Рабочая программа дисциплины - Учебно-методический комплекс

Рабочая программа дисциплины

 

 

 

 

 

 

 

 

Рабочая программа учебной дисциплины

 

ОП.02. Архитектура аппаратных средств

 

Специальность 09.02.07 Информационные  системы  и  программирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2018г.

 

Согласованно

Утверждаю

Председатель ПЦК

Зам.директора по УР

________________ Г.В. Холуева

________________О.В. Романцова

«___»  _________2018 г.

«___» ___________ 2018 г.

 

 

     

 

 

Рабочая программа учебной дисциплины разработана на основе примерной ОПОП в составе БУП (базовый учебный план)    по специальности среднего профессионального образования 09.02.07 Информационные системы и программирование

 

 

Организация-разработчик: ГБПОУ «Суражский педагогический колледж им. А.С.Пушкина»

 

 

 

Разработчик: 

Савченко М.В., Кулешов И.Н., преподаватель высшей квалификационной категории

 

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1.  Общая характеристика программы учебной дисциплины.                     

2.  Структура учебной дисциплины.                                                              

3.  Условия реализации программы       .                                                      

4.  Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины.

 

 

 

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Архитектура аппаратных средств»

1.1. Область применения рабочей программы

Рабочая программа учебной дисциплины «Архитектура аппаратных средств» является частью образовательной программы в соответствии с ФГОС СПО по специальности 09.02.07 Информационные системы и программирование (квалификация: специалист по информационным системам)

1.2. Место учебной дисциплины в структуре образовательной программы СПО: дисциплина «Архитектура аппаратных средств» относится к общепрофессиональным дисциплинам (ОП.02).

1.3. Цель и планируемые результаты освоения дисциплины:

Код

Умения

Знания

ОК 1.

Распознавать задачу и/или проблему в профессиональном и/или социальном контексте; анализировать задачу и/или проблему и выделять её составные части; определять этапы решения задачи; выявлять и эффективно искать информацию, необходимую для решения задачи и/или проблемы;

составить план действия; определить необходимые ресурсы;

владеть актуальными методами работы в профессиональной и смежных сферах; реализовать составленный план; оценивать результат и последствия своих действий (самостоятельно или с помощью наставника)

Актуальный профессиональный и социальный контекст, в котором приходится работать и жить; основные источники информации и ресурсы для решения задач и проблем в профессиональном и/или социальном контексте;

алгоритмы выполнения работ в профессиональной и смежных областях; методы работы в профессиональной и смежных сферах; структуру плана для решения задач; порядок оценки результатов решения задач профессиональной деятельности

ОК 2.

Определять задачи для поиска информации; определять необходимые источники информации; планировать процесс поиска; структурировать получаемую информацию; выделять наиболее значимое в перечне информации; оценивать практическую значимость результатов поиска; оформлять результаты поиска

Номенклатура информационных источников, применяемых в профессиональной деятельности; приемы структурирования информации; формат оформления результатов поиска информации

ОК 4.

Организовывать работу коллектива и команды; взаимодействовать с коллегами, руководством, клиентами в ходе профессиональной деятельности

Психологические основы деятельности коллектива, психологические особенности личности; основы проектной деятельности

ОК 5.

Грамотно излагать свои мысли и оформлять документы по профессиональной тематике на государственном языке, проявлять толерантность в рабочем коллективе

Особенности социального и культурного контекста; правила оформления документов и построения устных сообщений

ОК 9.

Применять средства информационных технологий для решения профессиональных задач; использовать современное программное обеспечение

Современные средства и устройства информатизации; порядок их применения и программное обеспечение в профессиональной деятельности

ОК 10.

Понимать общий смысл четко произнесенных высказываний на известные темы (профессиональные и бытовые), понимать тексты на базовые профессиональные темы; участвовать в диалогах на знакомые общие и профессиональные темы; строить простые высказывания о себе и о своей профессиональной деятельности; кратко обосновывать и объяснить свои действия (текущие и планируемые); писать простые связные сообщения на знакомые или интересующие профессиональные темы

Правила построения простых и сложных предложений на профессиональные темы; основные общеупотребительные глаголы (бытовая и профессиональная лексика); лексический минимум, относящийся к описанию предметов, средств и процессов профессиональной деятельности; особенности произношения; правила чтения текстов профессиональной направленности

ПК 4.1

Подбирать и настраивать конфигурацию программного обеспечения компьютерных систем.

Проводить инсталляцию программного обеспечения компьютерных систем.

Производить настройку отдельных компонент программного

Основные методы и средства эффективного анализа функционирования программного обеспечения.

Основные виды работ на этапе сопровождения ПО.

ПК 4.2

Измерять и анализировать эксплуатационные характеристики качества программного обеспечения.

Основные методы и средства эффективного анализа функционирования программного обеспечения.

Основные принципы контроля конфигурации и поддержки целостности конфигурации ПО.

ПК 5.2

Осуществлять математическую и информационную постановку задач по обработке информации.

Использовать алгоритмы обработки информации для различных приложений.

Основные платформы для создания, исполнения и управления информационной системой.

Национальную и международную систему стандартизации и сертификации и систему обеспечения качества продукции, методы контроля качества.

Сервисно - ориентированные архитектуры.

Важность рассмотрения всех возможных вариантов и получения наилучшего решения на основе анализа и интересов клиента.

Методы и средства проектирования информационных систем.

Основные понятия системного анализа.

ПК 5.3.

Создавать и управлять проектом по разработке приложения и формулировать его задачи.

Дополнительно для квалификаций "Специалист по информационным системам" и "Разработчик web и мультимедийных приложений":

Использовать языки структурного, объектно-ориентированного программирования и языка сценариев для создания независимых программ.

Разрабатывать графический интерфейс приложения.

Национальную и международную системы стандартизации и сертификации и систему обеспечения качества продукции.

Методы контроля качества объектно-ориентированного программирования.

Объектно-ориентированное программирование.

Спецификации языка программирования, принципы создания графического пользовательского интерфейса (GUI).

Дополнительно для квалификаций "Специалист по информационным системам" и "Разработчик web и мультимедийных приложений":

Файлового ввода-вывода.

ПК 5.6.

Разрабатывать проектную документацию на эксплуатацию информационной системы.

Использовать стандарты при оформлении программной документации.

Основные модели построения информационных систем, их структура.

Дополнительно для квалификаций "Специалист по информационным системам" и "Разработчик web и мультимедийных приложений":

Реинжиниринг бизнес-процессов.

ПК 5.7.

Использовать методы и критерии оценивания предметной области и методы определения стратегии развития бизнес-процессов организации.

Решать прикладные вопросы интеллектуальных систем с использованием статических экспертных систем, экспертных систем реального времени.

Системы обеспечения качества продукции.

Методы контроля качества в соответствии со стандартами.

ПК 6.1.

Поддерживать документацию в актуальном состоянии.

Формировать предложения о расширении функциональности информационной системы.

Дополнительно для квалификации "Специалист по информационным системам"

Формировать предложения о прекращении эксплуатации информационной системы или ее реинжиниринге.

Классификация информационных систем.

Принципы работы экспертных систем.

Достижения мировой и отечественной информатики в области интеллектуализации информационных систем.

Дополнительно для квалификации "Специалист по информационным системам"

Структура и этапы проектирования информационной системы.

Методологии проектирования информационных систем.

ПК 6.4.

Применять документацию систем качества.

Применять основные правила и документы системы сертификации РФ.

Методы обеспечения и контроля качества ИС в соответствии со стандартами.

Характеристики и атрибуты качества ИС.

Политику безопасности в современных информационных системах.

ПК 6.5.

Осуществлять настройку информационной системы для пользователя согласно технической документации.

Осуществлять техническое сопровождение, сохранение и восстановление базы данных информационной системы.

Составлять планы резервного копирования.

Определять интервал резервного копирования.

Применять основные технологии экспертных систем.

Регламенты по обновлению и техническому сопровождению обслуживаемой информационной системы.

Терминология и методы резервного копирования, восстановление информации в информационной системе.

ПК 7.1.

Добавлять, обновлять и удалять данные.

Выполнять запросы на выборку и обработку данных на языке SQL.

Дополнительно для квалификации "Администратор баз данных"

Выполнять запросы на изменение структуры базы.

Модели данных, иерархическую, сетевую и реляционную модели данных, их типы, основные операции и ограничения.

