Рабочая программа по учебной дисциплине

Автор публикации:

Дата публикации:

Краткое описание: ...



А [pic] ВТОНОМНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО АВТОНОМНОГО ОКРУГА-ЮГРА

«ХАНТЫ-МАНСИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»


УТВЕРЖДЕНО

Приказ директора №_________

«______»________________







Рабочая программа

по учебной дисциплине


ОП.08 Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем


программы подготовки специалистов среднего звена

по специальности CПО

44.02.06 «Профессиональное обучение»

(отрасль «Информационные системы»)













Ханты-Мансийск, 2014




РАССМОТРЕНО

на заседании ПЦК

Протокол №____ от «____»___20__ г.

Председатель _____/___________




Организация-разработчик: автономное учреждение профессионального образования Ханты-Мансийского автономного округа-Югры «Ханты-Мансийский технолого-педагогический колледж»





Разработчик:

Кокшаров С.В. преподаватель

(Ф.И.О.) (занимаемая должность)












СОДЕРЖАНИЕ



  1. ПАСПОРТ рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


4-6

  1. СТРУКТУРА и содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

7-11

  1. условия реализации учебной дисциплины

12-13

  1. Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины

14



1. паспорт рабочей ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ


Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем

1.1. Область применения программы

Рабочая программа учебной дисциплины «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем» является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности СПО 051001 «Профессиональное обучение» (отрасль «Информационные системы») углубленной подготовки.

Программа разработана на основании:

1. Федерального государственного образовательного стандарта СПО по специальности 230401 «Информационные системы (по отраслям)», утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 14 мая 2014 года, 525;

2. Федерального государственного образовательного стандарта СПО по специальности 051001 «Профессиональное обучение (по отраслям)», утвержденного приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 27 октября 2014 года, № 1386;

3. Рабочего учебного плана, разработанного в АУ «Ханты-Мансийский технолого-педагогический колледж».


1.2. Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: общепрофессиональная дисциплина профессионального цикла.


1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины:

ПК 1.1. Обеспечивать материально-техническое оснащение занятий, включая проверку безопасности оборудования, подготовку необходимых объектов труда и рабочих мест обучающихся, создание условий складирования.

ПК 1.2. Проводить лабораторно-практические занятия в аудиториях, учебно­производственных мастерских и в организациях.

ПК 1.3. Организовывать все виды практики обучающихся в учебно­производственных мастерских и на производстве.

ПК 1.4. Осуществлять педагогический контроль, оценивать процесс и результаты деятельности обучающихся.

ПК 1.5. Анализировать занятия и организацию практики обучающихся.

Результатом изучения учебной дисциплины является частичное освоение общих (ОК) компетенций:

OK1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК2. Организовывать собственную деятельность, определять методы решения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях.

OK 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии для совершенствования профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, взаимодействовать с руководством, коллегами и социальными партнерами.

ОК 7. Ставить цели, мотивировать деятельность обучающихся, организовывать и контролировать их работу с принятием на себя ответственности за качество образовательного процесса.

ОК 8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК 9. Осуществлять профессиональную деятельность в условиях обновления ее целей, содержания, смены технологий.

OK 10. Осуществлять профилактику травматизма, обеспечивать охрану жизни и здоровья обучающихся.

OK 11. Строить профессиональную деятельность с соблюдением правовых норм ее регулирующих.


В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:

У1. С помощью программных средств организовывать управление ресурсами вычислительных систем;

У2. Осуществлять поддержку функционирования информационных систем;

В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:

З1. Построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

З2. Принципы работы основных логических блоков систем;

З3. Классификацию вычислительных платформ и архитектур;

З4. Параллелизм и конвейеризацию вычислений;

З5. Основные конструктивные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость


1.4. Ведущие педагогические технологии, используемые преподавателем:

В целях формирования общих и профессиональных компетенций при организации образовательного процесса будут использованы современные педагогические технологии: классно-урочные (традиционные), проектные, информационные, интерактивные технологии, технологии проблемного и развивающего обучения.


1.5. Рекомендуемое количество часов на освоение программы учебной дисциплины:

максимальной учебной нагрузки обучающегося - 105 часов, в том числе:

  • обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося – 70 часов,

  • самостоятельная работа обучающегося - 35 часов.























КОНКРЕТИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ



Объекты (предметы) контроля (знания, умения)







Разделы (укрупнённые темы)

программы МДК

знания

умения


З1

З2

З3

З4

З5

З6

З7

З8

У1

У2




У3

Организация процесса конструирования ИС

+


+






+



Технологии и методы проектирования ИС




+






+


Функционирование ИС






+





+

Оценка качества ИС







+

+



+
































2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы



самостоятельная работа над курсовой работой (проектом) (если предусмотрено)

-подготовка докладов

-подготовка презентаций

-решение задач

-подготовка рефератов

0

16

4

10

5

Итоговая аттестация в форме экзамена



2.2. Тематический план и содержание учебной дисциплины

«Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем»

2

2

1.

Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Свойства позиционных систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

Тема 1.2. Системы счисления.

Содержание

2

  1. Алгоритмы сложения и вычитания в различных системах счисления

Тема 1.3. Алгоритмы сложения и вычитания в различных системах счисления

Содержание

2

  1. Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах

Самостоятельная работа по теме занятий

  1. Решение задач на тему «Прямой код. Алгебраическое сложение/вычитание в прямом коде»

  2. Решение задач на тему «Алгоритмы умножения и деления»

  3. Подготовка презентации «История развития вычислительной техники»

6


Тема 1.4. Представление информации в ЭВМ

Содержание

2

1

1.

Виды информации и способы ее представления в ЭВМ

Классификация информационных единиц, обрабатываемых ЭВМ. Числовые и нечисловые типы данных и их виды. Кодирование символьной информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др.

Самостоятельная работа по теме занятий

  1. Решение задач на тему «Кодирование символьной информации»

2

Тема 2

Архитектура и принципы работы основных логических блоков вычислительных систем (ВС)

79


Тема 2.1. Логические основы ЭВМ, элементы и узлы

Содержание

2

2

  1. Таблицы истинности. Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры и сумматоры. Таблицы истинности RS-, JK- и T-триггера.

Тема 2.2. Логические узлы ЭВМ и их классификация

Содержание

2

  1. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение.

Тема 2.3. Практическая работа №1. Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах.

Содержание

2


  1. Работа и особенности логических элементов ЭВМ.

Тема 2.4. Практическая работа №2. Программирование разветвляющегося процесса.

Содержание

2

  1. Программирование разветвляющегося процесса.

Самостоятельная работа по теме занятий

  1. Решение задач на тему «Реализация булевых функций»

  2. Подготовить презентацию «Тактовые генераторы»

  3. Решение задач на тему «Комбинационные и арифметические схемы»



6

Тема 2.5. Основы построения ЭВМ.

Внутренняя организация процессора


Содержание

2

2

  1. Архитектура компьютера Понятие архитектуры и структуры компьютера. Принципы (архитектура) фон Неймана. Основные компоненты ЭВМ. Основные типы архитектур ЭВМ. Реализация принципов фон Неймана в ЭВМ.

Тема 2.6. Структура процессора

Содержание

2

  1. Спецификация функциональных требований к ИС. Процессные потоковые модели. Основные элементы процессного подхода. Выделение и классификация процессов.

Тема 2.7. Практическая работа №3. Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений

Содержание

2


  1. Построение последовательности машинных операций для реализации простых вычислений

Тема 2.8. Практическая работа №4. Программирование циклов с переадресацией

Содержание

2

  1. Программирование циклов с переадресацией

Самостоятельная работа по теме занятий

  1. Реферат «Особенности Assembler для различных процессоров»

5


Тема 2.9. Организация работы памяти компьютера

Содержание

2




1,2



  1. Основная память ЭВМ. Оперативное и постоянное запоминающие устройства: назначение и основные характеристики. Организация оперативной памяти. Адресное и ассоциативное ОЗУ: принцип работы и сравнительная характеристика.

Тема 2.10. Организация работы памяти компьютера. Иерархическая структура памяти

Содержание

2

  1. Основная память ЭВМ. Оперативное и постоянное запоминающие устройства: назначение и основные характеристики. Организация оперативной памяти. Адресное и ассоциативное ОЗУ: принцип работы и сравнительная характеристика.

