СТО АлтГТУ 15.62.1.0703-2011 " ЭВМ и периферийные устройства"

СТО АлтГТУ 15.62.1.0703-2011
ПРИЛОЖЕНИЕ Д
Памятка для студентов по изучению дисциплины
" ЭВМ и периферийные устройства"
направления «Информатика и вычислительная техника»
Составил доцент кафедры ВСИБ Грозов В.И.
Утверждаю
Зав. кафедрой ВСИБ А.Г.Якунин
_________________
«01» 09 2011 года
Содержание дисциплины
Изучение дисциплины «ЭВМ и периферийные устройства» происходит во 2 и 8
семестрах. Учебный план предусматривает 28 часа лекций, 56 часов лабораторных работ,
выполнение расчетного задания, зачет по окончании 2 семестра и экзамен после 8
семестра.
Памятка по изучению дисциплины на 2 семестр
Во втором семестре предусмотрено 17 лекций, 34 часа лабораторных работ, расчетное
задание, зачет.
Теоретический материал содержит:
Модуль 1.
1. Введение. Понятие ЭВМ, как комплекса аппаратных и программных средств
(вычислительной системы). Принцип фон Неймана. Аппаратные средства
вычислительных систем, их состав и назначение. Понятие микропроцессора (МП).
Поколения МП и их основные характеристики; обобщенная структура МП. Организация
хранения данных в оперативной памяти и периферийных устройствах. [1],[3],[6],[7] (1 час)
2. Организация процессоров ЭВМ, выполнение арифметических операций. Логический
состав процессора и назначение его компонентов, элементы и узлы ЭВМ, структура
центрального процессора; организация и структура памяти [1],[6],[8] (2 часа)
3. Организация системы команд процессора. Классификация команд процессора по
функциональному назначению и методам адресации. Особенности выполнения различных
групп команд и применения методов адресации. [1],[2],[6],[7] (2 часа)
Модуль 2.
4. Организация подпрограмм. Внутренние механизмы передачи и возврата управления,
особенности их реализации в процессорах различных типов ЭВМ. Параметры
подпрограмм, способы передачи параметров и их внутренняя реализация. Понятие
сопрограмм. [1],[2],[6],[7] (2 часа)
5. Системы прерываний процессора. Классификация прерываний. Обработка
прерываний. Внутренние механизмы реализации системы прерываний. Реализация
фиксированных приоритетов. Реализация программно-управляемых приоритетов. [1],[6],[7]
(2 часа)
6. Программные средства ЭВМ. Иерархия программных средств. BIOS. Понятие
операционной системы, функции ОС, основные компоненты ОС. [4],[5],[7] (3 часа)
Модуль 3.
7. Рабочие станции и серверы: архитектура ПЭВМ, рабочих станций и серверов,
системная магистраль, буферизация шин, управление системной магистралью,
подключение дополнительных и интерфейсных схем. [6],[7] (2 часа)
СТО АлтГТУ 13.62.1.0703 – 2011
8. Аппаратная организация персональных компьютеров. Программная модель
процессора. Организация памяти ПК. Регистры процессора. Регистры общего назначения.
Указатель инструкций. Регистр флагов и управляющие регистры. Регистры сегментов и
селекторов. Системные адресные регистры. Регистры отладки. Регистры тестирования и
модельно-специфические регистры. Системы ввода-вывода; периферийные устройства.
[1],[3] (3 часа)
9. Начальный запуск ЭВМ. Мультизагрузочная система. Коррекция и отладка
загрузочного кода программ.[6],[7] (1 час)
График контроля
Таблица П.12
Контрольное испытание
Лабораторная работа 1
Защита
Лабораторная работа 2
Защита
Лабораторная работа 3
Защита
Лабораторная работа 4
Защита
Лабораторная работа 5
Защита
Лабораторная работа 6
Защита
Лабораторная работа 7
Защита
Лабораторная работа 8
Защита
Лабораторная работа 9
Защита
Лабораторная работа 10
Защита
Расчетное задание
Зачет
Время проведения
1 неделя
Вес в
итоговом
рейтинге
0,03
2 неделя
0,03
3 неделя
0,04
4-5 недели
0,04
6-7 недели
0,04
8-9 недели
0,04
10-11 недели
0,05
12-13 недели
0,05
13-14 недели
0,05
15-16 недели
0,03
9-17 недели
17 неделя
0,1
0,5
Памятка по изучению дисциплины на 8 семестр
Во втором семестре предусмотрено 11 лекций, 22 часа лабораторных работ, экзамен.