Уровни качества программной продукции.

ПК 7.2.

Осуществлять основные функции по администрированию баз данных.

Проектировать и создавать базы данных.

Дополнительно для квалификации " Администратор баз данных"

Развертывать, обслуживать и поддерживать работу современных баз данных и серверов.

Тенденции развития банков данных.

Технология установки и настройки сервера баз данных.

Требования к безопасности сервера базы данных.

ПК 7.3.

Формировать требования к конфигурации локальных компьютерных сетей и серверного оборудования, необходимые для работы баз данных и серверов в рамках поставленной задачи.

Представление структур данных.

Технология установки и настройки сервера баз данных.

Требования к безопасности сервера базы данных.

ПК 7.4.

Развертывать, обслуживать и поддерживать работу современных баз данных и серверов.

Модели данных и их типы.

Основные операции и ограничения.

Уровни качества программной продукции.

ПК 7.5.

Разрабатывать политику безопасности SQL сервера, базы данных и отдельных объектов базы данных.

Владеть технологиями проведения сертификации программного средства.

Технология установки и настройки сервера баз данных.

Требования к безопасности сервера базы данных.

Государственные стандарты и требования к обслуживанию баз данных.

 

1.4. Вариативная часть

В результате освоения вариативной части учебной дисциплины «Архитектура аппаратных средств» студент должен уметь:

-осуществлять мелкий ремонт копировально-множительной техники;

- производить замену расходных материалов;

- определять и устранять мелкие неисправности, осуществлять ремонт периферийного оборудования, определять устаревшее оборудование и программные средства;

В результате освоения вариативной части учебной дисциплины «Архитектура аппаратных средств» студент должен знать:

- элементарную базу логических элементов;

- принципы функционирования микропроцессорной техники;

 

2. СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

 

Вид учебной работы:

Объем часов

1. Занятия во взаимодействии с преподавателем

70

в том числе:

 

лабораторные  работы

0

практические занятия

12

контрольные работы

0

курсовая работа (проект)

0

промежуточная аттестация в форме дифференцированного зачета

0

консультации

 

2. Самостоятельная работа

0

 

 

 

 

 

 

2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины

Наименование разделов и тем

Содержание учебного материала и формы организации деятельности обучающихся

Объем часов

 

обязательная часть

вариативная часть

1

2

3

4

5

Введение

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

1

Понятия аппаратных средств ЭВМ, архитектуры аппаратных средств.

2

 

Лабораторные работы

 

 

                     не предусмотрены

 

 

Практические занятия:

 

 

                     не предусмотрены

 

 

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Раздел 1 Вычислительные приборы и устройства

2

 

 

Тема 1.1.

Классы вычислительных машин

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

1

История развития вычислительных устройств и приборов. Классификация ЭВМ: по принципу действия, по поколения, назначению, по размерам и функциональным возможностям

2

 

Лабораторные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Практические занятия:

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Раздел 2 Архитектура и принципы работы основных логических блоков системы

34

 

 

 

Тема 2.1

Логические основы ЭВМ, элементы и узлы

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

1

Базовые логические операции и схемы: конъюнкция, дизъюнкция, отрицание. Таблицы истинности. Схемные логические элементы: регистры, триггеры, сумматоры, мультиплексор, демультиплексор, шифратор, дешифратор, компаратор. Принципы работы, таблица истинности, логические выражения, схема.

2

 

Лабораторные работы

 

 

                     не предусмотрены

 

 

Практические занятия:

 

 

Изучение логических элементов

2

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Тема 2.2.

Принципы организации ЭВМ

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

1

Базовые представления об архитектуре ЭВМ. Принципы (архитектура) фон Неймана. Простейшие типы архитектур. Принцип открытой архитектуры. Магистрально-модульный принцип организации ЭВМ. Классификация параллельных компьютеров. Классификация архитектур вычислительных систем: классическая архитектура, классификация Флинна.

2

 

Лабораторные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Практические занятия:

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Тема 2.3

Классификация и типовая структура микропроцессоров

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

1

Организация работы и функционирование процессора. Микропроцессоры типа CISC, RISC, MISC. Характеристики микропроцессора. Устройство управления, арифметико-логическое устройство.

2

 

2

Структурная схема микропроцессора. Функционирование микропроцессора.

2

Лабораторные работы

 

 

                     не предусмотрены

 

 

Практические занятия:

 

 

Изучение принципов работы микропроцессора.

2

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Тема 2.4.

Технологии повышения производительности процессоров

Системы команд процессора. Регистры процессора: сущность, назначение, типы. Параллелизм вычислений. Конвейеризация вычислений.

2

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

Представление данных. Форматы команд и способы адресации. Программирование в машинных кодах и на языке АССЕМБЛЕРа. Рабочий цикл и состояние микропроцессора. Байт-состояние, назначение разрядов в коде слова состояния процессора.

 

2

Лабораторные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Практические занятия:

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Тема 2.5

Компоненты системного блока

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

1

Системные платы. Виды, характеристики, форм-факторы. Типы интерфейсов: последовательный, параллельный, радиальный. Принцип организации интерфейсов

2

 

2

Корпуса ПК.  Виды, характеристики, форм-факторы.

2

 

3

Материнская плата ПК.

 

2

4

Блоки питания.  Виды, характеристики, форм-факторы.

2

 

5

Основные шины расширения.

2

 

6

Принцип построения шин, характеристики, параметры.

2

 

7

Прямой доступ к памяти. Прерывания. Драйверы. Спецификация P&P

2

 

Лабораторные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Практические занятия:

 

 

 

 

 

 

 

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Тема 2.6

Запоминающие устройства ЭВМ

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

1

Виды памяти в технических средствах информатизации: постоянная, переменная, внутренняя, внешняя. Принципы хранения информации. Накопители на жестких магнитных дисках. Приводы CD(ROM, R, RW), DVD-R(ROM, R, RW), BD (ROM, R, RW). Разновидности Flash памяти и принцип хранения данных. Накопители Flash-память с USB интерфейсом

2

 

2

Использование устройств памяти. Восстановление информации. Работа с жестким диском ПК.

 

2

Лабораторные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Практические занятия:

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Раздел 3. Периферийные устройства

32

 

 

Тема 3.1

Периферийные устройства вычислительной техники

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

1

Мониторы и видеоадаптеры. Устройство, принцип действия, подключение.

2

 

2

Устройство, принцип действия, подключение мониторов

2

 

3

Проекционные аппараты.

2

 

4

Системы обработки и воспроизведения аудиоинформации.

2

 

5

Принтеры.Устройство, принцип действия, подключение.

2

 

6

Сканеры..Устройство, принцип действия, подключение.

2

 

7

Клавиатура. Устройство, принцип действия, подключение.

2

 

8

Мышь. Устройство, принцип действия, подключение

2

 

Лабораторные работы

 

 

                     не предусмотрены

 

 

Практические занятия:

 

 

Подключение периферийных устройств, установка и наладка внешнего оборудования

2

Изучение устройств ввода информации. Их подключение и настройка.

2

Подключение и настройка струйного принтера. Изучение устройства струйного принтера, устранение мелких неисправностей в его работе.

2

Подключение и настройка лазерного принтера. Изучение устройства лазерного принтера, устранение мелких неисправностей в его работе.

2

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Тема 3.2

Нестандартные периферийные устройства

Содержание учебного материала

 

 

ОК1

ОК2

ОК4

ОК5

ОК9

ПК 4.1

ПК 4.2

ПК 5.2

ПК 5.3.

ПК 5.6.

ПК 5.7.

ПК 6.1.

ПК 6.4.

ПК 6.5.

ПК 7.1.

ПК 7.2.

ПК 7.3.

ПК 7.4.

ПК 7.5.

 

1

Нестандартные периферийные устройства: манипуляторы (джойстик, трекбол).

2

 

2

Нестандартные периферийные устройства: дигитайзер, мониторы

2

 

3

Принципы функционирования интерактивной доски

2

 

4

Использование интерактивной доски

2

 

 

Лабораторные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Практические занятия:

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Контрольные работы

 

 

 

                     не предусмотрены

 

 

 

Самостоятельная работа

0

 

 

Всего:

70

 

 

3. Условия реализации учебной дисциплины

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы дисциплины требует наличия лаборатории Вычислительной техники, архитектуры персонального компьютера и периферийных устройств.