Тема 2.11. Организация работы памяти компьютера. Виды адресации

Содержание

2

  1. Линейная, страничная, сегментная память. Стек. Плоская и многосегментная модель памяти.

Тема 2.12. Организация работы памяти компьютера. Кэш-память

Содержание

2

  1. Кэш-память: назначение, структура, основные характеристики. Организация кэш-памяти: с прямым отображением, частично-ассоциативная и полностью ассоциативная кэш-память.

Тема 2.13. Организация работы памяти компьютера. Динамическая память

Содержание

2

  1. Принцип работы. Обобщенная структурная схема памяти. Режимы работы: запись, хранение, считывание, режим регенерации. Модификации динамической оперативной памяти. Основные модули памяти. Наращивание емкости памяти.

Тема 2.14. Организация работы памяти компьютера. Статическая память

Содержание

2

  1. Применение и принцип работы. Основные особенности. Разновидности статической памяти.

Тема 2.15. Организация работы памяти компьютера. Устройства специальной памяти

Содержание

2

  1. Постоянная память (ПЗУ), перепрограммируемая постоянная память (флэш-память), видеопамять. Назначение, особенности, применение.

Тема 2.16. Организация работы памяти компьютера. Базовая система ввода/вывода (BIOS)

Содержание

2

  1. Базовая система ввода/вывода (BIOS): назначение, функции, модификации.

Самостоятельная работа по теме занятий

Подготовить доклады:

  1. Концепция многоуровневой памяти

  2. СОЗУ с прямым доступом

  3. СОЗУ с ассоциативным доступом

  4. Виртуальная память. Алгоритмы замещения.

  5. Виртуальная память. Сегментная организация памяти.

5


Тема 2.17. Интерфейсы. Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов

Содержание

2

2

  1. Понятие интерфейса. Классификация интерфейсов. Организация взаимодействия ПК с периферийными устройствами. Чипсет: назначение и схема функционирования. Общая структура ПК с подсоединенными периферийными устройствами. Системная шина и ее параметры. Интерфейсные шины и связь с системной шиной. Системная плата: архитектура и основные разъемы.

Тема 2.18. Внутренние интерфейсы ПК

Содержание

2

  1. Внутренние интерфейсы ПК: шины ISA, EISA, VCF, VLB, PCI, AGP и их характеристики. Интерфейсы периферийных устройств IDE и SCSI. Современная модификация и характеристики интерфейсов IDE/ATA и SCSI.

Тема 2.19. Внешние интерфейсы компьютера

Содержание

2

  1. Последовательные и параллельные порты. Последовательный порт стандарта RS-232: назначение, структура кадра данных, структура разъемов. Параллельный порт ПК: назначение и структура разъемов.

Тема 2.20. Интерфейсы USB, IEEE и интерфейс стандарта 802.11 (Wi-Fi)

Содержание

2

  1. Назначение, характеристики и особенности внешних интерфейсов USB и IEEE 1394 (FireWire). Интерфейс стандарта 802.11 (Wi-Fi).

Тема 2.21. Практическая работа №5. Изучение архитектур закрытого и открытого типа.

Содержание

2


  1. Внутренние интерфейсы системной платы

Тема 2.22. Практическая работа №6. Изучение архитектур закрытого и открытого типа.

Содержание

2

  1. Внешние интерфейсы системной платы

Самостоятельная работа по теме занятий

Подготовить доклады:

  1. RAID массивы

  2. Назначение и структура внутреннего интерфейса

  3. Особенности внешнего интерфейса

5


Тема 2.23. Режимы работы процессора, современные процессоры. Режимы работы процессора


Содержание

2

2

  1. Характеристика реального режима процессора 8086. Адресация памяти реального режима

Тема 2.24. Основные понятия защищенного режима

Содержание

2

  1. Адресация в защищенном режиме. Дескрипторы и таблицы. Системы привилегий. Защита.

Тема 2.25 Режимы работы процессора, современные процессоры. Переключение задач

Содержание

2

  1. Страничное управление памятью. Виртуализация прерываний. Переключение между реальным и защищенным режимами.

Тема 2.26. Основные характеристики процессоров

Содержание

2

  1. Идентификация процессоров. Совместимость процессоров. Типы сокетов.