Теоретический материал содержит:
Модуль 1.
1. Введение. Определение понятий «интерфейс» и «периферийное устройство». Краткая
история развития, сравнительная характеристика и классификация интерфейсов. (1 час) [14].
2. Последовательные интерфейсы. Математическая модель канала последовательной
передачи данных, основные расчетные формулы. Сравнение и области применения
последовательных интерфейсов. (1 час) [3, 7, 8, 10].
2
СТО АлтГТУ 13.62.1.0703 – 2011
3. Интерфейс RS-232. Спецификация, основные технические характеристики, схемные
решения, области применения. (1 час) [3, 5, 8, 10].
4. Интерфейс RS-485. Спецификация, основные характеристики, схемные решения,
области применения, сравнение с интерфейсом RS-232. (1 час) [3, 5, 6, 8, 10].
5. Введение в программирование последовательных интерфейсов. программирование
последовательных интерфейсов на примере RS-232 и RS-485. Особенности
программирования интерфейсов в различных версиях MS Windows®. Основные протоколы
обмена данными. (2 часа) [3-8, 10].
Модуль 2.
6. Параллельные интерфейсы. Cравнительная характеристика современных
параллельных интерфейсов. Интерфейс IEEE-1284, спецификация, основные технические
характеристики, схемные решения, области применения. (1 часа) [3, 4].
7. Высокоскоростные параллельные шины. Шины AGP, PCI., PCI-E, сравнительная
характеристика и области применения. (1 часа) [3, 4].
8. Проектирование простейших нестандартных устройств. Примеры проектирования
периферийных устройств для параллельных и последовательных интерфейсов. (1 часа) [2,
3, 4, 10].
Модуль 3
9. Интерфейс USB. Определения и схемотехника, основные стандарты. Области
применения. (1 часа) [2, 3, 4].
10. Введение в программирование интерфейса USB. Основные определения, структуры
данных и алгоритмы обмена данными. (1 часа) [4, 5, 9, 10].
11. Разработка драйверов для USB-устройств. Основные сведения о DDK, особенности
разработки драйверов для USB-устройств, программирование USB хост-контроллера. (1
часа) [3, 4, 9, 10].
12. Классификация и сравнительная характеристика USB-устройств. Аналитический
обзор современных USB-устройств, поддерживаемых на уровне драйверов операционными
системами семейства MS Windows®. HID-устройства, программирование HID-устройств. (1
часа) [3, 4, 9, 10].
13. Проектирование нестандартных USB-устройств. Особенности проектирования
USB-устройств, эмуляция и аппаратная поддержка. Использование USART-адаптеров. (1
часа) [1, 3, 4, 9, 10]
Модуль 4
14. Беспроводные интерфейсы периферийных устройств. Сравнительная
характеристика беспроводных интерфейсов. Стандарты, используемые для построения
систем телеметрии. (1 часа) [3, 7, 8].
15. Применение интерфейсов периферийных устройств для построения программноаппаратных систем. Обеспечение надежности и производительности сложных программноаппаратных систем различного назначения. Анализ работы систем на проектной стадии. (1
часа) [1-4, 6-8].
16. Перспективы развития современных интерфейсов периферийных устройств.
Основные теоретические и практические предпосылки для создания новых интерфейсов.
Сравнительная характеристика наиболее перспективных современных интерфейсов.
Аналитический обзор публикаций, посвященных модификации существующих и
разработке новых интерфейсов. (1 часа) [2, 4].
