2

Министерство образования и науки Кыргызской Республики

Международная академия управления, права, финансов и бизнеса

Коммерческо-экономический колледж

СОГЛАСОВАНО

Начальник УО

_____________________________

« ____ » _______________ 20___г.

УТВЕРЖДАЮ

Заведующий кафедрой ЕНД

__________________________

« ___ » ________________ 20__ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

по дисциплине Архитектура ЭВМ и вычислительных систем

Тип дисциплины (указать цикл по учебному плану)____ Профессиональный цикл__________

Специальности____230109 Программное обеспечение вычислительной техники и

автоматизированных систем (указывается шифр и название)

Рабочая программа составлена на основании ГОС СПО, утвержденного МОиНКР приказом №

_____ от «__» _____20__г., рег № ____ и учебного плана по данному направлению,

утвержденному приказом от «__»______20_____г.

Разработчики рабочей программы _____к.ф.-м.н., доцент Нам И.Э._______________ (указывается уч. степень, должность, Ф.И.О.) (подпись)

Одобрена учебно-методической комиссией ________ ЕНД ____________________ (название структурного подразделения, реализующего направление)

Протокол№_____ от «______»______________20__г. _______________________________________ (подпись председатель УМК)

Бишкек -2017

3

Курс - 2

Семестр - 4

Количество учебных недель в семестре - 16

Форма итогового контроля - зачет

Всего часов по учебному плану - 108

Курс, семестр

Всего часов

по учебному

плану

Количество академических часов

Очная Дистанционная

лек пр

(сем) лаб

срс

лек пр

(сем) лаб

срс

2 курс 4семестр 32 16 60

итого: 108 32 16 60

4

Раздел 1. Общие положения

Аннотация дисциплины: рассмотрены базовые вопросы организации ЭВМ:

функциональная организация ЭВМ, системы команд и командный цикл. Большое

внимание уделено арифметическим основам ЭВМ, принципам построения различных

устройств и их взаимодействию. Обсуждаются вопросы построения микропроцессорных

систем.

1.1.В результате изучения дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных

систем» учащийся должен

знать:

• принципы работы процессора ЭВМ;

• устройство и

функционирование ЭВМ; должен

уметь:

• выявить неисправность и осуществить ремонт ЭВМ;

• подключить к ЭВМ и наладить работу периферийных устройств;

1.1.Цель преподавания дисциплины:

Основной целью дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» для

специализации 230110 «Программное обеспечение вычислительной техники и

компьютерных сетей» является ознакомление учащихся с основами построения

современных электронных вычислительных машин (ЭВМ), принципами работы их

составных частей и взаимодействия между ними.

1.2.Задачи преподавания дисциплины:

В задачи дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем» для

специализации 230109«Программное обеспечение вычислительной техники и

автоматизированных систем»входят:

• Ознакомить учащихся с принципами построения ЭВМ;

• Ознакомить учащихся с принципами организации вычислительных систем;

• Ознакомить учащихся со способами представления и обработки данных в

ЭВМ.

1.3.Взаимосвязь учебных дисциплин:

Для успешного усвоения дисциплины желательно предварительное освоение

дисциплины «Основы информатики». Результаты освоения дисциплины будут полезны

для последующего изучения дисциплины «Микропроцессоры и микропроцессорные

системы».

Пререквизиты: информатика и программирование, объектно-ориентированное

программирование.

Постреквизиты: интерфейсы информационных систем, разработка программных

приложений, а также для прохождения учебной и производственной практики.

5

Раздел 2. Содержание, трудоемкость дисциплины и формируемые компетенции

Содержание дисциплины и вырабатываемые компетенции приводятся в виде

таблицы 2.1.

№

тем

ы

Наименование тем и разделов по

дисциплине

Вид контроля Знать, уметь, владеть

1 модуль Текущий контроль

1 История ЭВМ. Архитектура ЭВМ Тестирование Знать поколения ЭВМ,

понятие архитектуры

ЭВМ

2 Магистрально-модульный принцип

построения компьютера

Фронтальный опрос Знать принципы

соединения частей

ЭВМ при помощи

магистрали

3 Представление числовой информации с

помощью систем счисления

Контрольная работа Знать принципы

систем счисления.

Уметь представить

числа в различных

системах счисления

4 Перевод чисел в другие системы

счисления

Фронтальный опрос Уметь переводить

числа в другие

системы счисления

5 Арифметические операции в

позиционных системах счисления

Фронтальный опрос Знать основы

арифметических

операций в

позиционных системах

счисления.

