Оперативна пам’ять. Принципи запису і читання даних. Поняття адреса ОЗП або ПЗП.

Література [3, 4, 5].

Тема 4. Структура процесорів.

Апаратна структура мікропроцесора Intel. Апаратна структура мікропроцесора DEC та інших процесорів. Регістровий пул мікропроцесорів.

Програмна модель мікропроцесорів 8086 та i386 або і486. Структура та формати команд. Особливості комп’ютерної арифметики.

Математичні співпроцесори, принципі їх роботи. Реалізація арифметики чисел з плаваючою крапкою.

Література [1, 5].

Тема 5. Принципи адресації та структура команд

Моделі пам’яті та моделі адресації. Проекція моделі адресації на структури команд.

Динамічна та статична пам’ять. Модулі пам’яті на материнській платі. Кеш-пам’ять першого та другого рівня. Логічне розподілення оперативної пам’яті: стандартна, EMS, UMA,HMA, XMS. Концепція віртуальної пам’яті.

Принцип прямого доступу до пам’яті. Канали DMA.

Поняття стека. Особливості організації стекової пам’яті.

Література [1, 3, 4, 5].

Змістовний модуль 2. Сучасний стан та напрямки подальшого вдосконалення обчислювальної техніки

Тема 6. Процесори архітектури CISC, RISC та особливості архітектури SPARC.

Принципі побудови систем команд SISC і RISC.

Архітектура сучасних мікроконтролерів. Мікроконтролери фірм Atmel.

PIC – мікроконтролери з системою команд RISC.

Архітектура контролерів і51 з AD-перетворювачами, що встроєно.

Література [1, 2, 4].

Тема7. Основні команди процесора i486 і команди на язику ASSEMBLER

Машинні команди процесора 8086. Структура команд процесора 1810ВМ86. Таблиця основних команд.

Поняття асемблера. Принципи побудови асемблерних програм. Основні команди асемблера.

Література [3, 5].

Тема 8. Система переривань та організація вводу/виводу даних.

Система переривань. Пул векторів переривань. Апаратні та програмні переривання.

Система переривань процесорів Intel.

Виклик програмного переривання на асемблері.

Організація вводу/виводу даних в процесорах Intel. Поняття портів. Команди вводу і виводу. Базова система вводу/виводу BIOS.

Організація мультипрограмної обробки. Захист даних в мультипрограмних системах.

Література [1, 3, 4, 5].

Тема 9. Шини, слоти і плати адаптерів.

Шина процесора, шина адреса і шина даних. Прості та мультіплексні шини. Шинні арбітри.

Призначення слотів розширення. Шина ISA. Шина EISA. Шина PCI. Шина PCMCIA.

Запобігання конфліктів через ресурси. Використання конфігураційної таблиці.

Спеціальні плати. Системі типу Plag-and-Play.

Література [1, 3,4, 5].

Тема 10. Багатопроцесорні архітектури

Класифікація Фліна характеру паралелізму. Особливості реалізації взаємодії процесорів. Закон Амдала. Архітектура МРР. Архітектура СРР. Паралельні комп’ютери та реалізація систем програмування.

Література [2, 4].

Змістовний модуль 3. Середовище, інфраструктура що підтримує нові інформаційні технології

Тема 11. Фізичний рівень вводу/виводу

Порти вводу/виводу. Система апаратних переривань і реалізація зв’язку с операційною системою.

Пристрої воду. Типи клавіатур. Пристрій клавіатур.

Інтерфейси маніпуляторів MOUSE, Kbd. Універсальний інтерфейс PC/2.

Інтерфейс іграшкового адаптера (джойстика).

Контролери вводу/виводу та доступу к пам’яті. Апаратний таймер.

Література [3, 4].

Тема 12. Особливості реалізації оперативної пам’яті в ПЕОМ типу IBM PC.

CMOS-пам’ять. Пристрої оперативної пам’яті. Види пам’яті. Логічна організація пам’яті. Основна пам’ять (conventional memory). Область верхній пам’яті (UMA).

Розширена пам’ять (extended memory). Додаткова пам’ять (expended memory).

