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  ЭиВТ 

 

 

 

«   22   »       05       2018 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Архитектура микропроцессоров и программирование на языке ассемблера     

 




Направление подготовки

09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Профиль подготовки

"Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"

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.)

3

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

Зач.  

4

72 / 2  

16  

 

16  

1,6  

0,25  

33,85  

38,15  

Зач.  

Итого

144 / 4  

32  

 

32  

3,2  

0,5  

67,7  

76,3  

 

 

Муром, 2018 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Целями преподавания дисциплины являются: обучение студентов систематизированным представлениям о принципах, методах и средствах реализации аппаратного и программного обеспечения ЭВМ.

Основными задачами изучения дисциплины являются изучение основных элементов архитектуры современных микропроцессоров, программной модели микропроцессоров семейства Intel х86, получение практических навыков программирования на языке ассемблера, использование ассемблерных фрагментов в программах на языках высокого уровня.

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.05))

Дисциплина «Архитектура микропроцессоров и программирование на языке ассемблера» входит в вариативную часть профессионального цикла основной образовательной программы по направлению «Информатика и вычислительная техника» (бакалавриат). Изучение дисциплины основывается на базе знаний, полученных студентами в ходе освоения дисциплин «Информатика», «Программирование», «Дискретная математика». На дисциплине «Архитектура микропроцессоров и программирование на языке ассемблера» базируется изучение дисциплин: «Микропроцессорные системы», «ЭВМ и периферийные устройства», «Защита информации», «Операционные системы», «Системное программное обеспечение», «Сети и телекоммуникации»

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-5 способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности.

ПК-2 способность разрабатывать компоненты аппаратно-программных комплексов и баз данных, используя современные инструментальные средства и технологии программирования.

 

В результате освоения дисциплины обучающийся должен демонстрировать следующие результаты образования:

1) Знать:

архитектуру МПС; (ПК-2).

систему команд МП Intel х86; (ПК-2).

технологии программирования на языке низкого уровня; (ОПК-5).

2) Уметь:

ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения, использовать прикладные системы программирования, разрабатывать основные программные документы; (ОПК-5).

применять фрагменты программ написанных на языке низкого уровня в программах на ЯВУ (ПК-2).

3) Владеть:

языком программирования низкого уровня, навыками разработки и отладки программ на таком языке; (ОПК-5).

методами и средствами разработки и оформления технической документации. (ПК-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

Архитектура МПС.

3

4

4

36

тестирование, отчет по лабораторной работе

2

Программирование на языке ассемблера.

3

12

12

2,15

тестирование, отчет по лабораторной работе

Всего за  семестр

72

16

16

38,15

1,6

0,25

Зач.

3

Организация подпрограмм.

4

4

12

17,85

тестирование, отчет по лабораторной работе

4

Макросы и условное ассемблирование.

4

6

4

0

тестирование, отчет по лабораторной работе

5

Архитектура и программирование сопроцессора

4

6

20,3

тестирование, отчет по лабораторной работе

Всего за  семестр

72

16

16

38,15

1,6

0,25

Зач.

Итого   

144

32

32

76,3

3,2

0,5

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 3

Раздел 1. Архитектура МПС.

Лекция 1.

Программно-аппаратная архитектура процессоров Intel (2 часа).

Лекция 2.

Формат машинных команд (2 часа).

Раздел 2. Программирование на языке ассемблера.

Лекция 3.

Программирование на языке ассемблера (2 часа).

Лекция 4.

Команды передачи данных (2 часа).

Лекция 5.

Арифметические команды (2 часа).

Лекция 6.

Команды логических операций и сдвигов (2 часа).

Лекция 7.

Команды передачи управления (2 часа).

Лекция 8.

Команды обработки цепочек (2 часа).

Семестр 4

Раздел 3. Организация подпрограмм.

Лекция 9.

Команды управления процессором. Команды двоично-десятичной арифметики (2 часа).

Лекция 10.

Организация подпрограмм (2 часа).

Раздел 4. Макросы и условное ассемблирование.

Лекция 11.

Связь ассемблера с с языками высокого уровня (2 часа).

Лекция 12.

Макросредства языка ассемблера (2 часа).

Лекция 13.

Сложные структуры данных (2 часа).