Оборудование учебного кабинета:

· посадочные места по количеству обучающихся и рабочее место преподавателя;

·  автоматизированные рабочие места;

·  проектор и экран;

·  маркерная доска;

·  программное обеспечение общего и профессионального назначения;

·  комплект учебно-наглядных пособий по дисциплине;

·  комплект учебно-методической документации (учебники и учебные пособия, сборники задач и упражнений, комплекты тестовых заданий);

 

3.2. Информационное обеспечение обучения

 

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

1.  Архитектура микропроцессоров : курс лекций / В.В. Гуров. — Москва :Интуит НОУ, 2016. — 328 с. — ISBN 978-5-9963-0267-3.

2.   Гуров В.В., Чуканов В.О. Архитектура и организация ЭВМ. 2-е издание переработанное. – Национальный открытый институт «Интуит»

3.   Логические и арифметические основы и принципы работы ЭВМ : курс лекций / В.О. Чуканов, В.В. Гуров. — Москва :Интуит НОУ, 2016. — 167 с. — ISBN 978-5-9556-0040-6.

 

Интернет-ресурсы

1. Национальный открытый университет Интуит. Форма доступа: http://www.intuit.ru/studies/courses/60/60/info

2. Студенческий информационный ресурс. Форма доступа: http://xsieit.ru/download/computer_organization/lectures

3. ИКТ: Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Архитектура и аппаратное обеспечение ЭВМ и вычислительных систем. Форма доступа: http://www.ict.edu.ru/lib/index.php?a=elib&c=getForm&r=resNode&d=mod&id_node=222

4. Интернет- Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ). Форма доступа: http://old.intuit.ru/department/hardware/basdigtech/.

5. Курс лекций/Кафедра ЮНЕСКО по новым информационным технологиям КемГУ. Форма доступа: http://unesco.kemsu.ru/study_work/method.htm.

 

 

 

 

 

 

 

4. КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Критерии оценки

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

Перечень умений, осваиваемых в рамках дисциплины

получать информацию о параметрах компьютерной системы;

подключать дополнительное оборудование и настраивать связь между элементами компьютерной системы;

производить инсталляцию и настройку программного обеспечения компьютерных систем

Отлично» - теоретическое содержание курса освоено полностью, без пробелов, умения сформированы, все предусмотренные программой учебные задания выполнены, качество их выполнения оценено высоко.

«Хорошо» - теоретическое содержание курса освоено полностью, без пробелов, некоторые умения сформированы недостаточно, все предусмотренные программой учебные задания выполнены, некоторые виды заданий выполнены с ошибками.

«Удовлетворительно» - теоретическое содержание курса освоено частично, но пробелы не носят существенного характера, необходимые умения работы с освоенным материалом в основном сформированы, большинство предусмотренных программой обучения учебных заданий выполнено, некоторые из выполненных заданий содержат ошибки.

«Неудовлетворительно» - теоретическое содержание курса не освоено, необходимые умения не сформированы, выполненные учебные задания содержат грубые ошибки.

 

 

отчет по практической работе

 

отчет по практической работе

 

отчет по практической работе

 

Перечень знаний, осваиваемых в рамках дисциплины

 

базовые понятия и основные принципы построения архитектур вычислительных систем;

типы вычислительных систем и их архитектурные особенности;

организацию и принцип работы

основных логических блоков компьютерных систем;

процессы обработки информации на всех уровнях компьютерных архитектур; основные компоненты программного обеспечения компьютерных систем;

основные принципы управления ресурсами и организации доступа к этим ресурсам

 

 

 

 

Тестирование

 

 

Тестирование

 

 

 

Тестирование

 

 

 

Тестирование

 

Тестирование

 

 

Тестирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

Комплект контрольно-измерительных материалов

Учебная дисциплина

Архитектура аппаратных средств

Специальность   09.02.07    Информационные  системы и программирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2018 г.

 

СОГЛАСОВАНО

Председатель ЦК

__________________________

«______» ____________20__ г.

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Зам. директора по УР

_____________О.В.Романцова

«_____» ____________20__ г.

 

 

 

Комплект контрольно-измерительных материалов по учебной дисциплине  «Архитектура аппаратных средств» разработан на основе примерной образовательной программы среднего профессионального образования по специальности 09.02.07 Информационные системы и программирование

 

 

 

Организация-разработчик: ГБПОУ «Суражский педагогический колледж им. А.С.Пушкина»

 

 

Разработчик:

Савченко М.В., преподаватель высшей квалификационной категории

Кулешов И.Н., преподаватель высшей квалификационной категории

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

1. Паспорт комплекта контрольно-измерительных материалов …...4

1.1.   Область применения …………………………………………...4

1.2.   Общие положения об организации оценки …………………..4

1.3. Цель и планируемые результаты освоения дисциплины: ……..4

1.4.  Вариативная часть  ……………………………………………….5

2. Модель  контроля…………………………….…………………… .6

3. Кодификатор  учебной дисциплины ……………………………...7

4. Промежуточная аттестация ………………………………………..7

ПРИЛОЖЕНИЕ ……………………………………………………….8

 

 

 

 

 

1.  Паспорт комплекта контрольно-измерительных материалов

1.1.  Область применения

Комплект контрольно-измерительных материалов (КИМов) предназначен для выявления уровня подготовки студентов по учебной дисциплине «Архитектура аппаратных средств» по специальности 09.02.07 Информационные системы и программирование.

1.2.  Общие положения об организации оценки

Данный комплект определяет порядок планирования, организации и проведения текущего и промежуточного контроля студентов.

Текущий контроль знаний – это проверка результатов освоения студентами дисциплин учебного плана на основании промежуточных форм отчетности.

Текущий контроль проводится преподавателем на любом из видов учебных занятий. Формы текущего контроля: контрольная работа, тестирование, опрос, выполнение и защита практических и лабораторных работ, выполнение отдельных разделов курсового проекта (работы), выполнение рефератов (докладов), подготовка презентаций и т.д. Формы выбираются преподавателем исходя из методической целесообразности, специфики учебной дисциплины, междисциплинарного курса, согласно модели контроля.

Промежуточная аттестация призвана оценить соответствие уровня и качества подготовки специалиста ФГОС СПО по данной специальности в части требований к результатам освоения образовательной программы.

Формой промежуточной аттестации по учебной дисциплине «Архитектура аппаратных средств» является дифференцированный зачет.

1.3. Цель и планируемые результаты освоения дисциплины:

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:

·  определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

·  идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств;

·  выбирать рациональную конфигурацию оборудования в соответствии с решаемой задачей;

·   определять совместимость аппаратного и программного обеспечения;

·    осуществлять модернизацию аппаратных средств;

·    пользоваться основными видами современной вычислительной техники, периферийных и мобильных устройств и других технических средств;

·    правильно эксплуатировать и устранять типичные выявленные дефекты технических средств.

В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:

·  построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

·   принципы работы основных логических блоков системы;

·   параллелизм и конвейеризацию вычислений;

·   классификацию вычислительных платформ;

·   принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах;

·   принципы работы кэш-памяти;

·   повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем;

·    энергосберегающие технологии;

·    основные конструктивные элементы средств вычислительной техники;

·    периферийные устройства вычислительной техники;

·    нестандартные периферийные устройства;

·    назначение и принципы работы основных узлов современных технических средств;

·    структурные схемы и порядок взаимодействия компонентов современных технических средств.