График контроля
Таблица П.13
Контрольное испытание
Лабораторная работа 1
Время проведения
2 неделя
Вес в
итоговом
рейтинге
0,05
3
СТО АлтГТУ 13.62.1.0703 – 2011
Защита
Лабораторная работа 2
Защита
Лабораторная работа 3
Защита
Лабораторная работа 4
Защита
Лабораторная работа 5
Защита
Лабораторная работа 6
Защита
Лабораторная работа 7
Защита
Лабораторная работа 8
Защита
Расчетное задание
Экзамен
4 неделя
0,05
6 неделя
0,05
8 неделя
0,05
10 неделя
0,05
12 неделя
0,05
14неделя
0,05
16неделя
0,05
14-17 недели
Сессия
0,1
0,5
Литература и учебно-методические материалы
Основная литература
1. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. (+CD). — СПб.: Питер, 2010. — 843
с: ил – 5 экз.
2. Боровцов Е.Г. Организация ЭВМ: Учебное пособие. - Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009.
– 172 с. -172 c. – 50 экз.
3. Логинов М.Д., Логинов Т.А. Техническое обслуживание средств вычислительной
техники. Уч.пособие для вузов, БИНОМ. Лаборатория знаний. 2010.-319с – 13 экз.
Дополнительная литература
4. Гук М. Ю. Аппаратные средства IВМ РС. Энциклопедия. 3-е изд. — СПб.: Питер,
2006. — 1072 с: ил. – 3 экз.
5. Нарышкин А.К. Цифровые устройства и микропроцессоры: Учебное пособие для
студентов вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. – 320 с. – 1 экз.
6. Боровцов Е.Г. Основы функционирования ЭВМ: Методические указания к
лабораторным работам по курсу " Организация и функционирование ЭВМ" /Алт.политехн.
ин-т им.И.И.Ползунова- Барнаул Б.и.,1991.- 48с. – 30 экз.
7. Боровцов Е.Г. Организация ЭВМ. Учебное пособие.- Барнаул, АлтГТУ. Источник:
электронная библиотека образовательных ресурсов АлтГТУ. Режим доступа
http://elib.altstu.ru/elib/eum/pm/org_EVM.pdf
8. Ассемблер на примерах. Базовый курс. — СПб: Наука и Техника, 2005. — 240 с.
9. К.Ирвин. Язык ассемблера для процессоров Intel, 4-е издание.: Пер. с англ. – М.:
Издательский дом "Вильямс", 2005.- 912 с.: ил.
10. Ан Пей. Сопряжение ПК с внешними устройствами: [Пер. с англ.] /Пей Ан.-М.:
ДМК-пресс, 2003.-315 с.: ил. (1 экз)
Интернет-ресурсы
1. 1 www.intuit.ru
2. 2 www.studfiles.ru
3 Электронная библиотека: http//elib.alstu.ru/
4
СТО АлтГТУ 13.62.1.0703 – 2011
5
СТО АлтГТУ 13.62.1.0703 – 2011
В результате изучения дисциплины студенты должны обладать знаниями, умениями и
навыками, приведенными в таблице.
Таблица П.14.