Раздел 5. Архитектура и программирование сопроцессора

Лекция 14.

Архитектура сопроцессора. Форматы данных (2 часа).

Лекция 15.

Система команд сопроцессора (2 часа).

Лекция 16.

Исключения сопроцессора и их обработка (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Не планируется.

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Семестр 3

Раздел 1. Архитектура МПС.

Лабораторная 1.

Знакомство с программами в машинных кодах (4 часа).

Раздел 2. Программирование на языке ассемблера.

Лабораторная 2.

Процесс создания и отладки программы на языке ассемблера (4 часа).

Раздел 3. Организация подпрограмм.

Лабораторная 3.

Организация подпрограмм на языке ассемблера (4 часа).

Раздел 4. Программирование на языке ассемблера.

Лабораторная 4.

Инструкции обработки цепочек (4 часа).

Семестр 4

Раздел 5. Программирование на языке ассемблера.

Лабораторная 5.

Организация файловых обменов (4 часа).

Раздел 6. Организация подпрограмм.

Лабораторная 6.

Связь подпрограмм на ассемблере с программами на языке высокого уровня (4 часа).

Лабораторная 7.

Связь подпрограмм на ассемблере IA-32 с программами на языке высокого уровня (4 часа).

Раздел 7. Макросы и условное ассемблирование.

Лабораторная 8.

Макросредства языка ассемблер (4 часа).

 

Методические указания для лабораторных работ доступны по ссылке: http://elib.mivlgu.local/index.php?mod=book_inf&com=view_inf&book_id=2861

 

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. История и архитектура процессоров фирм DEC, Intel , Motorola.

2. Режимы адресации в различных процессорах.

3. Управление памятью. Диспетчер памяти. Сегментная организация. Дескрипторные таблицы. Защита памяти. Компромисс между аппаратными и программными средствами защиты. Сегментация, виртуальная память.

4. Аппаратные средства поддержки многозадачного режима. Защищенный режим процессоров I80x86.

5. Команды работы с отдельными разрядами и битовыми полями. Команды обработки отдельных битовых полей.

6. Сложные структуры данных: массивы, структуры, объединения, записи.

7. Сопроцессор. Представление данных с плавающей запятой.

8. Сопроцессор. Различные подходы к реализации: FIS, FPU. Intel 80x86, - ESC-команды.

9. Сопроцессор. Регистры, организация внутреннего стека. Основные арифметические команды. Команды преобразований и синхронизации. Трансцедентные команды. Особенности вычислений с плавающей запятой, нормализация чисел.

 

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.

 

 

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. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания.

 

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 микропроцессоров и программирование на языке ассемблера

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Пирогов В. Ассемблер для Windows. 4 изд. — Санкт-Петербург: БХВ-Петербург 2012 г.— 896 с. — Электронное издание. — ISBN 978-5-9775-0084-5 - http://ibooks.ru/product.php?productid=335177

2. Программирование на языке ассемблера: Практикум для студентов образовательной программы 09.03.01 Информатика и вычислительная техника / сост. Бейлекчи Д.В., Холкина Н.Е. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. (1,7 Мб). - Муром.: МИ ВлГУ, 2016. – 1 электрон. опт. диск (CD-R). – Систем. требования: процессор х86 с тактовой частотой 500 МГц и выше; 512 Мб ОЗУ; Windows ХР/7/8; видеокарта SVGA 1280x1024 High Color (32 bit); привод CD-ROM. - Загл. с экрана. - № госрегистрации 0321602844 - http://elib.mivlgu.local/index.php?mod=book_inf&com=view_inf&book_id=2861

3. Довгий П.С. Прикладная архитектура базовой модели процессора Intel / П.С. Довгий, В.И. Поляков - Санкт-Петербург: НИУ ИТМО, 2012. - 115 с. - http://books.ifmo.ru/book/705/prikladnaya_arhitektura_bazovoy_modeli_processora_Intel.htm

4. Якубович Д. А. Программирование на языке ассемблер. Macro Assembler: практикум / Якубович Д. А., Медведев Ю. А., 2017. - http://e.lib.vlsu.ru:80/handle/123456789/5945

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Программирование на языке ассемблера: методические указания к лабораторному практикуму. В 2 ч. / Сост. - Бейлекчи Д.В., Калинкина Н.Е. – Муром: Изд. - ИПЦ МИ ВлГУ, 2007. - Ч1. 60 с. - 75 экз.