Встановлена та доступна пам’ять. Конфігурування і оптимізація пам’яті адаптерів.

Адресація великих бітових масивів. Фізична пам’ять. Модулі SIMM і DIMM. Швидкодія пам’яті.

Література [1, 3, 5].

Тема 13. Комп’ютерні інтерфейси та їх протоколи.

Цифрові інтерфейси. Паралельна передача даних. Типи паралельних інтерфейсів. Типи паралельних портів (стандартний, ЕРР, ЕСР). Стандарт IEEE°1284.

Послідовна передача даних. Синхронізація передачі послідовних даних. Контроль парності. Послідовний інтерфейс RS-232. Послідовний порт USB.

Паралельний інтерфейс LPT. Інтерфейс IDE. Інтерфейс SCSI .

Інфра-червоний інтерфейс.

Організація взаємодії пристроїв. Аналого-ціфрове та ціфро-аналогове перетворення інформації.

Література [1, 3, 4, 5].

Тема 14. Апаратні принципи машинної графіки.

Принципи растрової та векторної графіки. Організація регістрів відео адаптерів.

Управління палітрами. Бітові плани (карти). Відео-сторінки. Програмно-апаратна акселерація.

Стандарти відео карт: CGA, EGA, HGC. Стандарт аналогових відео адаптерів VGA, SVGA, XVGA.. Характеристики відео адаптерів. Відеопам’ять. Драйвери відео адаптерів і їх ініціалізація.

Цифрові і аналогові монітори. Мультичастотні монітори. Характеристики моніторів.

ЖКІ та плазмові монітори. Драйвери моніторів та їх ініціалізація.

Енергозбереження.

Література [1, 3, 4].

Тема 15. Пристрої зовнішньої пам’яті комп’ютерів.

Організація пристроїв на магнітних носіях. Накопичувачі на гнучких дисках: склад і принцип дії. Типи накопичувачів. Принцип роботи та конструкція накопичувачів на жорстких дисках. Типи вінчестерів (IDE, SCSI, MFM). Основні характеристики: ємність, швидкодія.

Організація запису даних та читання даних на оптичних носіях. Пристрої CD-ROM, принцип дії. Характеристики CD: швидкість передачі даних, якість зчитування.

Накопичувачі CD-RW. Накопичувачі DVD.

Магнітооптичні накопичувачі та їх характеристики. Формати магнітооптичних дисків. Оптичні бібліотеки.

Стримери та їх характеристики. Стандарти на параметри касет (QIC, TRAVAN, DAT, DLT). Алгоритми виправлення помилок.

Література [1, 2, 4].

Тема 16. Апаратні принципи друкуючих пристроїв .

Способи друку тексту і зображення .

Принцип роботи та конструкція голчастих принтерів, їх характеристики.

Принцип роботи та конструкція струминніх принтерів, їх характеристики.

Принцип роботи та конструкція лазерних принтерів, їх характеристики.

Інтерфейси принтерів.

Література [3, 5].


Теми практичних завдань

  1.  Особливості використання двійкової системи числення.
  2.  Кодування форматів даних.
  3.  Принцип адресації та система команд процесора і486.
  4.  Робота з регістрами CMOS-пам’яті.

Установка модулів пам’яті – лабораторна робота.

  1.  Клавіатура IBM PC – способи перепризначення клавіш.
  2.  Практикум з відео режимами графічного адаптера-лабораторна робота.
  3.  Оцінка швидкодії обчислювальної системи-лабораторна робота.
  4.  Форматування гнучких дисків та жорсткого диска – лабораторна робота.
  5.  Робота з CD-RW, запис та читання даних на CD-RW-лабораторна робота

