Министерство образования и науки Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ПИн 

 

 

 

«   31   »       05       2016 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Архитектура вычислительных систем     

 




Направление подготовки

09.03.04 Программная инженерия

Профиль подготовки

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр









          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

4

144 / 4  

20  

 

28  

4  

0,35  

52,35  

65  

Экз.(26,65)  

Итого

144 / 4  

20  

 

28  

4  

0,35  

52,35  

65  

26,65  

 

Муром, 2016 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: дать студентам систематизированные сведения о структуре и принципах работы вычислительных систем разного назначения, о методах исследования вычислительных систем, об основах их проектирования

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.Б.14))

Базовые дисциплины для данного курса: Теория автоматов и формальных языков, Введение в программную инженерию, Архитектура микропроцессоров и программирование на языке ассемблера. Базирующиеся дисциплины: Конструирование программного обеспечения, Цифровая обработка информации,Организация ЭВМ и систем,Тестирование программного обеспечения, Проектирование человеко-машинного интерфейса, Проектирование и архитектура программных систем. ВКР

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-2 владение архитектурой электронных вычислительных машин и систем.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

архитектуру современных электронных вычислительных машин и систем, устройство современных электронных вычислительных машин и систем (ОПК-2).

2) Уметь:

использовать основные представления об архитектуре современных электронных вычислительных машин и систем(ОПК-2).

3) Владеть:

основными представлениями об архитектуре современных электронных вычислительных машин и систем (ОПК-2).

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетные единицы, 144 часа.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Основные структуры вычислительных систем

4

6

8

16

Устный опрос, тестирование

2

Алгоритмы функционирования вычислительных систем

4

6

8

16

Устный опрос, тестирование

3

Методы параллельных вычислений

4

12

16

Устный опрос, тестирование

4

4

8

17

Всего за  семестр

144

20

28

65

4

0,35

Экз.(26,65)

Итого   

144

20

28

65

4

0,35

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Основные структуры вычислительных систем

Лекция 1.

Принципы построения вычислительных систем (2 часа).

Лекция 2.

Архитектура системы команд (2 часа).

Лекция 3.

Функциональная схема вычислительной машины (2 часа).

Раздел 2. Алгоритмы функционирования вычислительных систем

Лекция 4.

Устройства управления (2 часа).

Лекция 5.

Операционные устройства (2 часа).

Лекция 6.

Основная, стековая и кэш память (2 часа).

Раздел 3.

Лекция 7.

Внешняя и виртуальная память (2 часа).

Лекция 8.

Организация шин ЭВМ (2 часа).

Лекция 9.

Системы ввода/вывода (2 часа).

Лекция 10.

Архитектура процессоров (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Основные структуры вычислительных систем

Лабораторная 1.

Тестирование звуковой карты (4 часа).

Лабораторная 2.

Тестирование видеокарты (4 часа).

Раздел 2. Алгоритмы функционирования вычислительных систем

Лабораторная 3.

Тестирование монитора (4 часа).

Лабораторная 4.

Тестирование жесткого диска (4 часа).

Раздел 3. Методы параллельных вычислений

Лабораторная 5.

Тестирование флэш-карты (4 часа).

Лабораторная 6.

Тестирование оперативной памяти (4 часа).

Лабораторная 7.

Тестирование сети (4 часа).

 

Методические указания к лабораторным работам приведены в ИОП МИ ВлГУ https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=1083

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Представление информации в вычислительных машинах.

2. Логические основы построения вычислительной машины.

3. Основные блоки ЭВМ, их назначение и функциональные характеристики.

4. Системные платы и чипсеты.

5. Средства мультимедиа.

6. Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы.

7. Основы построения компьютерных сетей.

8. Локальные вычислительные сети.

9. Беспроводные компьютерные сети.

10. Корпоративные компьютерные сети.

11. Архитектура автоматических, автоматизированных и ручных систем.

12. Файловая структура Android .

13. Архитектура поисковых систем. Yandex.

14. Архитектура поисковых систем. Google.

15. Открытые системы.

16. Сервис Ориентированные системы.

17. Архитектура платежных ИС.

18. Архитектура систем электронной безопасности.

19. Архитектура систем защиты информации.

20. Архитектура видеоредакторов.

21. Архитектура фоторедакторов.

22. Архитектура систем обработки звука.

23. Архитектура облачных сервисов.

2. Архитектура экспертных систем.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

4

144 / 4  

6  

 

8  

3  

0,6  

17,6  

118  

Экз.(8,4)  

Итого

144 / 4  

6  

 

8  

3  

0,6  

17,6  

118  

8,4  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Основные структуры вычислительных систем

4

2

4

40

устный опрос, контрольная работа

2

Алгоритмы функционирования вычислительных систем

4

2

4

40

устный опрос, контрольная работа

3

Методы параллельных вычислений

4

2

38

устный опрос,контрольная работа

Всего за  семестр

144

6

8

+

118

3

0,6

Экз.(8,4)

Итого   

144

6

8

118

3

0,6

8,4

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 4

Раздел 1. Основные структуры вычислительных систем

Лекция 1.

Принципы построения вычислительных систем (2 часа).

Раздел 2. Алгоритмы функционирования вычислительных систем

Лекция 2.

Архитектура системы команд (2 часа).

Раздел 3. Методы параллельных вычислений

Лекция 3.

Функциональная схема вычислительной машины (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 4

Раздел 1. Основные структуры вычислительных систем

Лабораторная 1.

Диагностика установленного оборудования (4 часа).

Раздел 2. Алгоритмы функционирования вычислительных систем

Лабораторная 2.

