Информация о дисциплине

ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ

Общий объем дисциплины составляет 6 зачетных единиц (з.е.), 216 академических часа.

Таблица 2. Объём дисциплины по видам учебных занятий (в часах)

Виды учебной работы Объем в часах по семестрам
Всего 1 семестр
1. Контактная работа обучающихся с преподавателем по видам учебных занятий  (всего)
Аудиторная работа (всего) 85 85
·      Лекции (Л) 51 51
·      семинары (С)    
·      лабораторные работы (ЛР) 34 34
2. Самостоятельная работа обучающихся (СР) (всего) 131 131
·          Проработка учебного материала лекций 10 10
·          Подготовка к семинарам    
·          Подготовка к лабораторным работам 13 13
·          Подготовка к рубежному контролю, контрольной работе 6 6
·          Подготовка докладов, рефератов, презентации    
·          Выполнение домашнего задания    
·          Выполнение  курсовой работы 72 72
·          Подготовка к государственной итоговой аттестации, в том числе выполнение ВКР    
·          Подготовка к экзамену 30 30
Вид промежуточной аттестации обучающегося экз экз

Содержание дисциплины, структурированное по модулям.

Модуль 1. Теоретические основы проектирования и построения ВСАСОИУ (24 часа)

Лекции по модулю 1. Содержание. Объем часов:
Лекция 1. История развития ЭВМ. Поколения ЭВМ. Принципы построения ЭВМ.
Неймановские принципы построения ЭВМ. Структура машины Фон-Неймана.
Вычислительные системы АСОИУ. Классификация и архитектурные особенности.
2 часа
Лекция 2. Структурная организация современных вычислительных средств.
Построение ЭВМ на основе единого интерфейса.
Основные характеристики ЭВМ.
2 часа
Лекция 3. Представление данных в ЭВМ.
Способы адресации. Прямая, непосредственная, косвенная, регистровая, неявная адресация, относительная, страничная адресация.
2 часа
Лекция 4. Машинные команды. Форматы и структура машинных команд. Взаимодействие устройств ЭВМ при выполнении машинной команды.
Совмещение операций в ЭВМ.
2 часа
Лекция 5. Теоретические основы логического проектирования операционных устройств.
Операционный и управляющий автоматы. Принципы микропрограммного управления операциями. Язык функционального микропрограммирования (ЯФМП).
2 часа
Лекция 6. ЯФМП. Описание слов и массивов. Двоичные операции и двоичные выражения. Микрооперации. Типовые микрооперации. Совместимость операций. Логические условия. Содержательный граф ФМП. 2 часа
Лекция 7. Структурный базис операционного автомата (ОА). (Память, шины, комбинационные схемы). Описание ОА. Шины. Управляемые шины. Мультиплексоры регистры. Порядок проектирования операционного автомата. Пример синтеза канонической структуры ОА. 2 часа
Лекция 8. Операционные элементы (ОЭ). Классификация. Основные характеристики.
Построение ОЭ на основе регистра. Построение ОЭ на основе мультиплексора. Построение ОЭ на основе счётчика. Построение ОЭ на основе АЛУ.
2 часа
Лекция 9. Понятия комбинационной схемы и цифрового автомата (ЦА).
Разновидности цифровых автоматов. Структуры цифровых автоматов Мура и Мили. Понятие управляющего автомата (УА). Исходные данные для проектирования управляющих автоматов. Использование закодированного графа ФМП для проектирования УА.
2 часа
Лекция 10. Методика синтеза управляющего автомата. Синтез управляющего автомата по схеме Мура. Формирование сигналов возбуждения и выходных сигналов. ПЛМ, как блок УА. Структура ПЛМ и методика программирования ПЛМ. Функциональная структура УА на основе ПЛМ и регистра. 2 часа
Лекция 11. Формирование таблицы переходов по закодированному графу ФМП и кодирование ПЛМ. Микропрограммные устройства управления. Структура и работа. 2 часа
Лекция 12. Микропрограммные устройства управления. Методы формирования управляющих сигналов. МПУУ с принудительной и естественной адресацией. Методы повышения быстродействия МПУУ. 2 часа
Семинары по модулю 1. Содержание. Объем часов:

РПД не предусмотрены.