Уметь выполнять

арифметические

операции в

недесятичных

системах счисления

6 Логические основы устройства

компьютера

Контрольная работа Знать базовые

логические элементы

ЭВМ

7 Логические узлы ЭВМ Контрольная работа Знать основные

логические узлы ЭВМ

8 Структура процессора ЭВМ Фронтальный опрос Знать структуру

современных

микропроцессоров

9 Основы программирования процессора Фронтальный опрос- Знать основы языка

программирования

процессора

2 модуль Текущий контроль

6

10 Конвейерная обработка команд в ЭВМ Контрольная работа Знать принципы

конвейерной и

суперскалярной

обработки команд

11 Система прерываний в ЭВМ Индивидуальное

задание

Знать понятие

прерывания в ЭВМ,

приоритет прерываний

12 Организация памяти в ЭВМ. Прямой

доступ к памяти

Знать историю

развития памяти ЭВМ.

Знать организация

памяти современных

ЭВМ. Знать принцип

ПДП

13 Система ввода-вывода ЭВМ Фронтальный опрос Знать основы

процессов ввода-

вывода в ЭВМ,

основные режимы

ввода- вывода

14 Шины для передачи данных в ЭВМ Фронтальный опрос Знать современные

шины для передачи

данных в ЭВМ

15 Компьютерные сети Фронтальный опрос Знать основные

топологии

компьютерных сетей.

Уметь построить и

сконфигурировать

локальную сеть

16 Вычислительные системы Фронтальный опрос Знать принципы

организации

вычислительных

систем

Семестровый (итоговый) контроль Зачет

7

Общая трудоемкость дисциплины в семестре по реализуемым формам обучения

приводятся в виде таблицы 2.2.

Таблица 2.2

№

п/п

Порядковый номер темы

дисциплины (Тема№)

Количество академических часов Очная Заочная

ле

к

пр

(сем)

лаб срс лек пр

(сем)

лаб срс 1. Тема 1. История ЭВМ.

Архитектура ЭВМ

2 2

2. Тема 2. Магистрально-

модульный принцип

построения компьютера

2 4

3. Тема 3. Представление числовой

информации с помощью систем

счисления

2 2 4

4. Тема 4. Перевод чисел в другие

системы счисления

2 2 4

5. Тема 5. Арифметические

операции в позиционных

системах счисления

2 2 4

6. Тема 6. Логические основы

устройства компьютера

2 4

7. Тема 7. Логические узлы ЭВМ 2 2 8. Тема 8. Структура процессора

ЭВМ

2 2 4

9. Тема 9. Основы

программирования процессора

2 4

10. Тема 10. Конвейерная

обработка команд в ЭВМ

2 4

11. Тема 11. Система прерываний в

ЭВМ

2 4

12. Тема 12. Организация памяти в

ЭВМ. Прямой доступ к памяти

2 4

13. Тема 13. Система ввода-вывода

ЭВМ

2 2 4

14. Тема 14. Шины для передачи

данных в ЭВМ

2 4

15. Тема 15. Компьютерные сети 2 2 4 16. Тема 16. Вычислительные

системы

2 4 4

Общий объем учебной нагрузки (в

часах) 32 16 60

Всего часов: 108

8

3. Структура СРС

№

п/п

Порядковый номер

темы дисциплины

(Тема№)

Форма отчетности (предлагаемые)

1. Тема 1 - Тема 16 Выполнение домашних заданий, контрольных

работ и т.п.

2. Тема 1, Тема 3, Тема 4 Защита выполненной лаб. работы

исследовательского характера

о

J.

Тема 2, тема 5, тема 6 Выполнение индивидуального задания к

проблемной/дискуссионной лекции /(case-study)

4. Тема 1 - Тема 16 Доклад на конференции, семинаре

5. Тема 1 - Тема 16 Участие на олимпиаде 6. Тема 5, Тема 6, Тема 7 Подготовка презентации

7. Тема 8, Тема 9 Написание реферата

8. Тема 29 Написание эссе и др. —

---------------------------

3.1 Примерные критерии оценки письменных работ

Параметры оценивания Кол-во баллов

Максимальное

Понимание содержания письменной работы (реферата,

эссе и др.), через четкую формулировку целей и задач ее.

10

Наличие плана выполнения письменной работы

(реферата, эссе и др.).

20

Наличие теоретических знаний и умений их

преобразования при выполнении письменной работы

(реферата, эссе и др.).