Код
компетенци
Содержание
и по ФГОС
компетенции (или ее
ВПО или
части)
ООП
ОК-1
владеет
культурой
мышления, способен
к обобщению,
анализу, восприятию
информации,
постановке цели и
выбору путей её
достижения
ОК-6
стремится к
саморазвитию,
повышению своей
квалификации и
мастерства
ПК-9
участвовать в
настройке и наладке
программноаппаратных
комплексов
ПК - 10
сопрягать
аппаратные и
программные
средства в составе
информационных и
автоматизированных
систем
ПК - 11
инсталлировать
В результате изучения дисциплины
обучающиеся должны:
знать
уметь
владеть
обобщать способностью к
поставленные обобщению,
выбор
задачи для
анализу и
путей анализа
эффективного восприятию
взаимодействи
решения
информации;
я «человекобработки
-навыками
ЭВМ»
информации и критического
ее передачи
восприятия
информации
навыками
пользоват
самостоятельной
ься
методы
,
стандартами и
совершенствов
индивидуальной
спецификация
ания
работы,
ми при
технологии при
способностью
выборе
обработке и
принимать
устройств
передачи
решения в
сопряжения
потока данных
рамках своей
ЭВМ и
профессиональн
периферии
ой компетенции
современн
навыками
ые
моделиро
сопряжения
вычислительны вать
устройств для
е комплексы,
вычислительн
передачи и
устройства
ый процесс на
обработки
хранения и
машинном
информационно
обработки
уровне
го потока
информации
-основы
разрабаты
построения и
вать
архитектуру
программное
навыками
ЭВМ
обеспечение
подключения
-современные
для обмена
аппаратных
технические и
данными с
средств в
программные
периферийны составе
средства
ми
информационны
взаимодействи устройствами х и
я с ЭВМ
с
автоматизирован
основные
использовани ных систем
аппаратные
ем различных
интерфейсы
интерфейсов
терминолог
работать
навыками
6
СТО АлтГТУ 13.62.1.0703 – 2011
программное и
аппаратное
обеспечение для
информационных и
автоматизированных
систем
ию, состав,
структуру и
функции
основных
аппаратных и
программных
средств ЭВМ
на ПЭВМ в
среде
операционной
системы;
грамотно
использовать
основные
системные
ресурсы и
средства при
обмене
данными с
периферийны
ми
устройствами;
работы с
компьютером
как средством
управления
информацией;
методиками
использования
программноаппаратных
средств для
решения
практических
задач.
Порядок вычисления рейтинга по дисциплине «ЭВМ и периферийные устройства»
1 Шкала оценок и правила вычисления рейтинга
Успеваемость студента оценивается с помощью текущего рейтинга (во время каждой
аттестации), семестрового (после окончания семестра) и итогового рейтинга (после сессии).
Во всех случаях рейтинг вычисляется по формуле:
 R i pi
RT 
 pi ,
где Ri – оценка за i-ю контрольную точку, pi – вес этой контрольной точки.
Суммирование проводится по всем контрольным точкам с начала семестра до момента
вычисления рейтинга.
Пусть студент получил следующие оценки. Выполнение и защита работы по теме 1 –
72 балла, по теме 2 – 57 баллов, по теме 3 -45 баллов, тема 4 – 0 баллов (не защищена).
На 1-й аттестации (7 неделя) его рейтинг равен:
RT 1 
72  0,03  57  0,03  45  0,04  0 * 0,04
 40,5 .
0,03  0,03  0,04  0,04
На 2-й аттестации (13 неделя) аналогичным образом учитываются выполнение и
защита лабораторных работ по темам 5-7.
Перед началом сессии вычисляется семестровый рейтинг по темам 1-10, расчетного
задания и с учётом посещаемости студентом занятий.
R СЕМ  0,9R  Б П
где R – текущий рейтинг на конец семестра, вычисленный по результатам
контрольных точек, Бп – дополнительные баллы за посещаемость занятий определённые по
следующей схеме
7
СТО АлтГТУ 13.62.1.0703 – 2011
Итоговый рейтинг, помимо семестрового, учитывает рейтинговую оценку выполнения
экзаменационного задания с учетом его веса.
В зачётку выставляется оценка, соответствующая итоговому рейтингу.
2 Возможности повышения рейтинга
Для студентов с текущим рейтингом не менее 50 по их желанию и по согласованию с
преподавателем может быть организовано углубленное изучение предмета. Повышение
рейтинга осуществляется путем выполнения индивидуального задания, выполнения обзора
литературы по тематике дисциплины. Форма контроля – защита отчета по заданию,
результат оценивается по 100-балльной шкале. После проведения такого контроля (с
оценкой R*), текущий рейтинг пересчитывается по формуле:
R *Д  R Д 
(100  R Д )( R *  50 )
100
,
где RД* - новое, улучшенное значение рейтинга, RД- семестровый рейтинг по
дисциплине, R*>50 – оценка дополнительного задания. При R*<50 итоговый рейтинг не
повышается.
Доцент кафедры вычислительных систем и информационной безопасности
__________________ Грозов В.И.
8