Рабочая программа по дисциплине Организация и архитектура ЭВМ

Государственное автономное

образовательное учреждение среднего профессионального образования

Владимирской области

«Гусь-Хрустальный технологический техникум»

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины «Организация и архитектура ЭВМ»

для специальности (группы специальностей)

Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей

г. Гусь-Хрустальный

2013 г.

ОДОБРЕНА СОСТАВЛЕНА

Предметной (цикловой) в соответствии с Государственными

комиссией требованиями к минимуму

содержания и уровню подготовки

выпускника по специальности

«Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей»

Председатель ______________ Заместитель директора по учебной

работе_______________

Автор: Гасов П.С.

Рецензенты:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Учебная дисциплина «Организация и архитектура ЭВМ» является общепрофессиональной, дающей базовые знания для освоения обще профессиональных и специальных дисциплин специальностей группы.

Для изучения учебной дисциплины «Организация и архитектура ЭВМ» необходимы знания учебной дисциплины «Информационные технологии».

В результате изучения дисциплины студент должен:

иметь представление:

- развитии и классификации различных архитектур ЭВМ ;

- структуру команд ЭВМ

знать:

-различные способы реализации архитектур SIMD

- различные компоненты архитектуры ЭВМ

- принципы организации памяти ЭВМ

- структуру кэш памяти

- основные методы обновления строк в оперативной памяти

- структуру центрального процессора

- назначение центрального устройства управления

Рабочая программа «Организация и архитектура ЭВМ» рассчитана на 34 часов аудиторной нагрузки (в том числе 17 часов отводится на лабораторно-практические занятия).

Для закрепления теоретических знаний и приобретения практических умений в программу дисциплины включено проведение практических занятий в виде лабораторных работ.

Тематический план учебной дисциплины

для очной формы обучения

по специальности «Техническое обслуживание средств вычислительной техники и компьютерных сетей»

№№пп

Наименование

Раздела и темы

Максимальная учебная нагрузка студента, час

Количество аудиторных часов при очной форме обучения

Самостоятельная

работа студента

всего

в том числе практические (лабораторные)

занятия

1

Архитектуры, характеристики, классификация ЭВМ

11

9

4

2

2

Функциональная и структурная организация ЭВМ

15

9

5

6

3

Функциональная и структурная организация центрального процессора ЭВМ

12

8

4

4

4

Принципы организации подсистемы памяти ЭВМ и ВС

12

8

4

4

Итого

50

34

17

16

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Тема 1. Архитектуры, характеристики, классификация ЭВМ

Основные понятия и определения (ЭВМ, вычислительная система, архитектура компьютера). Компоненты архитектуры компьютера. Развитие и классификация однопроцессорных архитектур (SISD, SIMD, многопотоковые технологии и многоядерные структуры). Классификация архитектур SISD (CISC, RISC, VLIW, суперскалярная обработка, EPIC-концепция). Способы реализации архитектур SIMD.

Студент должен:

знать:

- различные способы реализации архитектур SIMD

- различные компоненты архитектуры ЭВМ

Тема 2. Функциональная и структурная организация ЭВМ

Обобщенная структура ЭВМ и пути ее развития. Типы данных (IA-32, MMX, SSE, SSE-2, IA-64). Теги и дескрипторы. Структура и форматы команд ЭВМ. Способы адресации информации в ЭВМ (абсолютные, относительные). Индексная адресация.

Студент должен:

знать:

- какие бывают типы данных, для чего используется каждый тип

- структуру и формат команд ЭВМ

Тема 3. Функциональная и структурная организация центрального процессора ЭВМ

Назначение и структура центрального процессора. Назначение, классификация и организация центрального устройства управления. Регистровые структуры центрального процессора (IA-32, х86-64, IA-64).Особенности многоядерной микроструктуры процессоров Intel Core. Микроархитектура Core Nehalem.

Студент должен:

знать:

- структуру центрального процессора

- назначение центрального устройства управления

Тема 4. Принципы организации подсистемы памяти ЭВМ и ВС

Иерархическая структура памяти компьютера. Организация стека регистров. Способы организации кэш-памяти. Типовая структура кэш-памяти. Способы размещения данных в кэш-памяти. Методы обновления строк основной памяти. Иерархическая структура памяти компьютера. Организация стека регистров. Способы организации кэш-памяти. Типовая структура кэш-памяти. Способы размещения данных в кэш-памяти. Методы обновления строк основной памяти

Лабораторные работы.

1. Изучение однопроцессорных архитектур компьютеров

2. Изучение характеристик и классификаций компьютеров

3. Изучение типов и форматов данных (IA-32, MMX, SSE, IA-64)

4. Изучение структур команд и способов адресации

5. Изучение форматов команд CISC и RISC процессоров

6. Изучение регистровых структур процессоров

7. Изучение принципов организации и функционирования процессоров Pentium 4, Athlon-64, PowerPCG5

8. Изучение методов и средств организации кэш-памяти

9. Изучение системы ввода-вывода (шинная организация, чипсеты) (1час).

Студент должен:

знать:

- принципы организации памяти ЭВМ

- структуру кэш памяти

- основные методы обновления строк в оперативной памяти

ЛИТЕРАТУРА

1. Пятибратов А.П., Гудыко Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы и телекоммуникации: Учебник. - 2-ое изд. / Под ред. А.П. Пятибратова.- М.: Финансы и статистика, 2002.

2. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 4-е изд. - СПб.: Питер, 2003.

3. Чередов А.Д. Организация ЭВМ и систем: Учеб. пособие. - 2-ое изд. - Томск: Изд. ТПУ, 2005.

4. Асмаков С.В., Пахомов С.О. Железо 2008. Компьютер Пресс рекомендует. - СПб.: Питер, 2008.

5. Орлов С., Цилькер Б. Организация ЭВМ и систем. Учебник для ВУЗов. ИЗД. «Питер», 2004.

6. Хамахер К., Вранешич З., Заки С. Организация ЭВМ. 5-е изд. Изд. «Питер», 2003.