20

Наличие практических умений при выполнении

письменной работы (реферата, эссе и др.).

20

Наличие и формулировка выводов, обобщений 10

Грамматика и стилистика письменной работы (реферата,

эссе и др.)

10

Оформление письменной работы (реферата, эссе и др.) 10 Итого 100

9

Раздел 4.Образовательные технологии

Образовательные технологии, применяемые по дисциплине математика.

В соответствии с государственными образовательными стандартами высшего

профессионального образования третьего поколения реализация учебного процесса

должна предусматривать проведение занятий в интерактивных и активных формах.

Внедрение этих форм обучения - одно из важнейших направлений совершенствования

подготовки студентов в современном вузе. Цель - повышение эффективности

образовательного процесса, достижение всеми обучающимися высоких результатов

обучения.

Интерактивные формы проведения занятий предполагают обучение в

сотрудничестве. Все участники образовательного процесса (преподаватель и студенты)

взаимодействуют друг с другом, обмениваются информацией, совместно решают

проблемы, моделируют ситуации.

Суть использования активных и интерактивных форм проведения состоит в

погружении студентов в реальную атмосферу делового сотрудничества по разрешению

проблем, оптимальную для выработки навыков и качеств будущего специалиста.

К основным преимуществам приведенных форм обучения относятся:

• активизация познавательной и мыслительной деятельности студентов;

• вовлечение студентов в процесс обучения, освоения нового материала не в

качестве пассивных слушателей, а в качестве активных участников;

• развитие навыков анализа и критического мышления;

• усиление мотивации к изучению дисциплины;

• создание благоприятной атмосферы на занятии;

• развитие коммуникативных компетенций у студентов;

• развитие навыков владения современными техническими средствами и

технологиями обработки информации;

• формирование и развитие умения самостоятельно находить информацию и

определять уровень ее достоверности.

Для решения воспитательных и учебных задач преподавателем могут быть

использованы следующие интерактивные формы обучения.

-Обсуждение в группах

Групповое обсуждение какого-либо вопроса направлено на нахождение истины

или достижение лучшего взаимопонимания. Групповые обсуждения способствуют

лучшему усвоению изучаемого материала.

-Творческое задание

Творческое задание составляет содержание (основу) любой интерактивной формы

проведения занятия.

Выполнение творческих заданий требует от студента воспроизведения полученной

ранее информации в форме, определяемой преподавателем и требующей творческого

подхода:

• подборка примеров из практики;

• подборка материала по определенной проблеме;

• участие в ролевой игре и т.п.

-Публичная презентация проекта

Презентация - самый эффективный способ донесения важной информации при

публичных выступлениях. Слайд-презентации позволяют эффектно и наглядно

представить содержание, выделить и проиллюстрировать сообщение.

-Дискуссия

Дискуссия как интерактивный метод обучения означает исследование или разбор.

Учебной дискуссией называется целенаправленное, коллективное обсуждение

10

конкретной проблемы, сопровождающееся обменом идеями, суждениями, мнениями в

группе.

-.Деловая игра

Деловая игра - средство моделирования разнообразных условий профессиональной

деятельности (включая экстремальные) методом поиска новых способов ее выполнения.

Использование деловых игр способствует развитию навыков критического

мышления, коммуникативных навыков, навыков решения проблем, отработке различных

вариантов поведения в проблемных ситуациях.

-Анализ конкретных ситуаций (кейс-метод)

Метод кейсов представляет собой изучение, анализ и принятие решений по

ситуации, которая возникла в результате происшедших событий, реальных ситуаций или

может возникнуть при определенных обстоятельствах..

Преимущества метода:

• развивает аналитическое мышление студентов;

• обеспечивает системный подход к решению проблемы;

• позволяет выделять варианты правильных и ошибочных решений, выбирать

критерии нахождения оптимального решения, принимать коллективные решения.

-Интерактивная лекция

Интерактивная лекция представляет собой выступление преподавателя перед

аудиторий студентов с применением следующих интерактивных форм обучения:

• управляемая дискуссия или беседа;

• демонстрация слайдов или учебных фильмов;

• мозговой штурм;

• мотивационная речь и др.

-Разработка проекта

Этот метод позволяет участникам мысленно выйти за пределы аудитории и

составить проект своих действий по обсуждаемому вопросу Участники могут обратиться

за консультацией, дополнительной литературой в специализированные учреждения,

библиотеки и т.д.

