Компьютер жүйелердің архитектурасы

Сипаттама: В дисциплине изложены принципы работы и построения вычислительных систем, способы их классификации и критерии оценки технических характеристик. Рассматриваются основные научные и практические направления, составляющие основу для совершенствования функциональных характеристик компьютеров и систем на их основе. Дисциплина позволяет приобрести знания по архитектурным особенностям многопроцессорных и многомашинных вычислительных систем, знакомит с основными принципами организации компьютерных сетей.

Кредиттер саны: 5

Компонент: Таңдау бойынша компонент

Цикл: Базалық пәндер

Мақсат
  • Цель преподавания дисциплины «Архитектура компьютерных систем» согласуется с целями образовательной программы в части подготовки специалистов, которые обладают способностями управления аппаратно-программными комплексами и системами для обеспечения проектно-конструкторской и проектно-технологической деятельности и накопили начальный опыт для разработки компонентов компьютерных систем.
Міндет
  • Освоить базовые принципы построения, логического проектирования, компоновки и функционирования компьютеров.
  • Приобрести навыки комплексирования компьютеров с целью создания систем обработки данных, кластерных структур и компьютерных сетей.
  • Освоить профессиональный подхода в области эксплуатации аппаратных средств компьютерных систем и сетей.
Оқыту нәтижесі: білу және түсіну
  • Сформулировать основные принципы построения, методы логического проектирования, номенклатуру элементной базы и функциональных узлов дискретных устройств и систем; организации системы памяти вычислительных систем и комплексов.
  • Выделить архитектуры современных процессоров компьютеров и вычислительных систем, пояснить организацию ввода-вывода информации в компьютерах и системах, а также принципы струк-турной организации компьютерных си-стем и комплексов.
  • Объяснить тенденции совершенствования, проектирования и расширения сферы применения компьютерной техники, вычислительных систем, комплексов и сетей.
Оқыту нәтижесі: білім мен ұғымды қолдану
  • Применять методы конфигурирования, правила проектирования элементов математического, информационного и программного обеспечения аппаратно-программных комплексов и сетей.
  • Решать задачи размещения компьютерно-го оборудование, оснащения автоматизированных рабочих мест пользователей вычислительных систем и сетей.
  • Применять оценки производственных и непроизводственных затрат функционирования вычислительных систем и сетей.
Оқыту нәтижесі: талқылай білуді қалыптастыру
  • В сфере инновационного менеджмента и стратегического планирования.
Оқыту нәтижесі: коммуникативтік қабілеттіліктер
  • Планировать работу в группе по обслуживанию и администрированию корпоративной компьютерной сети, телекоммуникационной системы.
  • Развить коммуникационные способности по организации процесса обучения навыкам сетевых пользователей сотрудников предприятия и организации.
Оқыту нәтижесі: Оқу дағдылары немесе сабаққа қабілеттілігі
  • Практически применять основные процедуры логического проектирования элементов и узлов дискретных устройств.
  • Интерпретировать функциональные и технические характеристики основных узлов и конструктивных компонентов компьютеров и систем на их основе.
  • Анализировать содержание информационных материалов по вопросам практического применения вычислительных систем.
Дәріс сабақтарының тақырыптары
  • Предмет и задачи дисциплины. Классификация компьютеров, их основные характеристики, производительность и эффективность.
  • Понятия комбинационного устройства и ко-нечного автомата. Принципы построения компьютеров и систем.
  • Основы теории логического проектирования цифровых устройств. Основные положения алгебры логики. Минимизация логических функций. Виды входного и выходного интерфейсов цифровых устройств. Логические элементы.
  • Элементы и функциональные узлы компьютеров. Триггеры, счётчики и делители частоты на их основе.
  • Элементы и функциональные узлы компьютеров. Дешифраторы и шифраторы, мультиплексоры и распределители.
  • Элементы и функциональные узлы компьютеров. Регистры, сумматоры. Автоматические генераторы непрерывной последовательности прямоугольных импульсов.
  • Арифметические основы вычислительной техники. Позиционные системы счисления. Арифметические операции с кодами чисел. Формы представления чисел в ЭВМ. Прямой, обратный и дополнительный коды чисел. Арифметические операции с применением дополнительных кодов.
  • Процессоры компьютеров. Определение и основные характеристики процессоров. Развитие моделей процессоров. Функциональная и структурная организация процессора.
  • Процессоры компьютеров. Основные принципы и режимы работы современных процессоров. Системы команд процессора. RISC и CISC архитектуры.
  • Процессоры компьютеров. Формат команды. Типы команд. Стадии выполнения команд.
  • Характеристика материнских плат. Определение, основные компоненты материнской платы. Понятие чипсета. Типы чипсета и параметры. Шины и магистрали.
  • Запоминающие устройства средств вычисли-тельной техники. Определение, классификация, основные характеристики. Адресная, ассоциативная и стековая организация памяти. Типы запоминающих устройств. Принцип кэширования памяти. Внешняя память компьютеров.
  • Ввод-вывод информации. Базовая система ввода-вывода. Принципы и способы организации обмена и передачи данных. Параметры интерфейсов. Порты ввода вывода. Прямой доступ к памяти. Организация прерываний.
  • Системы обработки данных. Обоснование необходимости создания систем обработки данных. Параллелизм вычислений – основные подходы и способы организации. Конвейерная обработка в компьютерах. Классификация систем параллельной обработки данных.
  • Системы обработки данных. Многомашинные вычислительные системы обработки данных. Кластерные структуры и их особенности. Мультипроцессорные вычислительные системы. Одноуровневые и многоуровневые, одно-родные и неоднородные многопроцессорные вычислительные системы (МПВС). Принципы разделения и распределения памяти в МПВС. Организация вычислительного процесса в многопроцессорных вычислительных системах.
Негізгі әдебиет
  • 1 Максимов Н. В., Партыка Т. Л., Попов И. И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2005. – 512 с.: ил.
  • 2 Гук М. Аппаратные средства IBM PC: Энциклопедия. – 3-е издание. – СПб.: Издательство «Питер», 2006.
  • 3 Миловзоров В. П. Элементы информационных систем: Учеб. для вузов по спец. "Автоматизированные системы обработки информации управления". – М.: Высш. шк., 1989. – 440 с.: ил.
  • 4 Андреева Е., Фалина И.М. Системы счисления и компьютерная арифметика. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999.
Қосымша әдебиеттер
  • 5 Забродин Ю. С. Промышленная электроника.- М.: Высшая шк., 1982. - С. 239-256.
  • 6 Таненбаум Э. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд. (+CD). – СПб.: Питер, 2007. – 844 с.
  • 7 Смирнов А.Д. Архитектура вычислительных систем: Учеб. пособие для вузов. – М.: Наука, 1990.
  • 8 Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем: Учебник для вузов. – СПб.: Питер.
  • 9 Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1991.