Лабораторные работы по модулю 1. Содержание. Объем часов:
1. Исследование операционного элемента на основе арифметико-логического устройства. 4 часа
2. Программирование в машинных кодах на макете микропроцессорного комплекта 1804. 4 часа
3. Ознакомление с командами и интерфейсом макета МП-589.
Выполнение тестовых задач.
4 часа
4. Разработка программ алгоритмов сложения чисел со знаками в дополнительном, обратном и модифицированных кодах на макете МП-589. 4 часа
Самостоятельная работа (по видам самостоятельной работы). Объем часов:
    • Проработка лекционного материала — 5 ч
    • Подготовка к лабораторным работам — 6 ч
    • Подготовка к письменной контрольной работе по модулю 3.
    • Выполнение курсовой работы — 36 ч

Модуль 2. Устройства вычислительных средств АСОИУ (27 часов)

Лекции по модулю 2. Содержание. Объем часов:
Лекция 1. Процессоры. Классификация. Основное назначение и типовые выполняемые функции. Универсальные процессоры. Разновидности архитектур процессоров. Функциональные, стековые и ассоциативные процессоры. Конвейерные, векторные и матричные процессоры. 2 часа
Лекция 2. Фон-Неймановская и Гарвардская архитектуры процессоров.
Суперскалярные процессоры. Функционирование конвейеров в процессоре. Разновидности задержек и простоев конвейеров в процессорах. Механизм предсказания переходов. Назначение и типы регистров процессора.
Многоядерные архитектуры ЦП. Особенности использования КЭШ-памяти и оперативной памяти в многоядерных процессорах.
2 часа
Лекция 3. Внутренняя и внешняя КЭШ-память процессора. Типы КЭШ-памяти.
Различие в работе КЭШ-памяти с непосредственным отображением, полностью ассоциативной и множественно-ассоциативной.
2 часа
Лекция 4. Запоминающие устройства ПК. Классификация по функциональному назначению. Структуры адресных ЗУ: 2D, 3D, 2DM. Адресные и безадресные ЗУ. Устройство ячейки хранения статического МОП-ЗУ, и динамического МОП-ЗУ. 2 часа
Лекция 5. Типовая архитектура персонального компьютера. Функциональная организация и типовые компоненты системной платы ПК. Назначение слотов расширения. 2 часа
Лекция 6. Интерфейсы шин персонального компьютера. Особенности функционирования шин: ISA, EISA, PCI, SCSi, USB. Параллельный и последовательный порт. 2 часа
Лекция 7. Устройства отображения информации. Мониторы, жидкокристаллические и плазменные панели. Принцип работы. Сенсорные экраны и панели. Планшеты. 2 часа
Лекция 8. Внешние запоминающие устройства (ВЗУ). Классификация.
Принцип записи на магнитные носители. Разновидности способов магнитной записи. Магнитные домены.
2 часа
Лекция 9. Принцип работы накопителей на жёстких магнитных дисках, структура записи на магнитных дисках. Дисковые подсистемы файловых серверов. Отказоустойчивые RAID-массивы дисковых подсистем. 2 часа
Лекция 10. Оптические и голографические ЗУ. Классификация. Принцип считывания и записи. 2 часа
Лекция 11. Устройства ввода-вывода. Принтеры, сканеры. Типы принтеров и устройство принтеров. Принцип работы лазерного принтера. 2 часа
Лекция 12. Блоки питания ПК и ЭВМ. Основные характеристики. Требования к параметрам электропитания в вычислительных устройствах. Устройство и типы источников бесперебойного питания. 2 часа
Лекция 13. Однокристальные ЭВМ – микроконтроллеры (МК). Особенности архитектур микроконтроллеров. Функциональная структура МК на основе системной магистрали. Дополнительные блоки МК. 2 часа
Лекция 14. Правила сдачи экзамена и анализ экзаменационных билетов. 1 час
Семинары по модулю 2.

РПД не предусмотрены.

Лабораторные работы по модулю 2. Содержание. Объем часов:
5. Разработка тестовых программ на микропрограммном уровне на эмуляторе «CUU». 4 часа
6. Разработка обобщённого графа индивидуального задания и ввод исходных данных для эмулятора «CUU». 4 часа
7. Отладка структуры управляющего автомата для индивидуального задания на эмуляторе «CUU». 6 часов
8. Синтез программируемой логической матрицы для управляющего автомата. 4 часа
Самостоятельная работа (по видам самостоятельной работы). Объем часов:
    • Проработка лекционного материала — 5 ч
    • Подготовка к лабораторным работам — 7 ч
    • Подготовка к письменной контрольной работе по модулю 3.
    • Выполнение курсовой работы — 36 ч

Таблица оценивания по дисциплине в баллах

№ п/п Наименование модуля дисциплины Минимум Максимум
1 семестр
1. Модуль 1. Теоретические основы проектирования и построения ВСАСОИУ. 21 35
2. Модуль 2. Архитектура устройств ВСАСОИУ. 21 35
3. Экзамен 18 30
Итого 60 100

Курсовая работа

№ п/п Наименование модуля дисциплины Минимум Максимум
1. Курсовая работа 60 100
Итого 60 100
Последнее изменение: Среда, 8 октября 2025, 22:29