-Тренинг

Тренинг - форма интерактивного обучения, целью которого является развитие

компетентности межличностного и профессионального поведения в общении.

Достоинством тренинга является то, что он обеспечивает активное вовлечение всех

участников в процесс обучения.

-Методика «Дерево решений»

Использование методики «дерево решений» позволяет овладеть навыками выбора

оптимального варианта решения, действия и т.п.

Использование методики «мозговой штурм» стимулирует группу студентов к

быстрому генерированию как можно большего вариантов ответа на вопрос.

-Проблемное обучение

Поиск ответов на вопросы по теме.

Таблица 4.1

Методы и формы активизации

деятельности

Виды учебной деятельности

лекции лаб/ практ СРС

Дисскуссия Х Х Х

Командная работа Х Х

Проблемное обучение Х Х Х

кейс-тметод Х Х Х

11

Раздел 5. Процедура оценки достижений студентов

Указываются виды, способы, формы определения уровня компетенций, знаний,

умений и навыков.

Выбор вида и форм контроля должен определяться целями дисциплины и

содержанием формируемых компетенций.

В данном разделе рекомендуется привести критерии оценки уровня

сформированности компетенции(й), которые разрабатываются преподавателем по

отдельным формам контроля с учетом специфики предмета.

Здесь же приводятся контрольные вопросы по каждому модулю и структура

экзаменационного билета (письменной работы) с указанием критериев оценки

каждого задания.

5.1Тематика рефератов

1. Основные характеристики, области применения ЭВМ различных классов;

2. Функциональная и структурная организация процессора;

3. Организация памяти ЭВМ;

4. Основные стадии выполнения команды;

5. Организация прерываний в ЭВМ;

6. Организация ввода-вывода;

7. Периферийные устройства;

8. Архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов;

9. Параллельные системы;

10. Понятие о многомашинных и многопроцессорных вычислительных системах;

11. Матричные и ассоциативные вычислительные сети;

12. Конвейерные и потоковые вычислительные сети;

13. Сети ЭВМ;

14. Информационно-вычислительные системы и сети

5.2 Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля (в течение

семестра по темам и модулям)

Модуль 1

1. Основные характеристики ЭВМ

2. Классификация средств ЭВТ

Индивидуальное обучение Х Х

Дерево решений Х Х Х

Интерактивная лекция

Х

Публичная презентация проекта

Х Х Х

Методика «Дерево решений»

Х

12

3. Математические и логические основы ЭЦВМ

4. Элементная база ЭВМ

5. Центральные устройства ЭВМ

6. Периферийные устройства ЭВМ

7. Архитектура структуры ЭВМ

8. Программное обеспечение ЭВМ

9. Классификация вычислительных систем

10. Архитектура вычислительных систем

11. Типовые структуры вычислительных систем

12. Принципы построения ТВС

13. Телекоммуникационные системы

14. Глобальные вычислительные сети и сетевые технологии

Модуль2

1. Организация современных ЭВМ. Устройство ЭВМ семейства Intel

2. Организация машинного уровня ЭВМ

3. Структура и форматы команд ЭВМ. Способы адресации

4. Процессор. Центральное управляющее устройство ЭВМ

5. Арифметико-логическое устройство ЭВМ. Регистры ЭВМ

6. Организация памяти ЭВМ. Организация внутренней памяти процессора

7. Способы организации кэш-памяти. Методы обновления строк основной памяти

8. Оперативная память. Методы управления памятью

9. Организация виртуальной памяти. Страничное и сегментное распределение памяти

10. Методы повышения пропускной способности оперативной памяти. Защита памяти

11. Организация подсистем ввода-вывода. Основные различия

12. Ввод-вывод в режиме прерываний

13. Прямой доступ к памяти. Контроллеры ввода-вывода

14. Унификация средств обмена и интерфейсы ЭВМ

15. Стандартные шины ЭВМ. Основные типы и их характеристики

16. Информационно вычислительные системы и сети ЭВМ

17. Перспективы развития современных ЭВМ

Раздел 6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Перечень методических указаний, рекомендаций, способствующих

усвоению знаний и развитию компетенций

В качестве материально-технического обеспечения дисциплины используются

мультимедийные средства индивидуального и коллективного пользования; обучающие,

демонстрационные и тестирующие программы для ПК, графические пакеты Photoshop;

информационные, моделирующие и вычислительные ресурсы Интернета. Ряд учебных

курсов кафедры полностью переведены на изложение материала с помощью ноутбуков и

медиапроекторов как на лекциях, так и на практических занятиях.