В результате освоения дисциплины обучающийся осваивает элементы общих и профессиональных компетенций:

1.4. Вариативная часть

В результате освоения вариативной части учебной дисциплины студент должен уметь:

-осуществлять мелкий ремонт копировально-множительной техники;

- производить замену расходных материалов;

В результате освоения вариативной части учебной дисциплины студент должен знать:

- элементарную базу логических элементов;

- принципы функционирования микропроцессорной техники;

 

 

Объем учебной дисциплины и виды учебной работы

 

Вид учебной работы:

Объем часов

1. Занятия во взаимодействии с преподавателем

70

в том числе:

 

лабораторные  работы

0

практические занятия

12

контрольные работы

0

курсовая работа (проект)

0

промежуточная аттестация в форме дифференцированного зачета

0

консультации

 

2. Самостоятельная работа

0

 

 

 

 

 

 

 


2. Модель контроля

по учебной дисциплине «Архитектура аппаратных средств»

 

Фонд учебного времени ____70 часов____________________

 

 

Наименование разделов,

тем

Раздел 1. Вычислительные приборы и устройства

Раздел 2. Архитектура и принципы работы основных логических блоков системы

Раздел 3. Периферийные устройства

1.1

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

3.1

3.2

Виды контроля

 РК

ПР1 – ПР2, РК

ПР3-ПР4

Итоговая аттестация – дифференцированный зачет

 

Примечание:

РК – рубежный контроль

ПР – практическая работа


3. Кодификатор учебной дисциплины

Элементы высшей математики

(наименование учебной дисциплины)

№ п/п

 

Результаты обучения

 

Измерительные материалы

Номера заданий измерительных материалов

 

уметь

 

 

 

определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристики устройств для конкретных задач;

идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств;

выбирать рациональную конфигурацию оборудования в соответствии с решаемой задачей;

определять совместимость аппаратного и программного обеспечения;

осуществлять модернизацию аппаратных средств;

пользоваться основными видами современной вычислительной техники, периферийных и мобильных устройств и других технических средств;

правильно эксплуатировать и устранять типичные выявленные дефекты технических средств.

ПР1-ПР6

 

 

ПР1-ПР6

 

 

 

 

 

ПР1-ПР6

 

ПР1-ПР6

 

ПР1-ПР6

 

 

 

ПР1-ПР6

 

1

Знать

 

 

 

построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

принципы работы основных логических блоков системы;

параллелизм и конвейеризацию вычислений;

классификацию вычислительных платформ;

принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах;

принципы работы кэш-памяти;

повышение производительности многопроцессорных и многоядерных систем;

энергосберегающие технологии;

основные конструктивные элементы средств вычислительной техники;

периферийные устройства вычислительной техники;

нестандартные периферийные устройства;

назначение и принципы работы основных узлов современных технических средств;

структурные схемы и порядок взаимодействия компонентов современных технических средств.

элементарную базу логических элементов;

принципы функционирования микропроцессорной техники;

 

1

 

2

 

1

4

4

 

2

4

 

2

2

 

3

 

3

3

 

2

 

 

4

1-5

 

1-8

 

6,7

7-8

1-6

 

9

9,10

 

10

1-8

 

1-4

 

5-8

5-8

 

1-9

 

 

1-9

 


Примечание

ПР – практическая работа

Т - тест

 

4. Промежуточная аттестация

 

Видом промежуточной аттестации является дифференцированный зачет. Зачет проводится в форме тестирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

 

Материалы рубежного контроля

 

по учебной дисциплине «Архитектура аппаратных средств»

Специальность 09.02.07 Информационные системы и программирование

 

 


Тест №1

1.      Что понимают под вычислительной системой:

Под вычислительной системой (ВС) будем понимать совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих процессоров или ЭВМ, периферийного оборудования и программного обеспечения, предназначенную для подготовки и решения задач пользователей.

2.      Что является отличительной особенностью ВС по отношению к ЭВМ.

Отличительной особенностью ВС по отношению к ЭВМ является наличие в них нескольких вычислителей, реализующих параллельную обработку

3.      Целисоздания ВС:

Создание ВС преследует следующие основные цели:

повышение производительности системы за счет ускорения процессов обработки данных, повышение надежности и достоверности вычислений, предоставление пользователям дополнительных сервисных услуг и т.д.

4.      Чтоявляетсяструктурой ВС:

Структура ВС - это совокупность комплексируемых элементов и их связей. В качестве элементов ВС выступают отдельные ЭВМ и процессоры. В ВС, относящихся к классу больших систем, можно рассматривать структуры технических, программных средств, структуры управления и т.д.

5.      Классификация ВС

по целевому назначению и выполняемым функциям, по типам и числу ЭВМ или процессоров, по архитектуре системы, режимам работы, методам управления элементами системы, степени разобщенности элементов вычислительной системы и др. Однако основными из них являются признаки структурной и функциональной организации вычислительной системы.

По назначению вычислительные системы делят на универсальные и специализированные. Универсальные ВС предназначаются для решения самых различных задач. Специализированные системы ориентированы на решение узкого класса задач. Специализация ВС может устанавливаться различными средствами:

• во-первых, сама структура системы (количество параллельно работающих элементов, связи между ними и т.д.) может быть ориентирована на определенные виды обработки информации: матричные вычисления, решение алгебраических, дифференциальных и интегральных уравнений и т.п. Практика разработки ВС типа суперЭВМ показала, чем выше их производительность, тем уже класс эффективно решаемых ими задач;

• во-вторых, специализация ВС может закладываться включением в их состав специального оборудования и специальных пакетов обслуживания техники.

По типу вычислительные системы различаются на многомашинные и многопроцессорные ВС. Многомашинные вычислительные системы (ММС) появились исторически первыми. Уже при использовании ЭВМ первых поколений возникали задачи повышения производительности, надежности и достоверности вычислений. Для этих целей использовали комплекс машин,

возможны две ситуации:

а) обе машины решают одну и ту же задачу и периодически сверяют результаты, решения. Тем самым обеспечивался режим повышенной достоверности, уменьшалась вероятность появления ошибок в результатах вычислений. Примерно по такой же схеме построены управляющие бортовые вычислительные комплексы космических аппаратов, ракет, кораблей. Например, американская космическая система “Шатл” содержала пять вычислительных машин, работающих по такой схеме;

б) обе машины работают параллельно, но обрабатывают собственные потоки заданий. Возможность обмена информацией между машинами сохраняется. Этот вид работы относится к режиму повышенной производительности. Она широко используется в практике организации работ на крупных вычислительных центрах, оснащенных несколькими ЭВМ высокой производительности.

По типу ЭВМ или процессоров, используемых для построения ВС, различают однородные и неоднородные системы. Однородные системы предполагают комплексирование однотипных ЭВМ (процессоров), неоднородные - разнотипных. В однородных системах значительно упрощаются разработка и обслуживание технических и программных (в основном ОС) средств. В них обеспечивается возможность стандартизации и унификации соединений и процедур взаимодействия элементов системы. Упрощается обслуживание систем, облегчаются модернизация и их развитие. Вместе с тем существуют и неоднородные ВС, в которых комплексируемые элементы очень сильно отличаются по своим техническим и функциональным характеристикам. Обычно это связано с необходимостью параллельного выполнения многофункциональной обработки. Так, при построении ММС, обслуживающих каналы связи, целесообразно объединять в комплекс связанные, коммуникационные машины и машины обработки данных. В таких системах коммуникационные ЭВМ выполняют функции связи, контроля получаемой и передаваемой информации, формирования пакетов задач и т.д. ЭВМ обработки данных не занимаются не свойственными им работами по обеспечению взаимодействия в сети, а все их ресурсы переключаются на обработку данных. Неоднородные системы находят применение и в МПС. Многие ЭВМ, в том числе и ПЭВМ, могут использовать сопроцессоры: десятичной арифметики, матричные и т.п.

По степени территориальной разобщенности вычислительных модулей ВС делятся на системы совмещенного (сосредоточенного) и распределенного(разобщенного) типов. Обычно такое деление касается только ММС. Многопроцессорные системы относятся к системам совмещенного типа. Более того, учитывая успехи микроэлектроники, это совмещение может быть очень глубоким. При появлении новых СБИС (сверхбольших интегральных схем) появляется возможность иметь в одном кристалле несколько параллельно работающих процессоров.

Совмещенные и распределенные ММС сильно различаются оперативностью взаимодействия в зависимости от удаленности ЭВМ. Время передачи информации между соседними ЭВМ, соединенными простым кабелем, может быть много меньше времени передачи данных по каналам связи. Как правило, все выпускаемые в мире ЭВМ имеют средства прямого взаимодействия и средства подключения к сетям ЭВМ. Для ПЭВМ такими средствами являются нуль-модемы, модемы и сетевые карты как элементы техники связи.

По методам управления элементами ВС различают централизованные, децентрализованные и со смешанным управлением. Помимо параллельных вычислений, производимых элементами системы, необходимо выделять ресурсы на обеспечение управления этими вычислениями. В централизованных ВС за это отвечает главная, или диспетчерская, ЭВМ (процессор). Ее задачей являются распределение нагрузки между элементами, выделение ресурсов, контроль состояния ресурсов, координация взаимодействия. Централизованный орган управления в системе может быть жестко фиксирован или эти функции могут передаваться другой ЭВМ (процессору), что способствует повышению надежности системы. Централизованные системы имеют более простые ОС. В децентрализованных системах функции управления распределены между ее элементами. Каждая ЭВМ (процессор) системы сохраняет известную автономию, а необходимое взаимодействие между элементами устанавливается по специальным наборам сигналов. С развитием ВС и, в частности, сетей ЭВМ интерес к децентрализованным системам постоянно растет.