Питання для самоконтролю

  1.  Що означає термін «Архітектура комп'ютера»?
  2.  Як реалізується принцип універсальності?
  3.  Зобразите архітектуру комп'ютера фон Неймана.
  4.  Які процесори називають мікроконтролерами?
  5.  Яка область їхнього застосування?
  6.  Яка область застосування універсальних комп'ютерів загального призначення?
  7.  Як виглядає радіальна архітектура комп'ютера?
  8.  Зобразите структурну схему комп'ютера з загальною шиною.
  9.  У чому полягає принцип відкритої архітектури. Які його переваги та недоліки?
  10.  Що означають терміни «двійковий код», «десятковий код», «шістнадцятковий код»?
  11.  Як перевести двійковий код числа в десятковий?
  12.  Як переводиться десятковий код у двійковий?
  13.  Як записати число 14 у 16-ковому коді?
  14.  Що означають терміни «біт», «байт», «слово», «подвійне слово»?
  15.  Як зображується інвертор? Зобразите часову діаграму його роботи .
  16.  Як зображується логічний елемент 2-И-НІ? Яка часова діаграма його роботи?
  17.  Як зображується логічний елемент 3-ИЛИ-НІ? Яка часова діаграма його роботи?
  18.  Який логічний елемент називається «схемою рівнозначності»?
  19.  Як зображується RS-тригер? Як виглядає часова діаграма його роботи?
  20.  Як зображується D-тригер? Як виглядає часова діаграма його роботи?
  21.  Як зображується 4-розрядний регістр? Як записується інформація в регістри?
  22.  Що означає термін «третій стан»?
  23.  З яких елементів складається оперативний запам’ятовуючий пристрій (ОЗП )?
  24.  Що називається адресою осередку ОЗП? У чому відмінність прямої адресації від непрямої?
  25.  Які існують типи постійних запам'ятовуючих пристроїв?
  26.  Зобразите спрощену блок-схему мікропроцесора Intel.
  27.  Які регістри називаються регістрами загального призначення (РЗП)?
  28.  Які функції виконує блок мікрокоманд?
  29.  Яка структура команди мікропроцесора і8086?
  30.  Як організована генерація адреси в мікропроцесорах Intel?
  31.  Які функції виконують сегментні регістри?
  32.  Що означає термін «акумулятор»? Який регістр виконує функції акумулятора?
  33.  Як виконується пересилання даних їх ОЗП в РЗП?
  34.  Яке призначення регістра команд?
  35.  Яке призначення арифметичного співпроцесора? Який принцип його роботи?
  36.  Як реалізується арифметика з крапкою, що плаває?
  37.  Які типи пам'яті існують?
  38.  Яке призначення кеш-пам’яті?
  39.  Яку пам'ять називають кеш-пам’ять першого рівня, а яку – «кеш-пам’ять другого рівня»?
  40.  На які логічні області розділено ОЗП в процесора і486, Pentium?
  41.  З якою метою введений прямий доступ до пам'яті?
  42.  Як працює пам'ять типу «стек»?
  43.  Як працює пам'ять типу FIFO?
  44.  Яка архітектура називається RISK – архітектурою процесора?
  45.  Яке призначення мови ASSEMBLER?
  46.  Як записати команду пересилання числа 7 з осередку ОЗУ «Const1» у регістр ВХ?
  47.  Що означають асемблерні команди ADD, MUL?
  48.  Які типи шин розширення використовуються в комп'ютерах IBM?
  49.  У чому відмінність мультиплексної шини від звичайної рівнобіжної шини?
  50.  Яка часова діаграма роботи шини ISA?
  51.  Яка часова діаграма роботи шини PCI?
  52.  Як здійснюється послідовна передача даних?
  53.  Назвіть сигнали інтерфейсу COM1.
  54.  Які функції виконує старт-сигнал і стоп-сигнал?
  55.  Які функції покладені на шинного арбітра?
  56.  Які особливості реалізації взаємодії процесорів у багатопроцесорній системі? Як виглядає класифікація Флина для багатопроцесорних систем?
  57.  Назвіть закони Амдала для рівнобіжних процесорів.
  58.  Зобразите архітектуру арифметичного співпроцесора.
  59.  Як забезпечується відповідність рівнобіжних комп'ютерів і систем програмування?
  60.  Які функції виконують порти введення/висновку? Які номери портів зарезервовані і використовуються як системні?
  61.  Як улаштована клавіатура «на замикання» і ємнісна клавіатура?
  62.  Як улаштована клавіатура на датчиках Холу?
  63.  Які сигнали присутні в інтерфейсі клавіатури?
  64.  Які сигнали використовуються в інтерфейсі MOUSE?
  65.  Яка структура інтерфейсу PS/2?
  66.  Які типи динамічної пам'яті використовуються в комп'ютерах IBM?
  67.  Назвіть типи рівнобіжних інтерфейсів і типи рівнобіжних портів.
  68.  Як здійснюється послідовна передача даних?
  69.  Як працює послідовний порт USB?
  70.  Яке призначення інтерфейсу SCSI?
  71.  Які принципи роботи інфрачервоного інтерфейсу?
  72.  Які типи перетворення виконують ЦАП і АЦП?
  73.  Які принципи формування зображень у растровій графіці й у векторній графіці?
  74.  Як організовані регістри відеоадаптерів?
  75.  Як забезпечується керування палітрами? Що називають відеосторінками?
  76.  Які стандарти цифрових відеовиходів існують?
  77.  Які існують стандарти аналогових відеокарт?
  78.  Як виконується акселерація?
  79.  Які функції драйверів відеоадаптерів? Як вони ініціалізуються?
  80.  Які типи моніторів існують у даний час?
  81.  Що означає термін «частота монітора»? Як установити частоту монітора?
  82.  Які функції виконують драйвери моніторів?
  83.  Як забезпечується економія енергії?
  84.  Які функції виконують зовнішні накопичувачі?
  85.  Які принципи робота накопичувачів на гнучких і твердих дисках?
  86.  Що називається сектором і кластером? Як організоване форматування НГМД?
  87.  Які існують типи вінчестерів?
  88.  Який принцип роботи накопичувачів на оптичних дисках?
  89.  Як забезпечується запис і читання даних у CD-RW?
  90.  Які принципи роботи накопичувачів DVD?
  91.  Які принципи роботи магнітооптичних накопичувачів?
  92.  Назвіть основні характеристики CD .
  93.  Як організовані оптичні бібліотеки?
  94.  Що означає термін «Мультімедіа»?
  95.  Які функції виконує аудіокарта?
  96.  Як виробляється запис звуку в комп'ютерах IBM?
  97.  Які способи друку тексту і зображення існують у даний час?
  98.  Як виконує друк лазерний принтер? Які його характеристики?
  99.  Який принцип роботи струминного принтера? Які його характеристики?
  100.  Як виконує друк голчастий принтер? Які його характеристики?
  101.  Як виконується друк кольорового зображення?
  102.  Який принцип одержання зображення на термопапіру? У яких пристроях застосовується цей спосіб друку?
  103.  По яких інтерфейсах підтримується обмін даними між принтером і комп'ютером?

