Контрольно-измерительные материалы и методика проведения промежуточной и Департамент образования, науки и молодежной политики Воронежской области государственное образовательное бюджетное учреждение среднего профессионального образования Воронежской области «Воронежский государственный промышленно-гуманитарный колледж» (ГОБУ СПО ВО «ВГПГК») АРХИТЕКТУРА АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ Методические указания и контрольные задания Для студентов специальности 09.02.02. «Компьютерные сети» заочной формы обучения | | ВОРОНЕЖ  | | Печатается по решению заседания кафедры Воронежского государственного промышленно-гуманитарного колледжа Составитель Г.В. КОЛТАКОВ.Данилкин А.П. | Архитектура аппаратных средств: метод. указания и контрольные задания для студентов специальности 09.02.02. «Компьютерные сети» заоч. формы обучения. Воронежский государственный промышленно-гуманитарный колледж ; [сост. Г.В. Колтаков, Данилкин А.П.]. – Воронеж : ВГПГК, 2014. – 22 с. Изложены программа учебной дисциплины, примеры контрольно-измерительных материалов, методические указания к выполнению практических работ, методические указания к организации самостоятельной работы студентов. Приведены вопросы для подготовки к экзамену, перечень рекомендуемой литературы для изучения. | © | Колтаков Г.В.,Данилкин А.П. 2014 | © | Воронежский государственный промышленно-гуманитарный колледж, 2014 | 
Введение Термин «архитектура» в широком смысле определяется как концепция взаимосвязи элементов сложной структуры и включает в себя компоненты логической, физической и программной организации ВМ. В более узком смысле архитектура ВМ - это описание системы команд для программиста (архитектура системы команд). Развернутое описание архитектуры должно включать: – форму представления программ в ВМ и правила их интерпретации; – основные форматы представления данных; – способы адресации данных в программе; – состав аппаратных средств ВМ и их характеристики; – соотношение и взаимодействие аппаратных и программных средств. Под архитектурой аппаратного обеспечения компьютера понимаются внутренние компоненты компьютера и подключенные к нему устройства ввода (как компьютерная мышь и клавиатура) и устройства вывода (монитор). Внутренние компоненты компьютера вместе представляют собой вычислительное и управляющее устройство. Процессор или ЦПУ определяет основную скорость работы компьютера. Требования к тактированию ЦПУ и собственной мощности процессора постоянно увеличиваются, так как и предъявляемые к технике требования тоже растут. Программное обеспечение, которое позже устанавливается на компьютер, требует все больше мощности процессора. В процессе теоретического изучения данного предмета в соответствии с государственными требованиями студенты должны: уметь: - определять оптимальную конфигурацию оборудования и характеристик устройств для конкретных задач; - идентифицировать основные узлы персонального компьютера, разъемы для подключения внешних устройств; знать: - построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности; - принципы работы основных логических блоков систем; - параллелизм и конвейеризацию вычислений; - классификацию вычислительных платформ; - принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах; - принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах; - принципы работы кэш-памяти; - методы повышения производительности многопроцессорных и многоядерных систем;основные энергосберегающие технологии. ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес. ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество. ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития. ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации. ОК 9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности. ПК 1.2. Осуществлять выбор технологии, инструментальных средств и средств вычислительной техники при организации процесса разработки и исследования объектов профессиональной деятельности. ПК 2.3. Обеспечивать сбор данных для анализа использования и функционирования программно-технических средств компьютерных сетей. ПК 3.1. Устанавливать, настраивать, эксплуатировать и обслуживать технические и программно-аппаратные средства компьютерных сетей. ПК 3.6. Выполнять замену расходных материалов и мелкий ремонт периферийного оборудования, определять устаревшее оборудование и программные средства сетевой инфраструктуры. Формой аттестации по учебной дисциплине является экзамен. В данных методических указаниях приводятся темы самостоятельной работы студентов, методические указания к выполнению практических работ. Дан перечень экзаменационных вопросов, вопросов для самоконтроля и список основной и дополнительной литературы. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Изучение дисциплины «Архитектура аппаратных средств» предусматривает проведение лекций и практических занятий, а также самостоятельное изучение студентами специальной литературы. Тематика занятий приведена в таблице: Наименование разделов и тем | Максимальная учебная нагрузка | Количество аудиторных часов при очной форме обучения | Самостоятельная работа студента | Теоретические занятия | Практические работы | Раздел 1. Архитектурные особенности построения ПК. Тема 1.1. История развития вычислительной техники. Этапы развития ЭВМ. Принципы Джона фон Неймана. | | | - | | Тема 1.2. Логические блоки ЭВМ. Состав и основные характеристики центрального процессора. Виды внутренней памяти ПК. Назначение BIOS. | | | Тема 1.3. Магистрально-модульный принцип построения ПК. Принцип «открытой архитектуры». | | | Раздел 2. Материнская плата. Тема 2.1. Основные порты материнских плат. Платы расширения материнских плат. Слоты материнской платы. | | | | | Тема 2.2. Основные параметры интерфейсов. Интерфейсы внешних накопителей. | | | Раздел 3. Организация вычислительного процесса. Тема 3.1. Функциональная классификация микропроцессоров (МП). Понятие о микропроцессоре. Внутренняя структура МП. Назначение узлов, входящих в типовую структуру МП. Регистры процессора. | | | - | | Тема 3.2. Система команд микропроцессора. Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора. Архитектура типового микропроцессора. Микроархитектура, макроархитектура микропроцессора. Процедура ввода-запоминания-вывода. | | | Раздел 4. Память ЭВМ. Тема 4.1. Логическое представление системной памяти вычислителя. Понятие адресного пространства памяти вычислителя. Сегментация логической памяти вычислителя. | | | | | Тема 4.2. Динамическая и статическая оперативная память. Классификация синхронной динамической памяти (sdram). Характеристики модулей оперативной памяти (объем, тип корпуса, тип памяти, пропускная способность, тайминги). | | | Тема 4.4. Многоуровневая иерархическая структура запоминающих устройств. Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики. Организация кэш-памяти: с прямым отображением, частично- ассоциативная и полностью ассоциативная кэш-память. Разновидности кэш-памяти; структурная схема памяти; режимы работы памяти. Сравнение виртуальной и кэш-памяти. | | | Раздел 5. Многомашинные и многопроцессорные вычислительные системы. Тема 5.1. Классификация аппаратных платформ. Платформы-анклавы. Платформы-бренды. Несовместимые аппаратные платформы. Несовместимость процессоров Intel. Несовместимость материнских плат. | | | - | | Тема 5.2. Классификация ВС в зависимости от числа потоков команд и данных. Классификация многопроцессорных ВС с разными способами реализации памяти совместного использования (МВС с общей и локальной памятью, ММС). Классификация многомашинных ВС. Примеры ВС различных типов. Преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем. | | | Тема 5.3. Современные микропроцессоры и многопроцессорные системы. Многоядерные технологии. Принципы вычислений в многопроцессорных и многоядерных системах. | | | Раздел 6. Основные энергосберегающие технологии. Тема 6.1. GoD (Green on Demand), GPS (Green Power Saving) и GSM (Green System Mode). Международные стандарты: Energy Star, ТСО. ГОСТ Р 51387-99. Современные энергосберегающие элементы. Стандарты для энергоэффективных потребительских товаров. | | | - | | Итого: | | | | | Контрольно-измерительные материалы и методика проведения промежуточной и Итоговой аттестации В качестве контрольно-измерительных материалов разрабатываются экзаменационные билеты, перечень экзаменационных вопросов и заданий, а также электронные банки тестовых заданий. Для промежуточного контроля теоретических знаний по окончании очередного лекционного раздела используются тестовые задания. Тестовые задания разрабатываются из расчета не менее 10-ти заданий на 1 час лекционного курса дисциплины и помимо промежуточного контроля могут использоваться для самоконтроля, контроля знаний, умений, навыков и компетенций. Примеры тестовых заданий представлены на стр. 8 в разделе «Примеры тестовых заданий для промежуточного контроля знаний». Для защиты практических работ используются контрольные вопросы и задания, приведенные в методических указаниях, направленные на проверку теоретических знаний, используемых при выполнении, и практических навыков, полученных в ходе выполнения практических работ. Методические указания к выполнению практических работ представлены на стр. 11. В качестве самостоятельной работы студентов предусматривается подготовка презентаций и рефератов по углубленной тематике. От качества подготовки, оформления презентаций, важности и глубины раскрытия тематики подготовленного материала зависит оценка самостоятельной работы. вопросы для подготовки презентаций и рефератов, а также методические рекомендации по подготовке и оформлению презентаций и рефератов приведены на стр. 14. Для итогового контроля теоретических и практических знаний используются экзаменационные билеты. Экзамен предполагает подготовку по полученному билету и устный ответ преподавателю. Перечень примерных вопросов для подготовки к экзамену представлен на стр. 16. |