В системах со смешанным управлением совмещаются процедуры централизованного и децентрализованного управления. Перераспределение функций осуществляется в ходе вычислительного процесса исходя из сложившейся ситуации.

По принципу закрепления вычислительных функций за отдельными ЭВМ (процессорами) различают системы с жестким и плавающим закреплением функций. В зависимости от типа ВС следует решать задачи статического или динамического размещения программных модулей и массивов данных, обеспечивая необходимую гибкость системы и надежность ее функционирования.

По режиму работы ВС различают системы, работающие в оперативном и неоперативном временных режимах. Первые, как правило, используют режим реального масштаба времени. Этот режим характеризуется жесткими ограничениями на время решения задач в системе и предполагает высокую степень автоматизации процедур ввода-вывода и обработки данных.

6.      Параллелелизмвычислений

1. Параллельные вычислительные системы

Параллельные вычислительные системы - это физические компьютерные, а также программные системы, реализующие тем или иным способом параллельную обработку данных на многих вычислительных узлах.

Идея распараллеливания вычислений основана на том, что большинство задач может быть разделено на набор меньших задач, которые могут быть решены одновременно. Обычно параллельные вычисления требуют координации действий. Параллельные вычисления существуют в нескольких формах: параллелизм на уровне битов, параллелизм на уровне инструкций, параллелизм данных, параллелизм задач. Параллельные вычисления использовались много лет в основном в высокопроизводительных вычислениях, но в последнее время к ним возрос интерес вследствие существования физических ограничений на рост тактовой частоты процессоров. Параллельные вычисления стали доминирующей парадигмой в архитектуре компьютеров, в основном в форме многоядерных процессоров.

Писать программы для параллельных систем сложнее, чем для последовательных, так как конкуренция за ресурсы представляет новый класс потенциальных ошибок в программном обеспечении (багов), среди которых состояние гонки является самой распространённой. Взаимодействие и синхронизация между процессами представляют большой барьер для получения высокой производительности параллельных систем. В последние годы также стали рассматривать вопрос о потреблении электроэнергии параллельными компьютерами. Характер увеличения скорости программы в результате распараллеливания объясняется законом Амдала.

Если при вычислении не применяются циклические (повторяющиеся) действия, то N вычислительных модулей никогда не выполнят работу в N раз быстрее, чем один единственный вычислительный модуль.

Например, для быстрой сортировки массива на двухпроцессорной машине можно разделить массив пополам и сортировать каждую половину на отдельном процессоре. Сортировка каждой половины может занять разное время, поэтому необходима синхронизация.

2. Типы параллелизма

2.1 Параллелизм на уровне битов

2.2 Параллелизм на уровне инструкций

2.3 Параллелизм данных

2.4 Параллелизм задач (многопоточность)

2.5 Распределенные операционные системы

3. Классификация архитектур параллельных вычислительных систем

3.1 Классификация Флинна

По-видимому, самой ранней и наиболее известной является классификация архитектур вычислительных систем, предложенная в 1966 году М. Флинном. Классификация базируется на понятии потока, под которым понимается последовательность элементов, команд или данных, обрабатываемая процессором. На основе числа потоков команд и потоков данных Флинн выделяет четыре класса архитектур: ОКОД(SISD), МКОД(MISD), ОКМД(SIMD), МКМД(MIMD).

 

3.2 Классификация Фенга

В 1972 году Т. Фенг предложил классифицировать вычислительные системы на основе двух простых характеристик. Первая - число бит n в машинном слове, обрабатываемых параллельно при выполнении машинных инструкций. Практически во всех современных компьютерах это число совпадает с длиной машинного слова. Вторая характеристика равна числу слов m, обрабатываемых одновременно данной вычислительной системой. Немного изменив терминологию, функционирование любого компьютера можно представить как параллельную обработку n битовых слоев, на каждом из которых независимо преобразуются m бит. Опираясь на такую интерпретацию, вторую характеристику обычно называют шириной битового слоя.

3.4 Классификация Шнайдера

В 1988 году Л. Шнайдер (L.Snyder) предложил новый подход к описанию архитектур параллельных вычислительных систем, попадающих в класс SIMD систематики Флинна. Основная идея заключается в выделении этапов выборки и непосредственно исполнения в потоках команд и данных. Именно разделение потоков на адреса и их содержимое позволяет описать такие ранее «неудобные» для классификации архитектуры, как компьютеры с длинным командным словом, систолические массивы и целый ряд других.

.

3.5 Классификация Скилликорна

В 1989 году была сделана очередная попытка расширить классификацию Флинна и, тем самым, преодолеть ее недостатки. Д. Скилликорн разработал подход, пригодный для описания свойств многопроцессорных систем и некоторых нетрадиционных архитектур, в частности dataflow и reductionmachine.

3.6 Классификация Дункана

В работе Р. Дункан излагает свой взгляд на проблему классификации архитектур параллельных вычислительных систем, причем сразу определяет тот набор требований, на который, с его точки зрения, может опираться искомая классификация:

7. Конвееризация вычислений

Конве́йер — способ организации вычислений, используемый в современных процессорах и контроллерах с целью повышения их производительности (увеличения числа инструкций, выполняемых в единицу времени), технология, используемая при разработке компьютеров и других цифровых электронных устройств.

Идея заключается в разделении обработки компьютерной инструкции на последовательность независимых стадий с сохранением результатов в конце каждой стадии. Это позволяет управляющим цепям процессора получать инструкции со скоростью самой медленной стадии обработки, однако при этом намного быстрее, чем при выполнении эксклюзивной полной обработки каждой инструкции от начала до конца.

Простой пятиуровневый конвейер в RISC-процессорах

На иллюстрации справа показан простой пятиуровневый конвейер в RISC-процессорах. Здесь:

·         IF (англ. InstructionFetch) — получение инструкции,

·         ID (англ. InstructionDecode) — раскодирование инструкции,

·         EX (англ. Execute) — выполнение,

·         MEM (англ. Memoryaccess) — доступ к памяти,

·         WB (англ. Registerwriteback) — запись в регистр.

Вертикальная ось — последовательные независимые инструкции, горизонтальная — время. Зелёная колонка описывает состояние процессора в один момент времени, в ней самая ранняя, верхняя инструкция уже находится в состоянии записи в регистр, а самая последняя, нижняя инструкция только в процессе чтения.

Преимущества и недостатки

Конвейер помогает не во всех случаях. Существует несколько возможных минусов. Конвейер инструкций можно назвать «полностью конвейерным», если он может принимать новую инструкцию каждый машинный цикл. Иначе в конвейер должны быть вынужденно вставлены задержки, которые выравнивают конвейер, при этом ухудшат его производительность.

Преимущества:

1.      Время цикла процессора уменьшается, таким образом увеличивая скорость обработки инструкций в большинстве случаев.

2.      Некоторые комбинационные логические элементы, такие как сумматоры или умножители могут быть ускорены путем увеличения количества логических элементов. Использование конвейера может предотвратить ненужное наращивание количества элементов.

Недостатки:

1.      Беcконвейерный процессор исполняет только одну инструкцию за раз. Это предотвращает задержки веток инструкций (фактически, каждая ветка задерживается), и проблемы, связанные с последовательными инструкциями, которые исполняются параллельно. Следовательно, схема такого процессора проще и он дешевле для изготовления.

2.      Задержка инструкций в беcконвейерном процессоре слегка ниже, чем в конвейерном эквиваленте. Это происходит из-за того, что в конвейерный процессор должны быть добавлены дополнительные триггеры.

3.      У беcконвейерного процессора скорость обработки инструкций стабильна. Производительность конвейерного процессора предсказать намного сложнее, и она может значительно различаться в разных программах.


Тест  №2

1.          Что называется логическим элементом?

2.    Изобразите элементЗИ-2ИЛИ-НЕ.

3.    Где применяются логические элементы?

4.    Что называется RS триггером?