Тестирование звуковой карты (4 часа).

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Представление информации в вычислительных машинах.

2. Логические основы построения вычислительной машины.

3. Основные блоки ЭВМ, их назначение и функциональные характеристики.

4. Системные платы и чипсеты.

5. Средства мультимедиа.

6. Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы.

7. Основы построения компьютерных сетей.

8. Локальные вычислительные сети.

9. Беспроводные компьютерные сети.

10. Корпоративные компьютерные сети.

11. Архитектура автоматических, автоматизированных и ручных систем.

12. Файловая структура Android .

13. Архитектура поисковых систем. Yandex.

14. Архитектура поисковых систем. Google.

15. Открытые системы.

16. Сервис Ориентированные системы.

17. Архитектура платежных ИС.

18. Архитектура систем электронной безопасности.

19. Архитектура систем защиты информации.

20. Архитектура видеоредакторов.

21. Архитектура фоторедакторов.

22. Архитектура систем обработки звука.

23. Архитектура облачных сервисов.

24. Архитектура экспертных систем.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Перечень тем контрольных работ.

2. .

3. 1.Принципы построения вычислительных систем.

4. 2.Архитектура системы команд.

5. 3.Функциональная схема вычислительной машины.

6. 4.Устройства управления.

7. 5.перационные устройства.

8. 6.Основная, стековая и кэш память.

9. 7.Внешняя и виртуальная память.

10. 8.Организация шин ЭВМ.

11. 9.Системы ввода/вывода.

12. 10.Архитектура процессоров.

13. 11.Конвейеризация вычислений и суперскалярные процессоры.

14. 12.Параллельные вычисления.

15. 13.Статические топологии вычислительных систем.

16. 14.Динамические топологии вычислительных систем.

17. 15.Вычислительные системы класса SIMD.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

Не планируется.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход, когда преподавателем разбирается на конкретном примере проблемная ситуация, все шаги решения задачи студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. Затем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

Во время выполнения лабораторных и практических работ каждому студенту выдается конкретное задание, тем самым формируется способность обучающихся к самостоятельной работе при решений определенных задач, связанных с изучением конкретных видов ПО.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Архитектура вычислительных систем

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Орлов С.А., Цилькер Б. Я. Организация ЭВМ и систем: Учебник для вузов. 3-е изд. Стандарт третьего поколения. — СПб.: Питер, 2014. — 688 с.: ил. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=340894

2. Молодяков С.А. Архитектура ЭВМ. Часть 1. Основы организации ЭВМ: учебное пособие. СПб.: Изд. СПбГПУ, 2014. - 321 с. - http://elib.spbstu.ru/dl/2/4690.pdf/info

3. Молодяков С.А. Архитектура ЭВМ. Часть 2. Современные процессоры и мультипроцессорные системы. Периферийные устройства: учебное пособие. СПб.: Изд. СПбГПУ, 2014. - 342 с. - http://elib.spbstu.ru/dl/2/4691.pdf/info

4. Трутнев Д.Р. Архитектуры информационных систем. Основы проектирования: Учебное пособие. - СПб.: НИУ ИТМО, 2012. - 66 с. - http://window.edu.ru/resource/174/78174

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем : Учебник для вузов. 2-е изд. — СПб.: Питер, 2009. — 720 с.: ил. - http://ibooks.ru/reading.php?productid=21562

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

Электронная библиотечная система "BOOK.ru" (http://book.ru/);

Электронная библиотечная системы "IPRBooks" (http://www.iprbookshop.ru/);

Электронная библиотечная система "iBooks.ru" (http://www.ibooks.ru/);

Единое окно доступа к информационным ресурсам (http://window.edu.ru/);

Электронная библиотека СПбПУ (http://elib.spbstu.ru/).

Программное обеспечение:

Лаборатория открытого программного обеспечения.

Mathcad v.15 (государственный контракт №1 от 10.01.2012 года)

Libre Office v.5 (free software, MPL)

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

ibooks.ru

elib.spbstu.ru

window.edu.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

Лаборатория открытого программного обеспечения.

Комплект учебно-методических пособий.

Компьютер на базе процессора Celeron; компьютер на базе процессора AMD Athlon;

3 компьютера на базе процессора Intel Pentium 4;

контрольно-измерительные приборы; осциллографы С1-12; С1-83; генераторы Г4-116; Г4-158; Г3-112; источники питания Б5-44; Б5-44А; частотомер Ч3-38.

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями.

До выполнения лабораторных работ обучающийся изучает соответствующий раздел теории. Перед занятием студент знакомится с описанием заданий для выполнения работы, внимательно изучает содержание и порядок проведения лабораторной работы. Лабораторная работа проводятся в компьютерном классе. Обучающиеся выполняют индивидуальную задачу компьютерного моделирования в соответствии с заданием на лабораторную работу. Полученные результаты исследований сводятся в отчет и защищаются по традиционной методике в классе на следующем лабораторном занятии. Необходимый теоретический материал, индивидуальное задание, шаги выполнения лабораторной работы и требование к отчету приведены в методических указаниях, размещенных на информационно-образовательном портале института.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 


лист_утверждения


РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Архитектура вычислительных систем»

по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия

 

Рабочая программа дисциплины «Архитектура вычислительных систем» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 144 час. (4 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является экзамен .

Цель дисциплины: дать студентам систематизированные сведения о структуре и принципах работы вычислительных систем разного назначения, о методах исследования вычислительных систем, об основах их проектирования

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Архитектура вычислительных систем» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.04 Программная инженерия.

 

31.05.2016 г.