1. Экран (на штативе или настенный). Минимальный размер 1,25 х 1,25 м.

2. Мультимедиа-проектор. В комплекте: кабель питания, кабели для подключения к

компьютеру, видео- и аудиоисточникам.

3. Персональный компьютер — рабочее место преподавателя. Основные технические

требования: операционная система с графическим интерфейсом, привод для чтения и

записи компакт-дисков, аудио- и видеовходы/выходы, возможность подключения к

локальной сети и выхода в Интернет; в комплекте: клавиатура, мышь со скроллингом,

13

коврик для мыши; оснащен акустическими системами, микрофоном и наушниками;

может быть стационарным или переносным.

4. Персональный компьютер — рабочее место студента. Основные технические

требования: Операционная система с графическим интерфейсом, привод для чтения

компакт-дисков, аудио- и видеовходы/выходы, возможность подключения к

локальной сети и выхода в Интернет; в комплекте: клавиатура, мышь со скроллингом,

коврик для мыши; оснащен микрофоном и наушниками; может быть стационарным

или переносным.

5. Принтер лазерный сетевой. Формат А4 Быстродействие не ниже 25 стр./мин.,

разрешение не ниже 600 х 600 dpi.

6. Сервер. Обеспечивает техническую составляющую формирования единого

информационного пространства. Организацию доступа к ресурсам Интернета.

Должен обладать дисковым пространством, достаточным для размещения цифровых

образовательных ресурсов, необходимых для реализации образовательных стандартов

по дисциплине Информатика и смежным дисциплинам, а также размещения работ

учащихся.

7. Источник бесперебойного питания. Обеспечивает работоспособность в условиях

кратковременного сбоя электроснабжения. Во всех образовательных учреждениях

обеспечивает работу сервера, в местностях с неустойчивым электроснабжением

необходимо обеспечить бесперебойным питанием все устройства.

8. Комплект сетевого оборудования. Должен обеспечивать соединение компьютеров в

единую сеть с выделением отдельных групп, с подключением к серверу и выходом в

Интернет.

9. Комплект оборудования для подключения к сети Интернет. Выбирается в

зависимости от выбранного способа подключения конкретного ОУ.

10. Специальные модификации устройств для ручного ввода текстовой информации и

манипулирования экранными объектами — клавиатура и мышь (и разнообразные

устройства аналогичного назначения).

11. Копировальный аппарат.

6.2 Средства и материально-техническое обеспечение дисциплины

Для решения задач дисциплины «Архитектура ЭВМ и вычислительных систем»

имеются следующие материально-технические средства:

1. Лекционная аудитория, оснащенная компьютерным проектором и экраном;

2. Компьютерный класс, ориентированный на процесс обучения программированию;

3. Наглядный стенд «Структура персонального компьютера»;

4. Лабораторный стенд «Устройство и работа персонального компьютера»;

5. Лабораторный комплекс средств для организации локальной компьютерной сети;

Перед подготовкой к семинарскому занятию, студенты должны внимательно

ознакомиться с планом семинарского занятия, а также с учебной программой по данной

теме. Учебная программа позволяет студентам правильно сформулировать краткий план

ответа, помогает структурированию знаний. После этого, необходимо изучить конспект

лекций и главы учебников, ознакомиться с дополнительной литературой,

рекомендованной к этому занятию. К наиболее сложным вопросам темы целесообразно

составлять конспект ответов.

Семинарские занятия должны способствовать приобретению навыков и умения

выступать перед аудиторией, вести деловую и научную дискуссию, грамотно

сформулировать свою точку зрения по обсуждаемым вопросам.

Свободно оперировать правовыми понятиями и категориями.

14

Семинар должен обеспечить творческую работу с учебным материалом, в том числе,

обсуждение вопросов темы, выполнение письменных и контрольных работ, заслушивание

рефератов по отдельным темам и вопросам и их обсуждение на занятиях, ролевые игры и

т. д.

Список литературы.

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем. Изд-во «Питер», 2006. – 717

с.

2. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных

систем. Изд-во «Форум», 2005. – 511 с.

3. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.:

Питер, 2004. – 668 с.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА:

1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. в 3-х томах. – М.: Мир, 2003.

2. Левкин Г.И., Левкина В.Е. Введение в схемотехнику ПЭВМ IBM PC/АТ. – М.: Изд-

во МПИ, 2001.