Тема 2.27. Практическая работа №7. Изучение и установка процессора

Содержание

2


  1. Идентификация и установка процессора

Самостоятельная работа по теме занятий

  1. Подготовить доклады:

  2. Внутренняя структура процессора

  3. Командный и машинный циклы процессора

  4. Реализация процессорных модулей и состав линий системного интерфейса

  5. Параллелизм на уровне процессоров

  6. Организация мультиядерных процессоров

6


Тема 3

Вычислительные системы

10


Тема 3.1 Организация вычислений в вычислительных системах

Содержание

2

1

  1. Понятие ВС, назначение ВС. Многомашинная ВС, многопроцессорная ВС, архитектура с параллельными процессорами

Тема 3.2 Основные определения. Классы архитектур ВС

Содержание

2

  1. Примеры ВС различных типов. Преимущества и недостатки различных типов вычислительных систем

Тема 3.3 Обобщенные представления об архитектуре вычислительных машин, систем, сетей.

Содержание

2

  1. Обобщенные представления об архитектуре вычислительных машин, систем, сетей

Абстрактное представление об архитектурах ЭВМ, ВС и сетей. Требования к архитектурным компонентам ВС

Тема 3.4. Коммутаторы для многопроцессорных ВС

Содержание

2

  1. Коммутаторы для многопроцессорных ВС

Простые коммутаторы, составные коммутаторы, распределенные составные коммутаторы

Тема 3.5. Кластерные и массивно-параллельные системы различных производителей

Содержание

2

  1. Кластерные и массивно-параллельные системы различных производителей

Отечественные суперкомпьютеры, примеры кластерных решений IBM, HP, SGI и др.


Всего

105



Для характеристики уровня освоения учебного материала используются следующие обозначения:

1. – ознакомительный (узнавание ранее изученных объектов, свойств);

2. – репродуктивный (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством)

3. – продуктивный (планирование и самостоятельное выполнение деятельности, решение проблемных задач)

3. условия реализации УЧЕБНОЙ дисциплины

3.1. Требования к минимальному материально-техническому обеспечению

Реализация программы дисциплины требует наличия учебного кабинета архитектуры вычислительных систем.

Оборудование учебного кабинета:

- посадочные места (30);

- персональные компьютеры;

- корпуса системных блоков персональных компьютеров;

- блоки питания;

- системные платы;

- микропроцессоры;

- модули оперативной памяти;

- видеоадаптеры;

- звуковые карты;

- сетевые карты;

- накопители на жестких дисках;

Технические средства обучения:

  • персональные компьютеры;

  • проектор;

  • экран;

  • интерактивная доска.

.


3.2. Информационное обеспечение обучения

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы

Основные источники:

  1. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ:ИНФРА-М, 2010.

  2. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. –5 изд-е. – СПб.: Питер, 2010.

  3. В.Г. Баула, Архитектура ЭВМ и операционные среды : учебник для студ. учреждений высш. проф. образования / В.Г.Баула, А.Н.Томи- лин, Д. Ю. Волканов. — 2-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2012. — 336 c

  4. Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ:ИНФРА-М, 2010.



Дополнительные источники:

  1. [link]







3.3. Спецификация учебно-методического комплекса













4. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины

Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.

Результаты обучения

(освоенные умения, усвоенные знания)

Формы и методы контроля и оценки результатов обучения

умения:


с помощью программных средств организовывать управление ресурсами вычислительных систем;

практические работы

осуществлять поддержку функционирования информационных систем;

практические работы

знания:


построение цифровых вычислительных систем и их архитектурные особенности;

тест, фронтальный опрос, собеседование, внеаудиторная самостоятельная работа

принципы работы основных логических блоков систем;

тест, фронтальный опрос, собеседование, внеаудиторная самостоятельная работа

классификацию вычислительных платформ и архитектур;

тест, фронтальный опрос, собеседование, внеаудиторная самостоятельная работа

параллелизм и конвейеризацию вычислений;

тест, фронтальный опрос, собеседование, внеаудиторная самостоятельная работа

основные конструктивные элементы средств вычислительной техники, функционирование, программно-аппаратная совместимость.

тест, фронтальный опрос, собеседование, внеаудиторная самостоятельная работа

Итоговая аттестация

Экзамен
Читать полностью »