5.    Чем отличается синхронный RS триггер от не синхронного RS триггера?

6.    Что называется  дешифратором?

7.    Что называется  шифратором?

8.    Назначение семисегментного индикатора?

9.    Принципы работы кэш-памяти

  10. Основные энергосберегающие технологии.

 

Ответы

1.              Что называется логическим элементом?

Логические элементы — устройства, предназначенные для обработки информации в цифровой форме (последовательности сигналов высокого — «1» и низкого — «0» уровней в двоичной логике, последовательность «0», «1» и «2» в троичной логике, последовательности «0», «1», «2», «3», «4», «5», «6», «7», «8» и «9» в десятичной логике). Физически логические элементы могут быть выполнены механическими, электромеханическими (на электромагнитных реле), электронными (на диодах и транзисторах), пневматическими, гидравлическими, оптическими и др.

Логические элементы выполняют логическую функцию (операцию) над входными сигналами (операндами, данными).

Всего возможно логических функций и соответствующих им логических элементов, где  — основание системы счисления,  — число входов (аргументов),  — число выходов, то есть бесконечное число логических элементов. Поэтому в данной статье рассматриваются только простейшие и важнейшие логические элементы.

Всего возможны двоичных двухвходовых логических элементов и двоичных трёхвходовых логических элементов (Булева функция).

Кроме 16 двоичных двухвходовых логических элементов и 256 трёхвходовых двоичных логических элементов возможны 19 683 двухвходовых троичных логических элемента и 7 625 597 484 987 трёхвходовых троичных логических элементов (троичные функции).

2.    Изобразите элементЗИ-2ИЛИ-НЕ.

Условное графическое обозначение

1,4,10,13 - выходы;
2,3,5,6,8,9,11,12 - входы;
7 - общий;
14 - напряжение питания;

 

 

 

 

 

 

3.    Где применяются логические элементы?

Логические элементы могут использоваться как самостоятельные части схемы, так и входить в состав более сложной цифровой комбинационной схемы или схемы с памятью. Как самостоятельные части схемы, логические элементы могут применяться в качестве управляющей логики какого-либо устройства, а также в качестве генератора прямоугольных импульсов с подключённой ёмкостью или кварцевым резонатором. В качестве комбинационных схем логические элементы используются в составе микросхем БИС и СБИС, а также в дешифраторах и шифраторах, выполненных в виде отдельных микросхем. Также, логические элементы могут входить в состав схем с памятью (триггеры, регистры, счётчики и т.д.), выполненных в виде отдельной микросхемы или в составе других микросхем

4.    Что называется RS триггером?

RS-триггер получил название по названию своих входов. Вход S (Set — установить англ.) позволяет устанавливать выход триггера Q в единичное состояние. (Устанавливать означает записвать логическую единицу). Вход R (Reset — сбросить англ.) позволяет сбрасывать выход триггера Q (Quit — выход англ.) в нулевое состояние.

Для реализации RS-триггера воспользуемся логическими элементами "2И-НЕ".


Схема простейшего RS триггера на логических элементах "2ИЛИ-НЕ". Входы R и S прямые (активный уровень '1')

5.    Чем отличается синхронный RS триггер от не синхронного RS триггера?

Синхронный RS триггер отличается от асинхронного триггера тем, что состояние триггера меняется при синхронизирующем сигнале равным «1». Синхронизирующий вход обозначается буквой C (clock).

 Функциональная схема синхронного однотактного триггера

Синхронизирующий сигнал имеет, обычно, форму кратковременных пульсаций, разрешая изменять состояние триггера только в короткие промежутки времени.

Условное обозначение синхронного однотактного триггера

Т.к. асинхронный триггер имеет 3 входа, то в таблице истинности должно быть 2³ • 2 строк. Сигнал предыдущего состояния выхода Qt тоже принимается как элемент входа. Таблицу удобно разбить на две части, т.к. имеется принципиальное отличие для ситуаций, если С = 0 или 1. Для значения С = 0 выход Qt+1 не изменяет своего состояния по сравнению с Qt.

Заслуживают особого внимания строки, в которых триггер изменяет своё предыдущее состояние, а именно, строка 3 и строка 6. При этом состояние синхронизирующего сигнала должен быть 1.

Синхронные триггеры, в свою очередь, делятся на триггеры со статическим и динамическим управлением. Триггеры со статическим управлением реагируют на изменение состояния информационных входов, если синхронизирующий сигнал включён. Поэтому, для исключения ошибок в логических схемах, необходимо исключить возможность изменения R или S сигналов во время действия синхронизирующего сигнала.

У триггеров с динамическим управлением длительность синхронизирующего сигнала очень мала. Обычно, эта длительность соответствует переднему и/или заднему фронту сигнала управления, что исключает возможность изменения управляющих сигналов R или S.

6.    Что называется  дешифратором?

Дешифратор (декодер) комбинационное устройство, преобразующее n-разрядный двоичный, троичный или k-ичный код в -ичныйодноединичный код, где  — основание системы счисления. Логический сигнал появляется на том выходе, порядковый номер которого соответствует двоичному, троичному или k-ичному коду.
Дешифраторы являются устройствами, выполняющими
двоичные, троичные или k-ичныелогические функции (операции).

Двоичный дешифратор работает по следующему принципу: пусть дешифратор имеет N входов, на них подано двоичное слово , тогда на выходе будем иметь такой код, разрядности меньшей или равной , что разряд, номер которого равен входному слову, принимает значение единицы, все остальные разряды равны нулю. Очевидно, что максимально возможная разрядность выходного слова равна . Такой дешифратор называется полным. Если часть входных наборов не используется, то число выходов меньше , и дешифратор является неполным.

7.    Что называется  шифратором?

Шифратор (электроника)логическое устройство, выполняющее преобразование позиционного кода в n-разрядный двоичный код. Таким образом, шифратор - это комбинационное устройство, реализующее обратную дешифратору функцию.

8.    Назначение семисегментного индикатора?

Семисегментный   индикатор     устройство отображения   цифровой информации.   Это   — наиболее простая реализация индикатора, который может  отображать  арабские цифры. Для отображения   букв   используются   более   сложные многосегментные и матричные индикаторы. Семисегментный индикатор, как говорит его название, состоит из семи элементов индикации (сегментов), включающихся и выключающихся по отдельности. Включая их в разных комбинациях, из них можно составить упрощённые   изображения   арабских   цифр.   Часто   семисегментные индикаторы делают в курсивном начертании, что повышает читаемость. Кроме   семисегментных   индикаторов,   выпускаются   различного   вида светодиодные сборки (Рис. 2) служащие для отображения символов. Индикаторы выпускаются различных размеров и цветов.

9.    Принципы работы кэш-памяти

Кэш-память является местом временного хранения наиболее часто запрашиваемой информации и представляет собой относительно небольшие участки быстрой локальной памяти. Она позволяет значительно сократить временные издержки на доставку информации в регистры процессора по причине куда меньшего быстродействия внешних носителей (оперативной памяти и дисковой подсистемы). Как следствие, уменьшаются вынужденные простои процессора, а часто и полностью устраняются, что повышает общую производительность компьютерной системы. Кэш-память почти всегда состоит из ячеек статической памяти, так как данный подход обеспечивает максимальный уровень быстродействия. Одна ячейка кэш-памяти (другими словами, хранилище одного бита информации) обычно состоит из 6 полевых транзисторов, хотя возможны и другие варианты, например, с увеличением их числа до 8 или 12. Стоит отметить, что в прошлом, примерно до появления технологических процессов с детализацией в 0,5µ, использовались и ячейки на 4 транзисторах, но такая реализация требовала наличие дополнительного слоя поликремния и характеризовалась меньшим быстродействием. Вне зависимости от реализации, логическое значение содержимого отдельной ячейки ("0" или "1") определяется по состоянию каналов транзисторов, которые открываются или закрываются в зависимости от приложенного к затворам транзисторов напряжения. Что касается размещения, то в современном процессоре кэш-память обычно встраивается в его ядро, хотя также может находиться где-либо снаружи, но быть связанной с ядром посредством высокоскоростных шинных интерфейсов.
  Кэш-память не является универсальной альтернативой высокой пропускной способности системной шины и шины памяти по той простой причине, что разные программные задачи имеют обыкновение по-разному кэшироваться. Оптимально используют кэш-память задачи, следующие принципам временной и пространственной локальности (temporalandspatiallocality).ъёмы данных, превышающие размеры имеющейся кэш-памяти.
  Также стоит отметить, что кэш-память не всегда была стандартным компонентом процессора. Долгое время процессоры работали с той же тактовой частотой, что и их системные шины и оперативная память, причём из-за отсутствия конвейеризации вычислений среднее количество выполненных команд в расчёте на такт было низким, поэтому ярко выраженной необходимости в кэш-памяти не было.

10. Основные энергосберегающие технологии.

Энергосбережение в любой сфере сводится по существу к снижению бесполезных потерь энергии. Анализ потерь показывает, что большая их часть – до 90% приходится на сферу энергопотребления. Поэтому основные усилия по энергосбережению сконцентрированы именно в сфере потребления электроэнергии.

Основная роль в увеличении эффективности использования энергии принадлежит современным энергосберегающим технологиям. Энергосберегающая технология – новый или усовершенствованный технологический процесс, характеризующийся более высоким коэффициентом полезного использования энергетических ресурсов

Экономия электроэнергии имеет большое значение, поэтому в современных персональных компьютерах предусмотрены возможности остановки жестких дисков через заданный период времени их простоя, отключение монитора, спящий режим.

 

Тест № 3

1. Устройство ввода информации, которое входит в минимальную конфигурацию ПК:

1. клавиатура                        2. мышь                     3. монитор                 4. микрофон

 

2. Устройства вывода информации:

1. монитор, мышь, плоттер                        2. плоттер, монитор, принтер

3. монитор, колонки, микрофон                4. колонки, сканер, принтер

 

3. Для ввода какого типа данных предназначен сканер?

1. текстовых и графических           2. текстовых и числовых    3. графических и числовых                        4. всех перечисленных

 

4. Сенсорная панель является устройством

1. ввода информации                      2. вывода информации        3. передачи информации                4. обработки информации

 

5. Какие мониторы оказывают вредное воздействие на здоровье человека?

1. на жидких кристаллах                2. на электронно-лучевой трубке              3. никакие     4. все оказывают

 

6. При увеличении количества пикселей на экране монитора его разрешающая способность:

1. не изменяется                   2. увеличивается                  3. уменьшается

 

7. Для построения сложных чертежей на бумаге используется:

1. матричный принтер        2. струйный принтер           3. лазерный принтер            4. сканер                    5. плоттер

 

8. Какие принтеры относятся к ударным?

1. матричные 2. струйные   3. лазерные    4. все

 

9. Наилучшее качество печати имеет:

1. матричный принтер                    2. струйный принтер                       3. лазерный принтер

 

10. У каких принтеров печатающая головка состоит из небольших стержней?

1. у матричных                     2. у струйных                       3. у лазерных            4. нет правильного ответа

 

11. Средняя скорость печати струйных принтеров

1. 1-2 стр./мин                      2. 3-5 стр./мин                      3. 10-15 стр./мин                  4. больше 15 стр./мин

 

Тест № 4

1.      По числу больших интегральных схем (БИС) в микропроцессорном комплекте различают микропроцессоры:

А) одноканальные, многоканальные и многоканальные секционные;

Б) одноадресные, многоадресные и многоадресные секционные;

В) однокристальные, многокристальные и многокристальные секционные;

Г) одноразрядные, многоразрядные и многоразрядные секционные.

 

2.      Система команд, типы обрабатываемых данных, режимы адресации и принципы работы микропроцессора – это:

А) Макроархитектура;

Б) Микроархитектура;

В) Миниархитектура;

Г) Моноархитектура.

 

3.      С помощью чего микропроцессор координирует работу всех устройств цифровой системы?

А) с помощью шины данных;

Б) с помощью шины адреса;

В) с помощью шины управления;

Г) с помощью постоянного запоминающего устройства (ПЗУ).

 

4.      Что называется Вводом/выводом (ВВ)?

А) передача данных между ядром ЭВМ, включающим в себя микропроцессор и основную память, и внешними устройствами (ВУ);

Б) разрядностью, т.е. максимальным числом одновременно обрабатываемых двоичных разрядов;

В) адреса ячейки памяти, в которой находится окончательный исполнительный адрес;

Г) поле памяти с упорядоченной последовательностью записи и выборки информации.

 

5.      Что является структурным элементом формата любой команды?

А) Регистр;

Б) Адрес ячейки;

В) Операнд;

Г) Код операции (КОП).

 

6.      …….- это процедура или схема преобразования информации об операнде в его исполнительный адрес.

А) Режим кодирования памяти;

Б) Режим адресации памяти;

В) Режим формата памяти;

Г) Режим обслуживания памяти.

 

7.      Одним из способов обмена памяти к внешним устройствам является:

А) Режим прямого доступа к памяти;

Б) Режим формирования сигналов прерываний в памяти;

В) Режим программного управления памятью;

Г) Режим обслуживания памяти.

 

8.      Команды распределяют: по функциональному назначению, передача данных, обработка данных, передача управления и …..

А) без адресное;

Б) одноадресное;

В) дополнительное;

Г) двухадресное.

 

 

9…. - могут быть применены для решения широкого круга разнообразных задач (их эффективная производительность слабо зависит от проблемной специфики решаемых задач)

А) Универсальные микропроцессоры;

Б) Цифровые микропроцессоры;

В) Асинхронные микропроцессоры;

Г) Синхронные микропроцессоры.

 

10…. - различные микроконтроллеры, ориентированные на выполнение сложных последовательностей логических операций, математические МП, предназначенные для повышения производительности при выполнении арифметических операций за счет, например, матричных методов их выполнения.

А) Универсальные микропроцессоры;

Б) Синхронные микропроцессоры;

В) Цифровые микропроцессоры;

Г) Специализированные микропроцессоры.

 

 

11    По какой шине передаются лишь выходные сигналы микропроцессора?

А) Шина управления;

Б) Шина данных;

В) Шина адреса;

Г) Здесь нет нужной шины.

 

 


ПРИЛОЖЕНИЕ 2

 

Материалы промежуточной аттестации

 

по учебной дисциплине «Элементы высшей математики»

Специальность 09.02.07 Информационные системы и программирование

 

Тест 4

 

ВОПРОС 1. По вашему мнениюinput/outputport следует переводить как:

Вариантов ответов:

1. порт ввода-вывода

2. входная -выходная дверь

3. входной/выходной порт

4. входящий или исходящий порт

Верный ответ: 1

ВОПРОС 2. По вашему мнениюReadOnlyMemory это:

Вариантов ответов:

1. оперативная память

2. память на жестком диске

3. однократно читаемая память

4. однократно-записываемая память

Верный ответ: 4

ВОПРОС 3. По вашему мнению "motherboard" следует переводить как:

Вариантов ответов:

1. системная плата

2. видеокарта

3. плата расширения

4. плата с расширениями

5. ни одно из перечисленных

Верный ответ: 1

ВОПРОС 4. По вашему мнению "CPU" это:

Вариантов ответов:

1. процессор

2. микропроцессор

3. центральный процессор

4. генератор тактовых импульсов

5. группа процессоров

Верный ответ: 3

ВОПРОС  5. По вашему мнению "addressbus" это:

Вариантов ответов:

1. шина адреса

2. адресация по шине

3. адрес шины

4. адресуемая шина

5. шинный способ адресации

Верный ответ: 1

Вопросы контрольного теста по дисциплине Архитектура ЭВМ и ВС

ВОПРОС  6. Какие бывают слоты для процессора?

1.  soket7

2.  soket370

3.  soket G

4.  soketA

Верные ответы: 1;2;4

Вопрос 7. По Вашему мнению BIOS -это:

Вариантов ответов:

1.  базовая система ввода-вывода

2.  основная скорость функционирования сети

3.  разновидность операционной системы

4.  способ загрузки программы

5.  переводится в зависимости от контекста

Верный ответ: 1

ВОПРОС  8. По вашему мнению "serialbus" это:

Вариантов ответов:

1.  устоявшийся термин "последовательная шина"

2.  устоявшийся термин "серийный пакет"

3.  устоявшийся термин "серийная шина"

4.  тип протокола передачи данных

5.  переводится в зависимости от контекста

Верный ответ: 1

ВОПРОС  9. Для какого процессора предназначен Слот socket 7?