2. Программирование на языке ассемблера: методические указания к лабораторному практикуму. В 2 ч. / Сост. - Бейлекчи Д.В., Калинкина Н.Е. – Муром: Изд. - ИПЦ МИ ВлГУ, 2007. - Ч2. 63 с . - 75 экз.

3. Архитектура микропроцессора и программирование на языке ассемблера: методические указания по выполнению контрольной работы для студентов направления подготовки 230000 Информатика и вычислительная техника / сост. Д.В. Бейлекчи, Н.Е. Холкина. – Муром: ИПЦ МИ ВлГУ, 2011. – 27 с. – Библиогр.: с.26. - 74 экз.

4. Информатика. Программирование на языке ассемблера: Учебное пособие / Шубников В.Г., Беляев В.С, Беляев С.Ю.. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. - 101 с. - http://window.edu.ru/resource/671/76671

5. Коршунов А.Д. Сборник задач и упражнений для лабораторного практикума по курсу "ЭВУ и системы" (изучение архитектуры - http://window.edu.ru/resource/610/50610

6. Рощин А.В. Системное программное обеспечение: Учебное пособие (издание 2-е, дополненное). - М.: МГУПИ, 2007. - 166 с. - http://window.edu.ru/resource/356/54356

7. Рощин А.В. Системное программное обеспечение. Особенности программирования 32-разрядных процессоров: Учебное пособие. - М.: МГУПИ, 2008. - 148 с. - http://window.edu.ru/resource/357/54357

8. Кирнос В.Н. Введение в вычислительную технику. Основы организации ЭВМ и программирование на Ассемблере [Электронный ресурс] : учебное пособие / В.Н. Кирнос. — Электрон. текстовые данные. — Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники, Эль Контент, 2011. — 172 c. — 978-5-4332-0019-7. — Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/13921.html - http://www.iprbookshop.ru/13921.html

 

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:

Информационно-образовательный портал МИ ВлГУ https://www.mivlgu.ru/iop/

Электронный учебный курс «Архитектура ЭВМ и язык ассемблера» (http://www.intuit.ru/studies/courses/535/391/info)

Электронная библиотека «ЭВРИКА» http://elib.mivlgu.local/

Электронная библиотека ВлГУ http://e.lib.vlsu.ru/

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

Научная электронная библиотека "eLibrary" http://elibrary.ru

Программное обеспечение:

Лаборатория микропроцессорных систем и цифровых автоматов

Операционная система: Windows 7 Enterprise (подписка DreamSpark Premium Electronic Software Delivery (3 year) Renewal, договор №453 от 16.12.2014 года)

Файловый менеджер: FreeCommander (free software)

Компилятор ассемблера: Flat assembler (free software, BSD)

Среда разработки: Fresh IDE (free software, EUPL 1.1)

 

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

ibooks.ru

elib.mivlgu.local

books.ifmo.ru

e.lib.vlsu.ru:80

window.edu.ru

iprbookshop.ru

 

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

Лаборатория микропроцессорных систем и цифровых автоматов

Компьютер Intel Celeron - 7 шт.; осциллограф С1-65; генератор Г3-109; вольтметр В7-26; учебный лабораторный комплекс SDK-1.1; стенд учебный лабораторный LESO1; экран настенный

 

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 расчета электрических цепей с применением основных законов и методов расчета, проектирования схем устройств ЭВМ, 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 – зачет. 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.

 



РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Архитектура микропроцессоров и программирование на языке ассемблера»

по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

 

Рабочая программа дисциплины «Архитектура микропроцессоров и программирование на языке ассемблера» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

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

Цель дисциплины: Целями преподавания дисциплины являются: обучение студентов систематизированным представлениям о принципах, методах и средствах реализации аппаратного и программного обеспечения ЭВМ.

Основными задачами изучения дисциплины являются изучение основных элементов архитектуры современных микропроцессоров, программной модели микропроцессоров семейства Intel х86, получение практических навыков программирования на языке ассемблера, использование ассемблерных фрагментов в программах на языках высокого уровня.

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 микропроцессоров и программирование на языке ассемблера» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

 

22.05.2018 г.