Список рекомендованої літератури

  1.  Столингс В. Структурная организация и архитектура компьютерных систем. Вильямс.-2002.-896 с.
  2.  Трахтенброт Б.А. Алгоритмы и вычислительные автоматы. - М.: Советское радио, 1974.-200 с.
  3.  Скотт Мюллер. Модернизация и ремонт персональных компьютеров. Пер. с англ.-М.: Восточная Книжная Компания, 1996 г.-896 с.:ил.
  4.  Таненбаум Э.С. Архитектура компьютера. 5-е изд. — СПб.: Питер, 2007. — 844 с: ил.
  5.  М. В. Ульянов. Архитектуры процессоров. - М.: МГАПИ, 2002. - 68 с.




1. Людвіг Андреас Фейєрбах 18041872.
2. Системы распознания текста и ввода данных
3. человекчеловекправо и вырабатывает рекомендации по совершенствованию этой системы и выдает рекомендац
4. 00 Заезд детей в лагерь 11
5. СемейноЖилищные Скидки- Скидки на товары и услуги множества магазинов
6. Поставка рогов и копыт- бизнес-план
7. Создание и управление компанией за рубежом
8. видимая зона горения которой называется сечения и излучения тепла
9. 102 Дата тестирования- 26
10. Предмет изучения медицинской микробиологии- микроорганизмы представители нормальной микрофлоры тела ч

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе