| Закреплена за кафедрой | Кафедра вычислительной техники и электроники |
|---|---|
| Направление подготовки | 09.03.01. Информатика и вычислительная техника |
| Профиль | Программно-техническое обеспечение инфокоммуникационных технологий |
| Форма обучения | Очная |
| Общая трудоемкость | 4 ЗЕТ |
| Учебный план | 09_03_01_Информатика и вычислительная техника_ПОИТ-2024 |
|
|
||||||||||||
Распределение часов по семестрам
| Курс (семестр) | 3 (6) | Итого | ||
|---|---|---|---|---|
| Недель | 18 | |||
| Вид занятий | УП | РПД | УП | РПД |
| Лекции | 20 | 20 | 20 | 20 |
| Лабораторные | 36 | 36 | 36 | 36 |
| Сам. работа | 88 | 88 | 88 | 88 |
| Итого | 144 | 144 | 144 | 144 |
| 1.1. | Цель изучения дисциплины – формирование у будущих специалистов теоретических знаний и практических навыков по использованию современных компьютеров и программного обеспечения для решения широкого спектра задач в различных областях, а именно: - ознакомить студентов с основами архитектуры ЭВМ; - привить навыки работы с языками программирования низкого уровня для создания прикладных программ; - изложить основные принципы проектирования и устройства современных ЭВМ. |
|---|
| Цикл (раздел) ООП: Б1.В.01 |
| ПК-5 | Способен разрабатывать требования и проектировать программное обеспечение. |
| ПК-5.1 | Знать: требования к программному продукту и декомпозиции программного средства на компоненты |
| ПК-5.2 | Уметь: создавать и оценивать варианты архитектуры программного средства; определять перечень возможных слоев программных компонентов, шаблонов (стилей) проектирования для каждого слоя или компонента, протоколов взаимодействия компонентов; определять входные и выходные данные каждого компонента и программного средства в целом, перечень возможных технологий доступа к данным |
| ПК-5.3 | Владеть: навыками выполнения оценки и выбора слоев программных компонентов, оценки и выбора шаблонов (стилей) проектирования для каждого слоя или компонента, стиля написания кода, технологии доступа к данным |
| В результате освоения дисциплины обучающийся должен | |
| 3.1. | Знать: |
|---|---|
| 3.1.1. | требования к программному продукту и декомпозиции программного средства на компоненты |
| 3.2. | Уметь: |
| 3.2.1. | создавать и оценивать варианты архитектуры программного средства; определять перечень возможных слоев программных компонентов, шаблонов (стилей) проектирования для каждого слоя или компонента, протоколов взаимодействия компонентов; определять входные и выходные данные каждого компонента и программного средства в целом, перечень возможных технологий доступа к данным |
| 3.3. | Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть): |
| 3.3.1. | выполнения оценки и выбора слоев программных компонентов, оценки и выбора шаблонов (стилей) проектирования для каждого слоя или компонента, стиля написания кода, технологии доступа к данным |
| Код занятия | Наименование разделов и тем | Вид занятия | Семестр | Часов | Компетенции | Литература |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Раздел 1. Общие сведения об ЭВМ и их использовании в различны прикладных задачах | ||||||
| 1.1. | Общие сведения об ЭВМ | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 1.2. | Общие сведения об ЭВМ и их использовании в различных прикладных задачах. Основные понятия | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 1.3. | Общие сведения об ЭВМ и их использовании в различных прикладных задачах. Структура ЭВМ и вычислительных систем | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 1.4. | Общие сведения об ЭВМ и их использовании в различных прикладных задачах. Основные понятия. Структура ЭВМ и вычислительных систем | Сам. работа | 6 | 18 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7, Л2.8, Л1.1, Л2.9, Л1.2 |
| Раздел 2. Архитектура системы команд. Функциональная схема фон-Неймановской вычислительной машины | ||||||
| 2.1. | Архитектура системы команд. Классификация архитектур системы команд | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 2.2. | Архитектура системы команд. Типы и форматы операндов, типы команд | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 2.3. | Архитектура системы команд. Форматы команд | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7, Л2.8, Л1.1, Л2.9, Л1.2 |
| 2.4. | Функциональная схема фон-Неймановской вычислительной машины. Общее представление схемы. Микроконтроллеры и микропрограммы | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 2.5. | Функциональная схема фон-Неймановской вычислительной машины. Цикл команды. Основные показатели и критерии эффективности вычислительных машин | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.5, Л2.6, Л2.7, Л1.1, Л2.9, Л1.2 |
| 2.6. | Основы программирования на языках низкого уровня | Лабораторные | 6 | 8 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.4, Л1.1, Л1.2 |
| 2.7. | Архитектура системы команд. Классификация архитектур системы команд. Типы и форматы операндов, типы команд. Форматы команд. Функциональная схема фон-Неймановской вычислительной машины. Общее представление схемы. Микроконтроллеры и микропрограммы. Цикл команды. Основные показатели и критерии эффективности вычислительных машин | Сам. работа | 6 | 18 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.4, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 3. Организация шин | ||||||
| 3.1. | Организация шин. Типы шин, их иерархическая организация и физическая реализация | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 3.2. | Организация шин. Распределение линий шины. Арбитраж шин | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.3, Л1.1, Л1.2 |
| 3.3. | Организация шин. Протокол шин. Методы повышения эффективности шин, надежность и отказоустойчивость шин. Стандартизация шин | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7, Л2.8, Л1.1, Л2.9, Л1.2 |
| 3.4. | Принципы работы персональных ЭВМ. Система команд и язык Ассемблера. | Лабораторные | 6 | 12 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.4, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 3.5. | Организация шин. Типы шин, их иерархическая организация и физическая реализация. Распределение линий шины. Арбитраж шин. Протокол шин. Методы повышения эффективности шин, надежность и отказоустойчивость шин. Стандартизация шин | Сам. работа | 6 | 20 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.4, Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 4. Память | ||||||
| 4.1. | Память. Характеристики систем памяти. Иерархия запоминающих устройств | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7, Л2.8, Л1.1, Л2.9, Л1.2 |
| 4.2. | Память. Основная память. Обнаружение и исправление ошибок памяти | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 4.3. | Память. Стековая, ассоциативная и кэш-память, виртуальная память | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 4.4. | Память. Внешняя память | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7, Л2.8, Л1.1, Л2.9, Л1.2 |
| 4.5. | Принципы работы персональных ЭВМ. Система команд и язык Ассемблера. | Лабораторные | 6 | 6 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.4, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 4.6. | Память. Характеристики систем памяти. Иерархия запоминающих устройств. Основная память. Обнаружение и исправление ошибок памяти. Стековая, ассоциативная и кэш-память, виртуальная память. Внешняя память | Сам. работа | 6 | 24 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| Раздел 5. Устройства управления. Операционные устройства вычислительных машин. Система ввода-выводв | ||||||
| 5.1. | Устройства управления. Функции устройства управления. Модель и структура устройства управления. Микропрограммный автомат | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 5.2. | Операционные устройства вычислительных машин | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 5.3. | Система ввода/вывода | Лекции | 6 | 2 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 5.4. | Основные направления в архитектуре процессоров. Параллелизм как основа высокопроизводительных вычислений | Лекции | 6 | 1 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 5.5. | Программирование с учетом архитектурных особенностей ЭВМ. | Лабораторные | 6 | 10 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.4, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 5.6. | Устройства управления. Функции устройства управления. Модель и структура устройства управления. Микропрограммный автомат. Операционные устройства вычислительных машин. Система ввода/вывода. Основные направления в архитектуре процессоров. Параллелизм как основа высокопроизводительных вычислений | Сам. работа | 6 | 8 | ПК-5.1, ПК-5.2, ПК-5.3 | Л2.1, Л2.3, Л2.7, Л1.1, Л1.2 |
| 5.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины |
| Оценочные материалы для текущего контроля по разделам и темам дисциплины в полном объеме размещены в онлайн-курсе на образовательном портале «Цифровой университет АлтГУ» – https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1631 ОЦЕНКА СФОРМИРОВАННОСТИ КОМПЕТЕНЦИИ ПК-4 "Способен разрабатывать компоненты системных программных продуктов" ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ЗАКРЫТОГО ТИПА Вопрос 1. В основе арбитража шин лежит оценка… а. приоритета претендентов на роль ведущего в транзакции б. пропускной способности системной шины в. количества информации, передаваемой по шине Правильный ответ а Вопрос 2. Арбитраж шин может быть… а. только централизованным б. только децентрализованным в. как централизованным, так и децентрализованным Правильный ответ в Вопрос 3. Архитектуру системы команд можно рассматривать как… а. один из способов обращения к данным в вычислительной системе б. интерфейс между аппаратной и программной частями вычислительной системы в. форму представления данных в вычислительной системе Правильный ответ б Вопрос 4. Под архитектурой системы команд подразумевается… а. набор средств, видимых и доступных программисту при работе с вычислительной системой б. полный перечень команд, которые способна выполнить данная вычислительная система в. набор команд языка программирования низкого уровня Правильный ответ а Вопрос 5. Системой команд вычислительной машины называется… а. набор команд языка программирования высокого уровня б. полный перечень команд, которые способна выполнить данная машина в. набор одноадресных команд, которые способна выполнить данная машина Правильный ответ б Вопрос 6. Архитектура с выделенным доступом к памяти является разновидностью… а. архитектуры с сокращенным набором команд б. аккумуляторной архитектуры в. регистровой архитектуры Правильный ответ в Вопрос 7. Основная память в пирамиде памяти расположена… а. выше дисковой кэш-памяти и ниже кэш-памяти первого уровня б. ниже дисковой кэш-памяти и ниже кэш-памяти первого уровня в. ниже дисковой кэш-памяти и выше кэш-памяти первого уровня Правильный ответ а Вопрос 8. Низкоэффективное выполнение команд вычислительной машиной является следствием… а. неквалифицированной работы программиста б. семантического разрыва между машинным языком и языком высокого уровня в. несовершенства элементной базы Правильный ответ б Вопрос 9. Регистровая архитектура… а. предшествует появлению аккумуляторной архитектуры б. является развитием стековой архитектуры в. является развитием аккумуляторной архитектуры Правильный ответ в Вопрос 10. Переход от электронно-вакуумных ламп к полупроводниковым дискретным элементам определил смену… а. первого поколения ЭВМ вторым поколением ЭВМ б. второго поколения ЭВМ третьим поколением ЭВМ в. элементной базы внутри первого поколения ЭВМ Правильный ответ а Вопрос 11. На разных уровнях кэш-памяти каждый нижележащий уровень имеет… а. меньшую емкость и меньшее быстродействие б. большую емкость, но меньшее быстродействие в. большую емкость и большее быстродействие Правильный ответ б Вопрос 12. Несколько уровней имеет… а. внешняя память б. регистровая память в. кэш-память Правильный ответ в Вопрос 13. Наличием командных слов сверхбольшой длины характеризуется архитектура… а. VLIW б. CISC в. RISC Правильный ответ а Вопрос 14. Сокращенным набором команд характеризуется архитектура… а. CISC б. RISC в. VLIW Правильный ответ б Вопрос 15. Современный компьютер – это устройство, принимающее на вход информацию в… а. двоичном коде, и обрабатывающее ее не только в соответствии со списком хранящихся внутри команд б. любом доступном виде, и обрабатывающее ее не только в соответствии со списком хранящихся внутри команд в. дискретном виде, и обрабатывающее ее только в соответствии со списком хранящихся внутри команд Правильный ответ в КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ВОПРОСОВ ЗАКРЫТОГО ТИПА Каждое задание оценивается 1 баллом. Оценивание КИМ теоретического характера в целом: "зачтено" - верно выполнено не менее 50% заданий; "не зачтено" - верно выполнено не более 50% заданий "отлично" - верно выполнено 85..100% заданий; "хорошо" - верно выполнено 70..84% заданий; "удовлетворительно" - верно выполнены 50..69% заданий; "неудовлетворительно" - верно выполнены менее 50% заданий ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ ОТКРЫТОГО ТИПА Задание 1. Пояснить, является ли верным утверждение о том, что в основе арбитража шин лежит оценка приоритета претендентов на роль ведущего в транзакции Правильный ответ: да, высказанное утверждение является верным, так как суть арбитража шин заключается в выборе ведущего среди претендентов на использование шины, если таковых претендентов несколько Задание 2. Пояснить, каким может быть арбитраж шин с точки зрения централизации Правильный ответ: арбитраж шин может быть централизованным и децентрализованным Задание 3. Пояснить, разновидностью какого вида архитектуры является архитектура с выделенным доступом к памяти Правильный ответ: архитектура с выделенным доступом к памяти является разновидностью регистровой архитектуры Задание 4. Пояснить, что называется системой команд вычислительной машины Правильный ответ: системой команд вычислительной машины называется полный перечень команд, которые способна выполнить данная машина Задание 5. Пояснить, является ли верным утверждение о том, что основная память в пирамиде памяти расположена выше дисковой кэш-памяти и ниже кэш-памяти первого уровня Правильный ответ: да, высказанное утверждение является верным, так как дисковая кэш-память характеризуется низким быстродействием, основная память - более высоким быстродействием ввиду того, что является электронной памятью, а кэш-память первого уровня - наиболее быстродействующая память среди отмеченных вариантов, так как расположена внутри процессора Задание 6. Пояснить, какой вид памяти имеет несколько уровней Правильный ответ: несколько уровней имеет кэш-память Задание 7. Пояснить, в чем заключается особенность VLIW-архитектуры с точки зрения длины команд Правильный ответ: архитектура VLIW с точки зрения длины команд характеризуется наличием командных слов сверхбольшой длины Задание 8. Пояснить, в чем заключается особенность RISC-архитектуры с точки зрения количества команд Правильный ответ: с точки зрения количества команд архитектура RISC характеризуется сокращенным набором команд Задание 9. Пояснить, может ли арбитраж шин предотвратить одновременную активность нескольких потенциально ведущих устройств при передаче данных по шине Правильный ответ: да, арбитраж шин может предотвратить одновременную активность нескольких потенциально ведущих устройств при передаче данных по шине, так как это является основным функциональным предназначением арбитража шин Задание 10. Пояснить, в чем заключается особенность асинхронного протокола шин Правильный ответ: суть асинхронного протокола шин заключается в формировании собственного сигнала подтверждения достоверности для каждой группы линий шины Задание 11. Пояснить, что называется периферийным устройством Правильный ответ: периферийным называется внешнее устройство, подключенное к системе через устройство ввода-вывода Задание 12. Пояснить, что называется вычислительной системой Правильный ответ: вычислительной системой называется совокупность технических средств, предназначенных для автоматизированной обработки дискретных данных по заданному алгоритму Задание 13. Пояснить, является ли верным утверждение о том, что массовость - это свойство алгоритма, определяющее возможность получения результата за конечное число шагов Правильный ответ: высказанное утверждение является ошибочным, так как массовость - это свойство алгоритма, определяющее возможность его успешного применения к разным наборам данных Задание 14. Пояснить, после какого этапа в группе этапов стандартного цикла команды располагается этап формирования адреса следующей команды Правильный ответ: этап формирования адреса следующей команды в стандартном цикле команды располагается после этапа выборки команды Задание 15. Пояснить, является ли верным утверждение о том, что в вычислительной машине фон-неймановского типа с аккумуляторной архитектурой длина команд и данных совпадает с разрядностью ячеек памяти Правильный ответ: да, высказанное утверждение является правильным, так как в вычислительной машине фон-неймановского типа архитектуры память имеет однородную структуру, и не разделяется на память команд и память данных; тем самым система становится более универсальной, а ресурсы памяти могут расходоваться более рационально Задание 16. Пояснить, после какого этапа стандартного цикла команды располагается этап вычисления адресов операндов Правильный ответ: в стандартном цикле команды этап вычисления адресов операндов располагается после этапа декодирования команды Задание 17. Пояснить, какой из этапов стандартного цикла команды следует первым относительно всех остальных этапов Правильный ответ: первым этапом стандартного цикла команды относительно всех прочих этапов располагается этап выборки команды Задание 18. Пояснить, что является непосредственным следствием выборки команды Правильный ответ: непосредственным следствием выборки команды является размещение кода команды в регистре команды Задание 19. Пояснить, какой тип команд в большей степени свойственен вычислительной машине фон-неймановского типа с аккумуляторной архитектурой Правильный ответ: вычислительной машине фон-неймановского типа с аккумуляторной архитектурой в большей степени свойственны одноадресные команды Задание 20. Пояснить, где предполагает хранение результата выполнения операции применение двухадресный формат команды Правильный ответ: применение двухадресного формата команды предполагает хранение результата выполнения операции по месту хранения одного из операндов КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ВОПРОСОВ ОТКРЫТОГО ТИПА "Отлично"/зачтено. Ответ полный, развернутый. Суть передана исчерпывающе и точно, принятая терминология полностью сохранена. Ошибок нет. "Хорошо"/зачтено. Ответ полный, но краток. Суть передана точно, но имеются неточности в использовании терминологии. Ошибки незначительны. "Удовлетворительно"/зачтено. Ответ неполный. Значительные неточности в применении терминологии. Студент владеет частью материала. "Неудовлетворительно"/не зачтено. Ответа нет, либо он не раскрывает сути требуемого. Студент не владеет материалом. |
| 5.2. Темы письменных работ для проведения текущего контроля (эссе, рефераты, курсовые работы и др.) |
| Не предусмотрены |
| 5.3. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации |
| Промежуточная аттестация заключается в проведении в конце семестра зачета (экзамена) по изученному материалу (по всему курсу). Зачет (экзамен) проводится в устной форме по билетам. В билет входит 2 вопроса теоретического характера и одно практическое задание ПРИМЕРЫ ВОПРОСОВ К ЭКЗАМЕНУ/ЗАЧЕТУ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ХАРАКТЕРА 1. Поколения ЭВМ 2. Структура ЭВМ и ВС 3. Понятие информации 4. Представление информации в ЭВМ 5. Программное обеспечение ЭВМ (операционные системы, языки программирования и т. п.) 6. Узлы ЭВМ и их взаимодействие 7. Понятие архитектуры ЭВМ 8. Формальная модель ВС 9. Принципы фон Неймана 10. Алгоритмы и программы. Формы представления алгоритмов 11. Организация памяти. Иерархия запоминающих устройств 12. Иерархическая организация шин 13. Распределение линий и арбитраж шин 14. Машинно-ориентированные языки 15. Типы данных. Идентификаторы 16. Диапазоны значений величин 17. Адресация. Методы обращения к операндам 18. Язык ассемблера. Понятие системы команд 19. Группы команд 20. Современные ЭВМ. Принципы построения современных ЭВМ 21. Структура ЭВМ Ввод-вывод 22. Шинная организация ЭВМ 23. Архитектура базового процессора 8086 24. Внешние устройства 25. Обмен с внешними устройствами 26. Классификация интерфейсов 27. Параллельный интерфейс 28. Последовательный интерфейс 29. Типы шин 30. Физическая организация шин 31. Протоколы шин 32. Организация памяти 33. Кэш-память 34. Виртуальная память 35. Внешняя память КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТВЕТОВ НА ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ: 1. Полнота и правильность ответов; 2. Своевременность ответов; 3. Самостоятельность ответов * Отлично/зачтено (повышенный уровень, 85..100 баллов) - самостоятельно даны полные, развернутые ответы на все поставленные вопросы * Хорошо/зачтено (базовый уровень, 70..84 балла) - самостоятельно даны полные, развернутые ответы не на все поставленные вопросы; допущены неточности при ответах не более чем на три поставленных вопроса, потребовались наводящие вопросы преподавателя * Удовлетворительно/зачтено (пороговый уровень, 50..69 баллов) - самостоятельно даны полные, развернутые ответы не менее чем на половину поставленных вопросов; допущены неточности при ответах на более чем три поставленных вопроса, потребовались наводящие вопросы преподавателя * Неудовлетворительно/не зачтено (уровень не сформирован, 0..49 баллов) - самостоятельно даны полные, развернутые ответы менее чем на половину поставленных вопросов; допущены значительные неточности при ответах на более чем половину поставленных вопросов ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАДАНИЙ К ЭКЗАМЕНУ/ЗАЧЕТУ 1. Основы программирования на языке ассемблера 2. Организация ввода-вывода данных 3. Организация памяти вычислительной системы ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕКИХ ЗАДАНИЙ К ЭКЗАМЕНУ/ЗАЧЕТУ 1. На языке ассемблера написать программу для вычисления значения арифметического выражения (a16+b16)/c8 - d8, где цифра соответствует назначенной разрядности операнда 2. На языке ассемблера написать программу для вычисления значения логического выражения a AND ((NOT b) AND (NOT c) OR d AND e) 3. На языке ассемблера написать программу, которая по нажатию клавиши F1 выводит в верхней левой части консоли фамилию студента, по нажатию клавиши Del в средней части консоли выводит имя студента, а по нажатию клавиши Esc программа завершает свою работу КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕКИХ ЗАДАНИЙ ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ: 1. Полнота выполнения практического задания; 2. Своевременность выполнения задания; 3. Последовательность и рациональность выполнения задания; 4. Самостоятельность решения; * Отлично/зачтено (повышенный уровень, 85..100 баллов) - студентом задание выполнено своевременно, полностью самостоятельно. При этом представлена пояснительная записка, в которой выполнена постановка задачи, описана модель решения задачи, представлено неформальное описание алгоритма решения задачи, показан опорный граф решения. К содержимому пояснительной записки нет замечаний * Хорошо/зачтено (базовый уровень, 70..84 балла) - студентом задание выполнено своевременно, с подсказками преподавателя. При этом представлена пояснительная записка, в которой выполнена постановка задачи, описана модель решения задачи, представлено неформальное описание алгоритма решения задачи, показан опорный граф решения. К содержимому пояснительной записки имеются замечания, требующие внесения незначительных исправлений * Удовлетворительно/зачтено (пороговый уровень, 50..69 баллов) - студентом задание выполнено своевременно с множественными подсказками преподавателя, или задание выполнено с задержкой времени. При этом представлена пояснительная записка, в которой выполнена постановка задачи, описана модель решения задачи, представлено неформальное описание алгоритма решения задачи. К содержимому пояснительной записки имеются серьезные замечания, требующие внесения значительных исправлений * Неудовлетворительно/не зачтено (уровень не сформирован, 0..49 баллов) - студентом задание не выполнено, или к содержимому пояснительной записки имеются серьезные замечания, требующие внесения значительных исправлений, или в пояснительной записке отсутствует более одного пункта КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ ОТВЕТОВ НА ЭКЗАМЕНЕ/ЗАЧЕТЕ В ЦЕЛОМ ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ОЦЕНКИ: 1. Полнота изложения теоретического материала; 2. Полнота и правильность решения практического задания; 3. Правильность и/или аргументированность изложения (последовательность действий) 4. Самостоятельность ответа; 5. Культура речи * Отлично/зачтено (повышенный уровень, 85..100 баллов) - студентом дан полный, в логической последовательности развернутый ответ на поставленный вопрос, где он продемонстрировал знания предмета в полном объеме учебной программы, достаточно глубоко осмысливает дисциплину, самостоятельно, и исчерпывающе отвечает на дополнительные вопросы, приводит собственные примеры по проблематике поставленного вопроса, решил предложенные практические задания без ошибок * Хорошо/зачтено (базовый уровень, 70..84 балла) - студентом дан развернутый ответ на поставленный вопрос, где студент демонстрирует знания, приобретенные на лекционных и лабораторных занятиях, а также полученные посредством изучения обязательных учебных материалов по курсу, дает аргументированные ответы, приводит примеры, в ответе присутствует свободное владение монологической речью, логичность и последовательность ответа. Однако допускается неточность в ответе. Решил предложенные практические задания с небольшими неточностями * Удовлетворительно/зачтено (пороговый уровень, 50..69 баллов) - студентом дан ответ, свидетельствующий в основном о знании процессов изучаемой дисциплины, отличающийся недостаточной глубиной и полнотой раскрытия темы, знанием основных вопросов теории, слабо сформированными навыками анализа явлений, процессов, недостаточным умением давать аргументированные ответы и приводить примеры, недостаточно свободным владением монологической речью, логичностью и последовательностью ответа. Допускается несколько ошибок в содержании ответа и решении практических заданий * Неудовлетворительно/не зачтено (уровень не сформирован, 0..49 баллов) - студентом дан ответ, который содержит ряд серьезных неточностей, обнаруживающий незнание процессов изучаемой предметной области, отличающийся неглубоким раскрытием темы, незнанием основных вопросов теории, несформированными навыками анализа явлений, процессов, неумением давать аргументированные ответы, слабым владением монологической речью, отсутствием логичности и последовательности. Выводы поверхностны. Решение практических заданий не выполнено. Т.е. студент не способен ответить на вопросы даже при дополнительных наводящих вопросах преподавателя |
| 6.1. Рекомендуемая литература | ||||
| 6.1.1. Основная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л1.1 | Новожилов О.П. | Архитектура ЭВМ и систем: Учебное пособие | ЭБС Юрайт, 2018 | biblio-online.ru |
| Л1.2 | Партыка Татьяна Леонидовна | Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник | Форум, 2018 | znanium.com |
| 6.1.2. Дополнительная литература | ||||
| Авторы | Заглавие | Издательство, год | Эл. адрес | |
| Л2.1 | Горнец Н.Н., Рощин А.Г., Соломенцев В.В. | Организация ЭВМ и систем: учеб. пособие для вузов | М.: Академия, 2006 | |
| Л2.2 | В. Н. Пильщиков | Программирование на языке ассемблера IBM PC: [учеб. пособие] | М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003 | |
| Л2.3 | Степанов А.Н. | Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей: учеб. пособие для вузов | СПб.[и др.]: Питер, 2007 | |
| Л2.4 | Юров В.И. | Assembler: учеб. пособие для вузов | СПб.[и др.]: Питер, 2007 | |
| Л2.5 | Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. | Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учеб. для вузов | М.: Финансы и статистика, 2014 | booksee.org |
| Л2.6 | Бройдо В.Л., Ильина О.П. | Архитектура ЭВМ и систем: учеб. для вузов | СПб.: Питер, 2006 | booksee.org |
| Л2.7 | Незнанов А.А. | Программирование и алгоритмизация: учебник | М.: Академия, 2010 | |
| Л2.8 | Бройдо В.Л., Ильина О.П. | Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: учеб. пособие для вузов | СПб.: Питер, 2011 | |
| Л2.9 | Новожилов О. П. | АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ: Учебное пособие для академического бакалавриата | М. : Издательство Юрайт, 2018 | biblio-online.ru |
| 6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет" | ||||
| Название | Эл. адрес | |||
| Э1 | Курс "Организация и архитектура вычислительных систем" на Образовательном портале АлтГУ | portal.edu.asu.ru | ||
| Э2 | Архитектура ЭВМ и язык ассемблера | intuit.ru | ||
| Э3 | Архитектура ЭВМ | intuit.ru | ||
| 6.3. Перечень программного обеспечения | ||||
| LibreOffice Условия использования: https://ru.libreoffice.org/about-us/license/ Microsoft Windows 7-Zip AcrobatReaderMicrosoft Office 2010 (Office 2010 Professional, № 4065231 от 08.12.2010), (бессрочно); Microsoft Windows 7 (Windows 7 Professional, № 61834699 от 22.04.2013), (бессрочно); Chrome (http://www.chromium.org/chromium-os/licenses), (бессрочно); 7-Zip (http://www.7-zip.org/license.txt), (бессрочно); AcrobatReader (http://wwwimages.adobe.com/content/dam/Adobe/en/legal/servicetou/Acrobat_com_Additional_TOU-en_US-20140618_1200.pdf), (бессрочно); ASTRA LINUX SPECIAL EDITION (https://astralinux.ru/products/astra-linux-special-edition/), (бессрочно); LibreOffice (https://ru.libreoffice.org/), (бессрочно); Веб-браузер Chromium (https://www.chromium.org/Home/), (бессрочно); Антивирус Касперский (https://www.kaspersky.ru/), (до 23 июня 2024); Архиватор Ark (https://apps.kde.org/ark/), (бессрочно); Okular (https://okular.kde.org/ru/download/), (бессрочно); Редактор изображений Gimp (https://www.gimp.org/), (бессрочно) | ||||
| 6.4. Перечень информационных справочных систем | ||||
| Образовательный портал АлтГУ, ресурс http://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=1631 Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета (http://elibrary.asu.ru/); Научная электронная библиотека elibrary (http://elibrary.ru) | ||||
| Аудитория | Назначение | Оборудование |
|---|---|---|
| 001вК | склад экспериментальной мастерской - помещение для хранения и профилактического обслуживания учебного оборудования | Акустический прибор 01021; виброизмеритель 00032; вольтметр Q1202 Э-500; вольтметр универсальный В7-34А; камера ВФУ -1; компьютер Турбо 86М; масспектрометр МРС -1; осциллограф ЕО -213- 2 ед.; осциллограф С1-91; осциллограф С7-19; программатор С-815; самописец 02060 – 2 ед.; стабилизатор 3218; терц-октавный фильтр 01023; шкаф вытяжной; шумомер 00026; анализатор АС-817; блок 23 Г-51; блок питания "Статрон" – 2 ед.; блок питания Ф 5075; вакуумный агрегат; весы; вольтметр VM -70; вольтметр В7-15; вольтметр В7-16; вольтметр ВУ-15; генератор Г-5-6А; генератор Г4-76А; генератор Г4-79; генератор Г5-48; датчик колебаний КВ -11/01; датчик колебаний КР -45/01; делитель Ф5093; измеритель ИМП -2; измеритель параметров Л2-12; интерферометр ИТ 51-30; источник "Агат" – 3 ед.; источник питания; источник питания 3222; источник питания ЭСВ -4; лабораторная установка для настройки газовых лазеров; лазер ЛГИ -21; М-кальк-р МК-44; М-калькул-р "Электроника"; магазин сопротивления Р4075; магазин сопротивления Р4077; микроскоп МБС -9; модулятор МДЕ; монохроматор СДМС -97; мост переменного тока Р5066; набор цветных стекол; насос вакумный; насос вакуумный ВН-01; осциллограф С1-31; осциллограф С1-67; осциллограф С1-70; осциллограф С1-81; осциллоскоп ЕО -174В – 2 ед.; пентакта L-100; пирометр "Промень"; пистонфон 05001; преобразователь В9-1; прибор УЗДН -2Т; скамья оптическая СО 1м; спектограф ДФС -452; спектограф ИСП -51; стабилизатор 1202; стабилизатор 3217 – 4 ед.; стабилизатор 3218; стабилизатор 3222 – 3 ед.; станок токарный ТВ-4; усилитель мощности ЛВ -103 – 4 ед.; усилитель У5-9; центрифуга ВЛ-15; частотомер Ч3-54А; шкаф металлический; эл.двигатель; электродинамический калибратор 11032 |
| 202К | лаборатория цифровой техники - учебная аудитория для проведения занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических); проведения групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации | Учебная мебель на 18 посадочных мест; рабочее место преподавателя; доска меловая 1шт.; компьютеры: марка Aqarius; Парус - 12 единиц; вольтметр В7-34А; генератор Г5-56; генератор сигналов Г6-36; коммутатор SWITCH; компьютер Парус 945 MSI; осциллограф АСК- 1052 - 7шт.; осциллограф ЕО- 213 - 4шт.; осциллограф С1-64; осциллограф С1-91; паяльная станция АТР-1121; системный блок Aquarius Cel - 2400 – 10 шт.; стабилизатор 1202; методические указания по выполнению лабораторных работ: работа на учебной микроэвм; методы проектирования на микросхемах средней степени интеграции; последовательностные схемы; комбинационные логические схемы. |
| Помещение для самостоятельной работы | помещение для самостоятельной работы обучающихся | Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ |
| Учебная аудитория | для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик | Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска) |
| Основной целью при изучении дисциплины является стремление показать области применения и сформировать у будущих специалистов теоретические знания и практические навыки использования современных персональных компьютеров и программных средств низкого уровня для решения широкого спектра задач в различных областях, а именно: ознакомить студентов с основами организации и архитектуры современных ЭВМ; привить навыки работы с языками программирования низкого уровня для создания прикладных программ; изложить основные принципы проектирования современных ЭВМ. Основными задачами изучения дисциплины «Организация и архитектура вычислительных систем» являются: овладение фундаментальными знаниями об основах организации и архитектуре современных ЭВМ; целостное представление о науке и ее роли в развитии информационных технологий; владеть общими вопросами организации архитектуры современных ЭВМ; овладение технологиями программирования нижнего уровня; углубление практических навыков работы на персональном компьютере (основы работы с различными инструментальными средствами для проектирования и разработки программ нижнего уровня). Для эффективного изучения теоретической части дисциплины «Организация и архитектура вычислительных систем» необходимо: построить работу по освоению дисциплины в порядке, отвечающем изучению основных этапов, согласно приведенным темам лекционного материала; систематически проверять свои знания по контрольным вопросам и тестам; усвоить содержание ключевых понятий; активно работать с основной и дополнительной литературой по соответствующим темам; регулярно консультироваться с преподавателем, ведущим изучаемую дисциплину. Для эффективного изучения практической части дисциплины «Организация и архитектура вычислительных систем» настоятельно рекомендуется: систематически выполнять подготовку к лабораторно-практическим занятиям по предложенным преподавателем темам; своевременно выполнять практические задания, курсовую работу. На каждом из лабораторных занятий студенту предлагаются методические указания к выполнению лабораторной работы по соответствующей теме, начиная с первой. Студент выполняет изучение теоретической части работы, рассматривает представленные в описа-нии примеры решений. После получения индивидуального задания, в соответствии с ре-гламентированным в Методических указаниях порядком выполнения работы, студент вы-полняет решение задания, подготавливая пояснительную записку, в которой должны быть представлены: • формулировка задачи, • постановка задачи, • модель решения задачи (математическая модель), • неформальное описание алгоритма решения задачи, • опорный граф алгоритма решения задачи, • функциональная декомпозиция решения, • программный код решения задачи на языке программирования низкого уровня, • результаты выполненной проверки работоспособности программ с представлением отчета о проверке. После подготовки полного варианта пояснительной записки, ее проверки препода-вателем, а также проверки работоспособности написанных студентом программных кодов, студенту предлагается ответить на ряд теоретических вопросов по теме лабораторной ра-боты. Количество таких вопросов – не менее 7. Работа считается выполненной полностью в случае, когда ее результаты соответствуют представленным выше критериям оценивания практических заданий и ответов на вопросы. После этого студент получает возможность начать выполнение следующей по списку лабораторной работы с получением соответ-ствующих методических указаний. На зачете студент получает билет с двумя теоретическими вопросами из перечня, представленного в разделе Перечень вопросов к экзамену. Кроме того, помимо двух теоре-тических вопросов студенту предлагается выполнить одно практическое задание в виде составления программы решения задачи с использованием языка программирования низ-кого уровня. |