Вариантов ответов:

1.  AMD

2.  Pentium 2

3.  Pentium 1

4.  Pentium 3

Верные ответы: 1;3

ВОПРОС  10. По Вашему мнению, чем охлаждается процессор на материнской плате?

Вариантов ответов:

1.  специальным газом

2.  вентилятором

3.  водой

4.  ничем не охлаждается

Верные ответы: 2;4

ВОПРОС  11. Для чего нужна батарейка на материнской плате?

Вариантов ответов:

1.  от неё работает ПК когда отключают свет

2.  для обеспечения хранения данных BIOS

3.  батарейки на материнской плате нет

Верный ответ:2

ВОПРОС  12. Укажите все известные Вам типы разъемов для установки оперативной памяти

Вариантов ответов:

1.GSM

2.  DIMM

3.  SIMM

4.  AGP

Верные ответы: 2;3

ВОПРОС  13. По Вашему мнению, сколько устройств LPT обычно устанавливается на материнской плате?

Вариантов ответов:

1.  одно

2.  два

3. не менее трех

Верный ответ:2

ВОПРОС  14. По Вашему мнению, сколько контроллеров жёстких дисков обычно устанавливается на материнской плате?

Вариантов ответов:

1.  один

2.  два

3.  не менее трех

4.  четыре

Верный ответ:2

ВОПРОС  15. По Вашему мнению, сколько слотов PCI на данной материнской плате?

Вариантов ответов:

1.2

2.4

3.6

4.8

Верный ответ:3

ВОПРОС  16. По Вашему мнению, какая разновидность оперативной памяти здесь используется?

Вариантов ответов:

1.  DIMM

2.  SIMM

Верный ответ: 1

ВОПРОС  17. Укажите фирму производитель данной материнской платы:

Вариантов ответов:

1.  ABIT

2.  ASUS

3.  GB

Верный ответ:1

ВОПРОС  18. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  Сокет для процессора

2.  Слот подключения ОЗУ

3.  Слот для расширения кэш памяти

Верный ответ:1

ВОПРОС  19. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  Слот расширения PCI

2.  Слот расширения ISA

3.  AGP

Верный ответ:1

ВОПРОС  20. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  Слот расширения ISA

2.  Слот расширения PCI

3.  AGP

4.  Slot 1

Верный ответ: 1

ВОПРОС  21. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  IDE, EIDE

2.  FDD connector

3.  SCSI

Верныйответ: 1

ВОПРОС  22. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  Микросхема ПЗУ

2.  Микросхема кэш памяти

3.  CPU

Верный ответ: 1

ВОПРОС  23. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  Слот для подключения FDD

2.  Слот IDE

3.  Разъем питания АТХ

Верный ответ: 1

ВОПРОС  24. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  Сокеты для DIMM

2.  Сокеты для SIMM

3.  Слоты расширения ISA

Верный ответ: 1

ВОПРОС  25. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  Батарейка для сохранения информации в CMOS

2.  Центральный процессор

3.  Просто конденсатор

Верный ответ: 1

ВОПРОС  26. Что обведено на рисунке?

Вариантов ответов:

1.  AGP

2.  PCI

3.  ISA

Верный ответ: 1

ВОПРОС  27. По вашему мнению, сеть, изображенная на рисунке, соответствует топологии?

hub

Вариантов ответов:

1.  "кольцо"

2.  "звезда"

3.  "смешанной топологии"

4.  "общая шина"

Верный ответ:4

ВОПРОС  28. По вашему мнению, сеть, изображенная на рисунке, соответствует топологии:

коммутатор (1XN)

Вариантов ответов:

1.  "кольцо"

2.  "звезда"

3.  "смешанной топологии"

4.  "общая шина"

Верный ответ: 3

ВОПРОС  29. По вашему мнению, минимальный набор данных, передаваемый по сети это:

Вариантов ответов:

1. кадр

2.  пакет

3.  сообщение

Верный ответ: 1

ВОПРОС  30. Какие вычислительные машины относятся ко второму поколению ЭВМ?

Вариантов ответов:

1.  Минск-22

2.  Урал

3.  IBM-360

4.  Apple

5.  ЕС-1022

Верные ответы: 1;2

ВОПРОС  31. Кто создал первый персональный компьютер?

Вариантов ответов:

1.  Стив Джобс

2.  Стив Возняк

3.  С.А. Лебедев

4.  Ада

5.  фон Нейман

Верные ответы: 1;2

ВОПРОС  32. Переведите число 2А из шестнадцатеричной системы счисления в десятичную и напечатайте это число.

Вариантов ответов:

1.42

ВОПРОС  33. Переведите число 106 из восьмеричной системы счисления в десятичную и напечатайте это число.

Вариантов ответов:

 1.70

ВОПРОС  35. Введите пропущенное словосочетание в единственном числе в именительном падеже с одним пробелом между словами.

Физически ……………………………….. изготавливается в виде БИС   (больших интегральных схем)   различных типов, имеющих различную информационную ёмкость. Команды и данные вводятся в …………………………… …………….. -электронное устройство с очень коротким временем доступа.

Вариантов ответов: 1. Оперативная память

ВОПРОС  36. Укажите как расшифровывается аббревиатура USB.

Вариантов ответов:

1.  ускоренный графический порт

2.  универсальная последовательная магистраль

3.  интерфейс расширенной конфигурации по питанию

4.  расширенный параллельный порт

5.  прямой доступ к памяти

6.  запрос прерывания

7.  сверхоперативная память

Верный ответ: 2

ВОПРОС  37. Укажите как расшифровывается аббревиатура AGP.

Вариантов ответов:

1.  ускоренный графический порт

2.  универсальная последовательная магистраль

3.  интерфейс расширенной конфигурации по питанию

4.  расширенный параллельный порт

5.  прямой доступ к памяти

6.  запрос прерывания

7.  сверхоперативная память

Верный ответ: 1

ВОПРОС  38. К какому типу памяти относятся SIP-модули с 168 контактами на одном краю платы?

Вариантов ответов:

1.  SIMM

2.  DIMM

3.  MISC

4.  ACPI

5.  CMOS

6.  ROM

7.  DMA

Верный ответ: 2

ВОПРОС  39. Как называется память с минимальным энергопотреблением и невысоким быстродействием, которая используется с батарейным питанием для хранения параметров системы?

Вариантов ответов:

1.SIMM

2.  DIMM

3.  MISC

4.  ACPI

5.  CMOS

6.  ROM

7.  DMA

Верный ответ: 5

ВОПРОС  40. Укажите устройства ввода информации в компьютер.

Вариантов ответов:

1. монитор

2.трекбол

3.тачпад

4.  плоттер

5.  ИБП (UPS)

6.  сканер

7.  модем

Верные ответы: 2; 3; 6; 7

ВОПРОС  41. Укажите устройства вывода информации.

Вариантов ответов:

1.  монитор

2.  трекбол

3.  тачпад

4.  плоттер

5.  ИБП (UPS)

6.сканер

7. модем

Верные ответы: 1; 4; 7

 

ВОПРОС  42. К числу устройств, предназначенных для ввода графической информации ПЭВМ, относится:

Вариантов ответов:

1.сканер

2. плоттер

3.принтер

4. фотонаборный аппарат

Верный ответ: 1

ВОПРОС 43. Мельчайший элемент растрового изображения называется:

Вариантов ответов: 1.пиксель

2.  узел

3.  маркер

4.  ячейка

Верный ответ: 1

ВОПРОС  44. Укажите способ печати, используемый ризографом:

Вариантов ответов:

1.  офсетная печать

2.  трафаретная печать

3.  электронно-трафаретная печать

4.  гектографическая печать

Верный ответ: 3

ВОПРОС  45. Сканировать можно следующие типы объектов:

Вариантов ответов:

1.графические изображения

2.печатный текст

3.рукописный текст

4.крупные объемные предметы

5.небольшие объемные предметы

Верные ответы: 1; 2; 3; 5

ВОПРОС  46. Под каким номером на рисунке расположено изображение сканера?

Вариантов ответов:

1. 1

2.2

3.3

Верный ответ: 1

ВОПРОС  47. Можно ли с помощью аппаратных средств сканера преобразовать сканируемое изображение в текстовый формат?

Вариантов ответов: 1-Да

2.  нет

3.  Для этого нужен специальный сканер

Верный ответ: 2

ВОПРОС  48. Для сканирования документов целесообразней и удобней применять сканер:

Вариантов ответов: