авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |

«СБОРНИК РАБОЧИХ ПРОГРАММ Профиль бакалавриата: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети Содержание ...»

-- [ Страница 9 ] --

5. Направления дальнейшего развития теории автоматов Становление теории безошибочных вычислений. Подход к реализации многомодульной арифметики с использованием дробей Фарея (Farey fraction). Проблема реализации параллельных вычислений. Абстрактные параллельные структуры. Автоматы Неймана-Чёрча. Решение задачи о синхронизации цепи стрелков. Проблема распознавания естественного языка. Сетевые грамматики (по В.А.Вудсу) как расширенная автоматная грамматика. Возрастающее влияние теории автоматов на развитие архитектуры вычислительных систем и сетей.

4.2.2. Практические занятия № 1. Кодирование чисел в цифровых автоматах. Позиционные системы счисления и их свойства. Формы представления чисел. Алгебраическое сложение чисел.

№ 2. Выполнение "длинных" операций. Техника ускоренного умножения и деления.

Двоично-десятичная арифметика. Схемы контроля выполнения арифметических операций.

№ 3. Контрольная работа по машинной арифметике.

№ 4. Основные понятия теории конечных автоматов. Эквивалентность автоматных операторов Мили и Мура. Регулярные языки и выражения.

№ 5. Абстрактный синтез автоматного оператора по графу регулярного выражения.

Экспериментальный подход к синтезу автоматов.

№ 6. Методика структурного синтеза конечных автоматов. Особенности структурного синтеза с использованием селекторов-мультиплексоров и программируемых логических матриц.

№ 7. Автоматы с бесконечной памятью. Подходы к синтезу. Примеры построения машины Тьюринга. Построение синтаксического анализатора в классе магазинных автоматов.

№ 8. Зачётное занятие. Подведение итогов.

4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен(а).

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия. Предусмотрено использование мультимедиа- презентаций для наглядного сопровождения материалов отдельных лекций, записанных на СD-дисках и отображаемых в среде WWW Интернет.

Практические занятия. Проводятся с применением информационных технологий, как на занятиях, так и в режиме домашней подготовки. Для проведения занятий по решению задач синтеза автоматов предусмотрено использование специально разработанных программных средств (подробнее – п.7.2).

Самостоятельная работа. Предусматривает подготовку к лекционным занятиям, к контрольной работе по машинной арифметике, выполнение домашних заданий с использованием имеющихся программных средств, подготовку к зачету, экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются контрольные вопросы на лекциях и контрольный опрос на практических занятиях. На практических занятиях запланирована и проводится контрольная работа по машинной арифметике. По теории автоматов выполняется строго индивидуальное расчётное задание "Синтез управляющего автомата"с выставлением оценки по результатам анализа письменного отчета и проведенного собеседования.

Итоговая зачетная оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка, полученная на экзамене.

Аттестация по дисциплине –экзамен.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Андреева Е.В., Фалина И.Н. Системы счисления и компьютерная арифметика.– М.:

Изд-во "Лаборатория базовых знаний", 2000–248 с.

2. Карпов Ю.Г. Теория автоматов. Учебник для вузов по направлению "Информатика и вычислительная техника".–СПб.: Изд-во Питер, 2002.–224 с.

3. Дзегеленок И.И. Синтез управляющего автомата. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009.

–32 с.

б) дополнительная литература:

1. Хопкрофт Дж.Э., Мотвани Р., Ульман Дж.Д. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений, 2-е изд.,: Пер. с англ.– М.: Издательский дом «Вильямс», 2002.– 528 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы: подготовлено и запланировано к использованию следующее программное обеспечение.

1) Программное средство учебного назначения «Абстрактный синтез автоматного оператора по графу регулярного выражения».

2) Программное средство учебного назначения «Абстрактный синтез автоматного оператора по дереву управления».

3) Программное средство учебного назначения «Структурный синтез управляющего автомата».

Указанные программные средства разработаны на кафедре ВМСС МЭИ (ТУ) силами студентов.

Лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы: программные средства по п.7.2 рассчитаны на работу в операционной среде Windows XP/Vista/7, устанавливаемой с имеющихся на кафедре лицензионных дисков.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций, а также компьютерные классы для проведения практических занятий и проверки правильности выполнения расчетных заданий.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника»

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

д.т.н., профессор Дзегеленок И.И.

к.т.н., профессор Крюков А.Ф.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Вычислительных машин, систем и сетей к.т.н., профессор Крюков А.Ф.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профиль(и) подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети (профиль №1) Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «Передача информации»

Цикл: профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б3.17.1. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 5 семестр Лекции 36 час 5 семестр Практические занятия 18 час 5 семестр Лабораторные работы 18 час 5 семестр Расчетные задания, рефераты уч. планом не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 108 час учебному плану (всего) Экзамены 5 семестр Курсовые проекты (работы) уч. планом не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение технологии передачи информации по вычислительным сетям По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

принимать и обосновывать конкретные технические решения при разработке систем передачи информации в вычислительных сетях (ПК-10);

использовать информацию о новых технологических процессах и новых видах технологического оборудования, используемого в системах передачи информации в вычислительных сетях (ПК-17).

Задачами дисциплины являются познакомить с технологией и этапами обработки информации при её передаче от источника информации к потребителю;

научить методам расчёта количества информации, создаваемой различными источниками, и пропускной способности каналов связи при наличии помех;

научить методам сжатия информации и помехоустойчивого кодирования ;

ознакомить с методами модуляции, видами каналов и линий связи и способами передачи информации по ним.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" направления 230100 Информатика и вычислительная техника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Математический анализ», «Теория вероятностей и математическая статистика», «Цифровая обработка сигналов» и «Теория сигналов».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин программы магистерской подготовки «Сети ЭВМ»

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные источники научно-технической информации по методам сжатия информации и помехоустойчивого кодирования;

по видам каналов и линий связи и способам передачи информации по ним (ОК-12, ПК-6);

.

технологию и этапы обработки информации при её передаче от источника информации к потребителю (ОК-12, ПК-6);

методы модуляции, виды каналов и линий связи;

способы передачи информации по ним (ОК-12, ПК-6);

методы сжатия информации и помехоустойчивого кодирования (ОК-12, ПК-6).

Уметь:

самостоятельно разбираться в методиках расчета производительности источника информации и пропускной способности линии связи и применять их для решения поставленной задачи (ОК-7);

осуществлять поиск, анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые методы сжатия информации и помехоустойчивого кодирования, виды каналов и линий связи и способы передачи информации по ним (ОК-12, ПК-6);

.

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

терминологией в области передачи информации (ОК-7);

навыками поиска информации о методах сжатия информации и помехоустойчивого кодирования, о видах каналов и линий связи и способах передачи информации по ним (ОК-12, ПК-6);

информацией о технических параметрах оборудования для использования при передаче информации по линиям связи на физическом уровне (ПК-17 );

навыками применения полученной информации при проектировании элементов каналов передачи информации на физическом уровне (ОК-7, ПК-10).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая № контроля Семестр самостоятельную работу раздел Форма промежуточной п/ успеваемости студентов и аттестации п (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Введение. Определение Тест на знание информации. Задачи 4 5 2 -- -- определений курса Измерение информации Выполнение индивидуальных 12 5 4 2 -- задач Эффективное Выполнение 2-х кодирование индивидуальных 18 5 4 2 4 задач и одного задания Непрерывный канал с помехами.

Решение одной Согласование 8 5 2 2 -- задачи характеристик сигнала и канала Общие принципы Тест на знание помехоустойчивого принципов кодирования 4 5 2 -- -- помехоустойчивого кодирования Выполнение 2-х Групповой код индивидуальных 17 5 3 2 4 задач Выполнение 2-х Циклический код индивидуальных 27 5 5 4 4 заданий Рекуррентный код. Выполнение одного Другие виды индивидуального 14 5 2 2 4 помехоустойчивых задания и одной кодов задачи Виды модуляции, Выполнение 2-х используемые в линиях индивидуальных 12 5 4 2 -- связи заданий 10 Системы передачи Выполнение 1-го дискретной индивидуального 12 5 4 2 -- информации задания Материал выносится Каналы и линии связи 8 5 2 -- 2 на зачёт Коды, используемые при передаче Материал выносится 6 5 2 -- -- информации по на зачёт каналам связи Зачет 2 5 -- -- -- Экзамен Устный 36 5 -- -- -- Итого: 180 36 18 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Введение. Определение информации. Задачи курса Определение информации. Ее основные свойства. Семиотика и ее основные части. Фазы обращения информации. Типы информационных систем. Структура системы связи.

Разновидности систем связи. Задачи курса.

2. Измерение информации Дискретный источник информации. Аддитивная мера информации по Хартли.

Статистическая мера информации по Шеннону. Свойства энтропии. Энтропия объединения двух и более источников. Энтропия непрерывной случайной величины.

Производительность источника сообщений. Избыточность источника сообщений. Связь между энтропией и числом сообщений (фундаментальная теорема). Пропускная способность двоичного канала.

3. Канал и помехи Непрерывный канал с помехами. Согласование характеристик сигнала и канала.4. Эффективное кодирование Общее определение кодирования и кода. Задачи кодирования. Основная теорема Шеннона о эффективном кодировании. Методики эффективного кодирования: Шеннона-Фэно и Хаффмена. Префиксный код. Эффективное кодирование при взаимозависимых символах. Технические средства эффективного кодирования: кодирующее и декодирующее устройства. Особенности систем эффективного кодирования. Подходы к сжатию информации.

5. Общие принципы помехоустойчивого кодирования Помехоустойчивое кодирование. Теорема Шеннона. Разновидности помехоустойчивых кодов. Общие принципы использования избыточности в блоковых кодах. Связь корректирующей способности кода с кодовым расстоянием. Показатели качества корректирующего кода. Систематические коды.

6. Групповой код Математическое введение в групповой код. Определение необходимого количества избыточных символов.

Составление таблицы опознавателей. Определение проверочных равенств. Кодирующее и декодирующее устройства. Мажоритарное декодирование. Матричная запись группового кода.

7. Циклический код Вводные замечания. Математическое введение в циклические коды. Выбор образующего многочлена циклического кода по требуемой корректирующей способности. Методы построения циклического кода: методом умножения, методом деления и по методу группового кода. Техническая реализация циклического кода: кодирующие и декодирующие устройства. Матричная запись циклического кода.

8. Рекуррентный код. Другие виды помехоустойчивых кодов Особенности рекуррентных кодов. Схемы кодирующего и декодирующего устройств для рекуррентных кодов (2;

1). Оcобенности итеративных кодов. Классические итеративные коды. Модернизированный код с повторением. Код с проверкой на четность по строке и диагонали. Код фирмы IBM.

9. Виды модуляции, используемые в линиях связи Сущность и виды модуляции. Амплитудная, частотная и фазовая модуляция. Модуляция импульсных носителей. Сложные виды модуляции. Способы восстановления сообщений из модулированных сигналов.Методы расширения спектра: широко полосная модуляция с прямым расширением спектра (DS SS), метод скачкообразной перестройки частоты (FH SS), метод псевдослучайной перестройки частоты во времени (TH SS). Оптимальное распознавание дискретных сигналов. Теорема Байеса. Расчёт вероятностей ошибок при распознавании дискретных сигналов.

10. Системы передачи дискретной информации Принципы создания многоканальности и двусторонности (дуплексности) передачи. Передача дискретной информации импульсами постоянного тока. Частотное уплотнение линии.

Временное уплотнение линии и сравнение его с частотным. Системы передачи данных, использующие многоканальные линии с импульсно- кодовой модуляцией. Способы фазирования по посылкам и циклам.

11. Каналы и линии связи Виды связи: проводная, кабельная, волоконно-оптическая, радиосвязь, спутниковая, радиорелейная, сотовая. Параметры линии связи: первичные и вторичные параметры.

Каналы сети ЛВС. Симплекс, полудуплекс и дуплекс каналы. ПЛК (программируемые логические контроллеры). Три основных типа среды передачи в сетях ЛВС: витая пара, коаксиальные и волоконно-оптические кабели. Сети WiFi.

12. Кодирование информации в локальных сетях Стандарты ADSL1, форматы кодов. Бинарное кодирование: без возврата к нулю (NRZ, NRZI), с возвратом к нулю;

манчестерское кодирование, дифференциальное манчестерское кодирование, биполярный код AMI. Потенциальный код 2B1Q. Код HDB3.Много потенциальный код MLT-3.

4.2.2. Практические занятия 1. Измерение информации по Хартли и Шеннону. Дискретный источник информации.

2. Энтропийные оценки различных источников информации. Пропускная способность двоичного канала связи. Пропускная способность непрерывного канала с помехами.

3. Эффективное кодирование. Использование различных математических моделей одного и того же сигнала для понижения энтропии источника.

4. Групповой код. Выбор кода по допустимой вероятности пропуска ошибок на приёмной стороне. Проверка принятых кодовых комбинаций для различных кодов (7;

4), (7;

3), (8;

2), (9;

3) и др.

5. Циклический код. Выбор образующего многочлена для различных кодов.

Проектирование схем кодирующих и декодирующих устройств.

6. Рекуррентный код. Схема кодирования и декодирования для различных пачек ошибок.

Взаимосвязь пачек ошибок и их синдромов.

7. Сравнительная оценка различных видов модуляции.

8. Сравнительная оценка различных систем передачи дискретной информации.

4.3. Лабораторные работы № 1. Эффективный код. Техническая реализация.

№ 2. Групповой код. Техническая реализация.

№ 3. Циклический код. Техническая реализация.

№ 4. Рекуррентный код. Техническая реализация.

Лабораторные работы позволяют вести просмотр потактового прохождения сигналов.

Лабораторные работы могут выполняться либо как проверочные на полусобранных схемах, либо схемы собираются полностью в среде проектирования дискретных схем AHDL. Выбор способа реализации остаётся за студентом.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций.

Лабораторные работы могут выполняться дома, так как они полностью смоделированы на ЭВМ. В лаборатории они могут лишь защищать выполненную и оформленную дома по индивидуальному заданию работу.

Практические занятия включают обсуждение выполнения индивидуальных домашних заданий, выполненных с ошибками, и разбор хода решения заданий по новой теме.

Самостоятельная работа включает изучение материала лекций и практических занятий, выполнение индивидуальных домашних заданий, подготовку к проведению лабораторных работ, к зачету и экзамену. Для облегчения изучения дисциплины создан электронный учебно-методический комплекс (ЭУМК), содержащий весь необходимый для изучения дисциплины на заданном уровне усвоения материал. Он содержит лекции и вопросы по ним с проверкой их усвоения и с разъяснением ошибок, практические задачи с разъяснением хода их решения и задачи для самостоятельного решения, прграммные средства для выполнения лабораторных работ. В заключении большинства тем проводится коллоквиум для повышения уверенности студента в усвоении материала темы. В связи с изменением содержания дисциплины ЭУМК не содержит материал по темам с 9 по 12.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются устный опрос при защите лабораторных работ и проверка выполнения индивидуальных домашних заданий.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется сдачей экзамена.

В приложение к диплому вносится оценка за 5 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Передача информации» – М.: МЭИ, 2008.

В.И.Дмитриев, «Прикладная теория информации», - М.: Высшая школа, 1989.

Ю.Н. Кушелев, Г.В. Рыженков, П.М. Сорокин, Н.В. Якушин, Методическое пособие по курсу “Передача информации”. МЕТОДЫ КОДИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИИ В КАНАЛАХ СВЯЗИ. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ № 101 – 104, - М.:МЭИ, 2005г.

б) дополнительная литература:

нет 7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

ЭУМК по дисциплине «Передача информации».

Программа проектирования дискретных схем AHDL и Windows б) другие:

не используются 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие, учебной лаборатории, оснащённой компьютерами. Также предполагается наличие компьютера у каждого студента или он имеет доступ к нему пусть по расписанию для самостоятельной работы.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 Информатика и вычислительная техника и профилю Вычислительные машины, комплексы, системы и сети.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Евсеев А.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой «Вычислительные машины, системы и сети»

К.т.н., профессор Крюков А.Ф.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профиль(и) подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ СХЕМ" Цикл: профессиональный по выбору Часть цикла:

№ дисциплины по учебному плану: Б.3.17.1. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 5 семестр – 3;

Лекции 18 час 5 семестр Практические занятия уч. планом не предусмотрены Лабораторные работы 18 час 5 семестр Расчетные задания, рефераты 20 час 5 семестр Объем самостоятельной работы по 72 час 5 семестр учебному плану (всего) Зачет 5 семестр Экзамены уч. планом не предусмотрены Курсовые проекты (работы) уч. планом не предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является - освоение студентами основных положений теории математического моделирования цифровых электронных схем, методов построения моделей цифровых микросхем в стандарте PCPISE и на языке описания цифровой аппаратуры VHDL, а также освоение пакетов моделирования цифровых схем Micro-Cap и Active-HDL;

- освоение практических навыков разработки цифровых схем и проверки их работоспособности методами математического моделирования.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов 1. владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию 2. информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК–1);

3. самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

4. анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику (ОК-12);

5. анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт в области информационных технологий (ПК-6);

6. принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов, моделей и программ в области информационных технологий (ПК-10);

7. использовать информацию о новых технологических процессах и новых программных продуктах в области информационных технологий (ПК-17).

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с тенденциями развития и проблемах моделирования электронных схем, соответствующих профилю обучения «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».

дать информацию об основных разновидностях моделей цифровых схем, способах оценки их качества, методах моделирования, принципах построения моделей (логических и электротехнических), методах формализации, алгоритмизации и реализации моделей на ЭВМ;

научить разрабатывать и исследовать модели реальных цифровых схем и оптимизировать их работу методами математического моделирования.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" направления 230100 Информатика и вычислительная техника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Физика», «Электротехника», «Электроника», «Информатика».

Основными формами изучения данной дисциплины являются лекции и лабораторные занятия, включающие домашнюю подготовку к лабораторным работам.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и при изучении курсов: «Схемотехника», «ЭВМ и периферийные устройства», «Сети и телекоммуникации», «Микропроцессорные системы», «Запоминающие устройства ЭВМ», а также ряда программ магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины «Моделирование цифровых схем» обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

современные технические и программные средства разработки моделей цифровых схем ЭВМ (ПК-2);

технологию разработки алгоритмов и программ, методы отладки и решения задач на ЭВМ в различных режимах (ПК-5);

основные разновидности моделей, способы оценки их качества, методы моделирования, принципы построения моделей цифровых электронных схем, методы формализации, алгоритмизации и реализации моделей на ЭВМ;

Уметь:

ставить задачу и разрабатывать алгоритм ее решения, использовать прикладные системы программирования, разрабатывать основные программные документы (ПК-5);

работать с современными системами программирования, включая графическое программирование (ПК-2);

разрабатывать и исследовать математические модели цифровых электронных схем.

Владеть языками процедурного и объектно-ориентированного программирования, навыками разработки и отладки программ не менее, чем на одном из алгоритмических процедурных языков программирования высокого уровня (ПК-5);

навыками работы с различными операционными системами и их администрирования (ПК-5);

навыками построения структурных и поведенческих моделей цифровых схем и применения их в процессе исследования и проектирования.

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая № контроля Семестр самостоятельную работу раздел Форма промежуточной п успеваемости студентов и аттестации / п трудоемкость (в часах) ) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 1 Введение.

Устный контроль при Математическое допуске к 10 5 2 -- -- моделирование цифровых лабораторной работе схем.

2 Моделирование цифровых Устный контроль и схем на VHDL защита лабораторной 42 5 8 -- 12 работы Устный контроль и Моделирование защита цифровых схем в 34 5 8 -- 6 лабораторной стандарте PSPICE работы Расчетное задание Защита РЗ 20 5 -- -- -- Зачет принимается по результатам Зачет защиты 2 5 -- -- -- лабораторных работ и РЗ Экзамен Не предусмотрен -- -- -- -- -- - Итого: 108 18 -- 18 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 5 семестр 1. Введение. Математическое моделирование.

Задачи и структура дисциплины, виды учебных занятий и формы отчетности.

Основные понятия теории моделирования цифровых схем;

стандарты моделирования.

Средства моделирования и модели цифровых схем. Примеры.

2. Моделирование цифровых устройств на VHDL Задачи, решаемые методом логического моделирования. Процесс логического моделирования. Описание логической модели и условий моделирования. Продвижение модельного времени. Модели цифровых сигналов в цифровой схемотехнике. Логическое описание цифровых элементов. Примеры Язык описания цифровой аппаратуры VHDL. Идеология языка. Объекты языка VHDL и их связь с элементами традиционной цифровой схемотехники. Сигналы и анализ временных зависимостей. Полнота описания свойств элементов цифровой схемотехники на VHDL. Примеры.

Интерфейс объекта VHDL. Архитектура объекта VHDL. Основные операторы языка VHDL. Структурное, потоковое и поведенческое описание архитектуры объекта VHDL..

Моделирование на VHDL. Задержки распространения сигналов и описание причинно следственных связей.

Константы и переменные VHDL. Скалярные и физические типы данных. Атрибуты скалярных типов. Стандартные пакеты VHDL. Концепция пакета. Логические операции и преобразования типов данных при помощи средств пакетов. Стандарты VHDL в пакетах организации IEEE. Пакеты STANDARD, TEXTIO и STD_LOGIC_1164.

Сигналы VHDL, сигналы стандартов STD_ULOGIC и STD_LOGIC. Внешние сигналы интерфейса объекта VHDL. Внутренние сигналы при поведенческом и структурном описании объекта. Сигналы на шинах. Диапазон сигналов на шине и порядок битов. Связь с традиционными методами описания элементов в цифровой схемотехнике. Примеры.

Объявление внешних сигналов на портах. Направление информационного потока в портах. Объявление внутренних сигналов. Начальные значения сигналов. Видимость сигналов в VHDL.

Последовательные и параллельные операторы VHDL. Работа с пакетами VHDL IEEE. STD_LOGIC_UNSIGNED, IEEE. STD_LOGIC_SIGNED, IEEE. STD_LOGIC_ARITH.

Примеры описания цифровых узлов. Моделирование цифровых устройств в программе Active-HDL.

3. Моделирование цифровых устройств в стандарте PSPICE Методы моделирования аналоговых электронных схем в стандарте PSPICE.

Программа моделирования Micro-Cap. Состав пакета, работа с меню, форматы задания чисел, функций и физических переменных. Текстовые директивы.

Общие принципы создания математических моделей. Модели активных и пассивных электронных компонентов.

Методы моделирования цифровых электронных схем в стандарте PSPICE. Модели цифровых компонентов. Интерфейсные блоки цифровых компонентов. Модель вход/выход цифрового компонента. Модель источника питания.

Моделирование в программе Micro-Cap. Генераторы цифровых сигналов. Анализ переходных процессов при помощи многоканального осциллографа. Построение временных диаграмм при помощи многоканального логического анализатора.

Цифровые компоненты и цифровые примитивы. Модели логических элементов и триггеров микросхем средней степени интеграции. Модель микросхемы оперативного запоминающего устройства.

Создание принципиальных схем узлов из моделей цифровых компонентов. Меню режимов исследования статических и динамических характеристик электронных схем.

Просмотр и обработка результатов моделирования. Моделирование цифровых схем с учетом навесных аналоговых компонентов.

4.2.2. Практические занятия.

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы №1. Поведенческое описание и моделирование триггера на VHDL.

№2. Построение схемы и моделирование цифрового счетчика в стандарте PCPISE.

№3. Структурное описание и моделирование цифрового счетчика на VHDL.

№4. Поведенческое описание и моделирование реальной цифровой микросхемы средней степени интеграции на VHDL.

4.4. Расчетные задания Разработка цифровой схемы управления оперативным запоминающим устройством.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы.

Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций.

Лабораторные работы проводятся в компьютерном классе при условии, что каждому студенту представляется отдельный компьютер. Допускается использование студентом личного ноутбука.

В начале семестра студентам выдаются электронные версии конспекта лекций по курсу «Моделирование» и электронные версии описаний лабораторных работ, содержащих теоретический материал, рекомендации по выполнению работы и индивидуальные варианты заданий.

Для выполнения лабораторных работ используются следующие программные продукты, которые должны быть установлены в компьютерном классе и на домашнем компьютере студента:

1. Редактор и транслятор языка C++;

2. Редактор и транслятор языка Pascal;

3. Программы Microsoft Office (Word, Excel);

4. Программы MatCad или MatLab;

5. Программа Aldec Active-HDL;

6. Программа Spectrum Micro-Cap;

Самостоятельная работа включает подготовку к лекциям и лабораторным работам, оформление краткого отчета по лабораторной работе, изучение теоретического материала, относящегося к лабораторным работам, изучение и освоение программных продуктов и подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Текущий контроль успеваемости проводится в процессе допуска к выполнению и защиты лабораторной работы, так как в процессе защиты студенту задаются вопросы и по теоретическому материалу, соответствующему теме лабораторной работы.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины определяется в результате устного опроса на зачете с учетом оценок, полученных при защите лабораторных работ.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Балашов В.Н. Электронный конспект лекций по курсу "Моделирование" – М.: МЭИ, 2008.

2. Балашов В.Н., Гольцов А.Г. Электронное описание лабораторных работ курсу "Моделирование", включающее индивидуальные варианты заданий и контрольные вопросы. – М.:

3. Гультяев А.К. Имитационное моделирование в среде Windows. С-Пб.: Издательство КОРОНА принт, 2001 г. – 400 с.

4. Поляков А.К. Языки VHDL и VERILOG в проектировании цифровой аппаратуры. М.:

Издательство Солон-Пресс, 2003.– 313 с.

5. Поляков А.К. Моделирование ЭВМ на языке VHDL. М.: Издательство МЭИ, 1994. с.

6. Бибило Н.П. Основы языка VHDL. М.: Издательство Солон-Р, 2000. – 200 с.

7. Стешенко В.Б. ПЛИС фирмы "ALTERA". М.: Издательство Додека XXI, 2002. – 573 с.

8. Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств, Т. 1 и 2. М.: Издательство Постмаркет, 2002. – 1087 с.

9. Перельройзен Е.З. Проектируем на VHDL. М.: Солон-Пресс, 2004. – 443 с.

10. Розевиг В.Д. Схемотехническое моделирование с помощью Micro-Cap М.: Горячая линия - Телеком, 2003. – 368 с.

11. Micro-Cap 9. Electronic Circuit Analysis Program User's Guide – Sunnyvale: Spectrum Software, 2001. http://www.spectrum-soft. com/manual.shtm 12. Micro-Cap 9. Electronic Circuit Analysis Program Reference – Sunnyvale: Spectrum Software, 2001.http://www.spectrum-soft.com/ manual.shtm.

б) дополнительная литература:

Потемкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. – М.: Энергия, 1988.

1.

320 с.

Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике.

2.

справочник/ Данилов Р.В., Ельцова С.А., Иванов Ю.П. и др.;

под ред. Б.Н. Файзулаева, Б.В.

Тарабрина. М.: Радио и связь, 1987. – 384 с.

Дерюгин А.А.Элементы и узлы ЭВМ. Лабораторные работы № 1 - 4. М.: Издательство МЭИ, 2000. – 48 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

Aldec.com – Сайт фирмы Aldec, разработчика программы Active-HDL. На этом сайте 1.

можно получить студенческую версию программы.

2. Spectrum-soft.com – Сайт фирмы Spectrum, разработчика программы Micro-Cap. На этом сайте можно получить студенческую версию программы.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Лицензионное программное обеспечение, установленное в компьютерных классах кафедры ВМСиС.

б) другие:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории для проведения лекционных занятий и компьютерных классов для проведения лабораторных работ.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки : 230100 Информатика и вычислительная техника и профилю Вычислительные машины, комплексы, системы и сети.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д.т.н., профессор Балашов В.Н.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Вычислительных машин, систем и сетей к.т.н., профессор Крюков А.Ф.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профиль(и) подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети, Автоматизированные системы обработки информации и управления Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "СИСТЕМНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ" Цикл: профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б3.18. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных единицах: 6 семестр - Лекции 30 часов 6 семестр Практические занятия уч. планом не предусмотрены Лабораторные работы 30 час 6 семестр Расчетные задания, рефераты 36 часов самостоят. работы 6 семестр Объем самостоятельной работы по 84 часа учебному плану (всего) Экзамены уч. планом не предусмотрены Курсовые проекты (работы) уч. планом не предусмотрены Москва – 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение технологии разработки программ на языке ассемблера микропроцессоров семейства Intel x86.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

готов к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);

стремится к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

разрабатывать компоненты программных комплексов и баз данных, использовать современные инструментальные средства и технологии программирования (ПК-5);

обосновывать принимаемые проектные решения, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности (ПК-6);

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся со средствами разработки программ на языке ассемблера микропроцессоров семейства Intel x86: транслятор, компоновщик, отладчик и др.

дать информацию о языке ассемблера: структура ассемблерной программы, мнемоники машинных команд, директивы определения данных, задание режимов адресации средствами языка ассемблера, определение процедур и их вызов, интеграция ассемблерного кода с кодом, написанным на ЯВУ.

научить разрабатывать программы на языке ассемблера микропроцессоров семейства Intel x86.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" и "Автоматизированные системы обработки информации и управления" направления 230100 Информатика и вычислительная техника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Информатика", "Дискретная математика", "Технология программирования", "ЭВМ и периферийные устройства".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин "Микропроцессорные системы", "Операционные системы", "ЭВМ и периферийные устройства", а также программы магистерской подготовки по направлению 230100 "Информатика и вычислительная техника".

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Знать:

основные источники научно-технической информации по программированию на ассемблере (ОК-1,6);

технологию разработки одно и многомодульных программ на языке ассемблера (ПК-5;

ОК-3,11);

Уметь:

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию (ПК-6);

самостоятельно разбираться в ассемблерном коде (ОК-3);

использовать средства отладки машинных программ (ПК-6);

выбирать оптимальные как с точки зрения объёма машинного кода, так и времени его выполнения последовательности команд (ПК-6).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-3);

навыками применения полученной информации при проектировании ассемблерных программ (ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Введение.

Инструментальная Защита лабораторной 14 6 4 -- 4 среда для разработки работы программ на ассемблере Простейшая структура программы и Защита лабораторной размещение её 14 6 4 -- 4 работы исполнимого кода в ОЗУ ЭВМ Сегмент как синтакси ческая единица и эле- Защита лабораторной 14 6 4 -- 4 мент процессов транс- работы ляции и компоновки Программа на языке Защита лабораторной ассемблера. Директивы 16 6 4 -- 4 работы определения данных Правила мнемоничес Защита лабораторной кого кодирования 14 6 4 -- 4 работы команд Режимы адресации Защита лабораторной операндов и способы 16 6 4 -- 4 работы их задания.

Процедуры: определе ние и вызов. Взаимо- Защита лабораторной 18 6 6 -- 6 действие с языком работы высокого уровня Расчётное задание Защита РЗ 36 6 -- -- -- Зачет по итогам ЛР и РЗ 2 6 -- -- -- Итого: 144 30 -- 30 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Введение. Инструментальная среда для разработки программ на ассемблере Способы создания программ: машинный код, ассемблер, ЯВУ. Программная модель процессора Intel 8086. Требования к исходному тексту и редактору исходных текстов.

Транслятор и компоновщик. Форматы командной строки транслятора и компоновщика.

Режимы трансляции и компоновки. Формат файла листинга и map-файла. Понятие объектного файла. Отладчик Turbo Debugger. Возможности отладчика, основные элементы интерфейса и режимы работы.

2. Простейшая структура программы и размещение её исполнимого кода в ОЗУ ЭВМ Простейшая exe/com-программа. Структура исходного текста. Размещение программы в ОЗУ ЭВМ. Среда выполнения. Механизмы управления памятью реализованные в операционной системе MS-DOS. Префикс программного сегмента. Алгоритм загрузки exe/com-программы на выполнение. Способы завершения программы.

3. Сегмент как синтаксическая единица и элемент процессов трансляции и компоновки Полные и упрощённые директивы сегментации. Директива segment. Атрибуты выравнивания, комбинирования и имя класса. Алгоритмы формирования адресуемых сегментов из сегментов, описанных в исходном тексте. Директива assume. Упрощённые директивы сегментации: частичное определение через полные. Многомодульная программа.

Директивы extrn и public.

4. Программа на языке ассемблера. Директивы определения данных Синтаксические элементы языка. Лексемы: идентификаторы, целые и вещественные числа, символьные данные. Выражения. Операторы: арифметические, логические, операторы отношения, дополнительные операторы. Приоритетов операторов. Предложения: команды, директивы, комментарии. Директивы определения данных db, dw, dd. Директива struc описания структурного типа. Определение структуры заданного типа.

5. Правила мнемонического кодирования команд Формат ассемблерной команды. Форматы машинных команд. Общие правила трансляции нуль-, одно- и двухоперандных ассемблерных команд.

6. Режимы адресации операндов и способы их задания Варианты расположения операндов. Понятие D-выражения – синтаксической конструкции, задающей операнд в ОЗУ, адресуемый в прямом или одном из косвенных режимов адресации. Синтаксис D-выражения. Алгоритм выбора сегментного регистра для D-выражения. Кодирование режимов адресации полями байта modrm. Непосредственный, прямой и косвенные режимы адресации операндов. Синтаксис операнда ассемблерной команды для каждого из режимов. Заполнение полей непосредственных данных – DATA и смещения – DISP в машинной команде в зависимости от режима адресации.

7. Процедуры: определение и вызов. Взаимодействие с языком высокого уровня Команды передачи управления: jmp, call, int n, ret. Синтаксис. Форматы машинного кода.

Алгоритм формирования машинного кода. Процедуры. Описание процедуры. Передача параметров в процедуру: регистры, общая память, стек. Взаимодействие с кодом, написанным на ЯВУ на примере компилятора Borland Pascal.

4.2.2. Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы 6 семестр № 1. Интерфейс с пользователем.

№ 2. Отладка программы, отладчик кодов.

№ 3. Определение и обработка данных.

№ 4. Обработка строк.

№ 5. COM-файлы.

№ 6. Процедуры.

4.4. Расчетные задания 6 семестр Выполняется студентами по индивидуальному варианту задания. При этом решаемыми задачами являются:

Отображение графического файла на экране;

Графический фильтр, изменяющий яркость и контраст для файлов BMP/PCX;

Программа-калькулятор, позволяющая пользователю выполнять арифметические действия над целыми числами большой разрядности.

Программа, осуществляющая шифрование/дешифрование файла заданным методом.

Отображение дампа файла или области ОЗУ на экране.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы учебным планом не предусмотрены 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в традиционной форме с использованием мела и доски.

Лабораторные занятия проводятся в классах персональных ЭВМ.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекционным занятиям и лабораторным работам, выполнение расчётного задания.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются: устный опрос по результатам выполненных лабораторных работ и расчетного задания.

Аттестация по дисциплине – зачет.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за расчётное задание.

В приложение к диплому вносится оценка за 6 семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

3. Чернов, С.А. Ассемблер процессора Intel 8086. Программирование с использованием Borland TASM: Учебное пособие / С.А. Чернов. – М.:Изд-во МЭИ, 2005. – 92 с. (Электронная версия).

4. Пильщиков, В.Н. Программирование на языке ассемблера IBM PC / В.Н. Пильщиков. – М. : Диалог-МИФИ, 2000. – 288 с.

б) дополнительная литература:

3. Абель, П. Асcемблер. Язык и программирование для IBM PC: пер. с англ. / П. Абель. – 5-е изд. – Киев : Век;

М. : Энтроп, 2006. – 736 с.

4. Юров, В.И. Assembler / В.И. Юров – СПб.: Питер, 2003. – 624 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

Инструментальные средства, необходимые для изучения данной дисциплины, входят в пакеты Borland C++ и Borland Pascal и фактически извлекаются из этих пакетов.

б) другие:

нет.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие компьютерного класса оснащенного ЭВМ на базе микропроцессоров архитектуры Intel x86.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника»

и профилям "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети", "Автоматизированные системы обработки информации и управления".

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., доцент Чернов С.А.

"СОГЛАСОВАНО":

Зав. кафедрой ЭФ к.т.н. профессор Казанцев Ю.А.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ВМСиС к.т.н., профессор Крюков А.Ф.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профиль подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ" Цикл: профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.19. Часов (всего) по учебному плану: 8 семестр – 5;

Трудоемкость в зачетных единицах: Лекции 45 час 8 семестр Учебным планом не Практические занятия предусмотрены Лабораторные работы 30 час 8 семестр Учебным планом не Расчетные задания, рефераты предусмотрены Объем самостоятельной работы по 105 час учебному плану (всего) Экзамены 8 семестр Учебным планом не Курсовые проекты (работы) предусмотрены Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение методов проектирования и исследования вычислительных систем и особенностей их применения для решения сложных прикладных задач. По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

1. самостоятельно работать, принимать решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-7);

2. анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ОК-13);

3. принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании и эксплуатации вычислительных систем (ПК-6);

4. использовать информацию о новых технических решениях и новых видах инструментальных программных средств (ПК-5).

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с особенностями создания вычислительных систем, характеристиками компонент вычислительных систем;

дать информацию о способах повышения эффективности использования ресурсов вычислительных систем;


научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании и эксплуатации вычислительных систем.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" направления 230100 "Информатика и вычислительная техника".

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "ЭВМ и периферийные устройства", "Микропроцессорные системы", "Основы теории вычислительных систем".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины, обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

1. основные источники научно-технической информации (журналы, сайты Интернет) по материалам в области создания вычислительных систем (ОК-13,);

2. аппаратные и программные компоненты вычислительных систем (ПК-10);

3. методы анализа характеристик вычислительных систем (ПК-4);

Уметь:

самостоятельно разбираться в методиках расчета характеристик вычислительных систем и применять их для решения поставленной задачи (ПК-2);

использовать программное моделирование для исследования и выбора параметров вычислительных систем (ПК-4);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые материалы (ПК-6);

уметь сопрягать аппаратные и программные средства в составе вычислительных систем (ПК-10);

Владеть:

навыками работы с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13);

навыками использования инструментальных средств исследования вычислительных систем (ПК-5);

информацией о технических параметрах аппаратных и программных средств вычислительных систем (ПК-6 );

навыками применения полученной информации при проектировании вычислительных систем (ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Введение в вычислительные Тест на знание 10 8 4 -- 2 системы. Термины и терминологии определения Постановка и решение Тест: задача о 14 8 4 -- 4 задачи о назначении назначении Уровни параллелизма, используемые в вычислительных Тест: методы оценки 14 8 4 -- 4 системах. Методы производительности оценки производительности Вычислительные системы коллективного Тест: принципы пользования. Принципы скалярной и 14 8 4 -- 4 скалярной и векторной векторной обработки обработки Вычислительные системы с обшей памятью. Защита Вычислительные лабораторной 22 8 8 -- 4 системы с работы распределенной памятью Тест: системы Системы коммутации 14 8 4 -- 4 коммутации Модели параллельных вычислений.

Вычислительные Защита системы на основе лабораторной 16 8 6 -- 2 матричных, векторных работы и ассоциативных процессоров Процессоры, используемые при Защита построении лабораторной 21 8 7 -- 4 вычислительных работы систем Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Примеры Защита вычислительных лабораторной 17 8 4 -- 2 систем работы Зачет 2 8 -- -- -- Экзамен Устный 36 8 -- -- -- Итого: 180 45 30 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции:

1. Введение в вычислительные системы. Термины и определения Показатели, эволюция, виды систем обработки данных. Вычислительные машины, системы и комплексы. Основные определения в области вычислительных систем, понятия структуры, архитектуры. Неймановская архитектура, её узкие места. Способы преодоления узких мест неймановской архитектуры. Классификация вычислительных систем.

2. Постановка и решение задачи о назначении Постановка задачи о назначении. Модели прикладных задач. Решение задачи о назначении.

Стратегии назначения. Понятие критического пути и алгоритм его получения. Учет фактора надежности при решении задачи о назначении. Многозадачный режим.

3. Уровни параллелизма, используемые в вычислительных системах.

Методы оценки производительности Эволюция способов обработки данных. Уровни параллелизма, используемые в вычислительных системах при выполнении прикладных задач. Закон Амдала.

Распараллеливание последовательных участков программы. Показатели производительности вычислительных систем. Методы оценки производительности вычислительных систем.

Система тестов SPEC.

4. Вычислительные системы коллективного пользования.

Принципы скалярной и векторной обработки Мультипрограммные вычислительные системы. Обработка пакетов заданий.

Вычислительные системы коллективного пользования. Технология тонкого клиента.

Вычислительные системы реального времени. Вычислительные системы типа – Одиночный поток Команд, Множественный поток Данных. Принципы скалярной и суперскалярной обработки. Принцип векторной обработки. Вычислительные системы на основе векторных процессоров.

5. Вычислительные системы с общей памятью.

Вычислительные системы с распределенной памятью Вычислительные системы типа – Множественный поток Команд, Множественный поток Данных. Вычислительные системы с общей памятью. Проблема когерентности и её решение.

Вычислительные системы с распределенной памятью. Определение критического пути графа прикладной задачи, при её выполнении на системе с общей памятью и системе с распределенной памятью. Решение задачи о назначении для систем с общей и распределенной памятью.

6. Системы коммутации Классификации систем коммутации. Шинные структуры. Матричные структуры. Кубические структуры. Торы. Коммутационная сеть Гиперкуб. Многоступенчатые коммутаторы.

Коммутационная сеть «Омега». Коммутационная сеть «Флип».

7. Модели параллельных вычислений. Вычислительные системы на основе матричных, векторных и ассоциативных процессорах Модели параллельных вычислений. Особенности языков параллельного программирования.

Особенности трансляторов, операционных систем многопроцессорных вычислительных систем. Вычислительные системы на основе матричных процессоров. Оценка эффективности матричных систем. Примеры вычислительных систем семейств CRAY и SX.

Вычислительные системы на основе ассоциативных процессоров. Синтаксис операций ассоциативного процессора.

8. Процессоры, используемые при построении вычислительных систем Сравнительный анализ RISC и CISC процессоров. Процессоры для обработки графической информации. Особенности организации микропроцессора Itanium и микропроцессора Эльбрус 3м. Технология Hyper Threading. Многоядерные процессоры.

9. Примеры вычислительных систем Вычислительные системы типа Эльбрус. Теговая архитектура. Очень длинное командное слово. Системы с динамическим и статическим принципом распределения команд программы по исполнительным устройствам. Особенности организации многопроцессорных вычислительных комплексов Эльбрус 2 и Эльбрус 3.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены 4.3. Лабораторные работы 8 семестр № 1. Исследование надежности систем с распределенной структурой.

№2. Исследование задачи составления расписаний в многопроцессорной ВС.

№3. Организация многозадачного режима выполнения вычислительного процесса в МВС.

№4. Исследование принципов организации вычислительного процесса в МВС с общей памятью.

№5. Исследование принципов организации вычислительного процесса в МВС с распределенной памятью.

№6. Исследование мультиконвейрных вычислений.

№7 Исследование выполнения потока задач.

4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен 5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций.

Лабораторные занятия проводятся с применением программных моделей в компьютерных классах.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, лабораторным работам и подготовку материалов к защитам лабораторных работ. Подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, устный опрос, защита лабораторных работ Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за экзамен В приложение к диплому вносится оценка за 8 семестр 7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Воеводин В.В., Воеводин Вл.В. Параллельные вычисления. - СПб.:-Петербург, 2002. 608 с.

2. Ладыгин И.И., Логинов А.В., Филатов А.В., Яньков С.Г. Кластеры на многоядерных процессорах. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - 112 с.

3. Дерюгин А.А. Коммутаторы вычислительных систем. - М.: Издательский дом МЭИ, 2008. 112 с.

4. Ладыгин И.И. Исследование скалярных и векторных процессоров. Методические указания к расчетному заданию по курсу “Вычислительные системы”. М.: Издательство МЭИ, 2000. 16 с.

5. Ладыгин И.И., Калинина Г.А. Лабораторные работы по курсу “Вычислительные системы”. М.: Издательство МЭИ, 1999. 32 с.

б) дополнительная литература:

Корнеев В.В. Вычислительные системы. – М.: Гелиос АРВ,2004. – 5.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:


www.parallel.ru, citforum.ru, osp.ru.

б) другие:

Ладыгин И.И. Электронный конспект лекций по дисциплине «Вычислительные системы»

2010 г., программные модели.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 «Информатика и вычислительная техника»

и профилю «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., профессор Ладыгин И.И.

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Вычислительных машин, систем и сетей к.т.н., профессор Крюков А.Ф.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: 230100 Информатика и вычислительная техника Профиль(и) подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ "ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА ЭВМ" Цикл: профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.20.1. Часов (всего) по учебному плану: 6 семестр – 2;

Трудоемкость в зачетных единицах: 7 семестр – 5.

6 семестр – 15;

Лекции 51 час 7 семестр – 36.

6 семестр – 15;

Практические занятия 33 часа 7 семестр – 18.

Лабораторные работы Уч. планом не предусмотрены Расчетные задания, рефераты Уч. планом не предусмотрены Объем самостоятельной работы по 168 час учебному плану (всего) Зачёт 6, 7 семестры Экзамен 7 семестр Курсовой проект 1 з.е (36 часов) 6 семестр Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение принципов построения и функционирования запоминающих устройств (ЗУ) ЭВМ.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

1. анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по проектированию ЗУ ЭВМ (ПК-6);

2. самостоятельно принимать технические решения при разработке оперативных ЗУ на микросхемах памяти, выпускаемых промышленностью (ОК-7);

3. объективно оценивать состояние и перспективы развития средств хранения информации (ПК-10).

Задачами дисциплины являются познакомить обучающихся с принципами построения и функционирования элементов и микросхем памяти, используемых в современных ЭВМ;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения в процессе проектирования устройств ЭВМ на примере проектирования оперативного ЭУ на микросхемах памяти, выпускаемых промышленностью;

познакомить обучающихся с современным состоянием и перспективами развития средств хранения информации.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети" направления 230100 «Информатика и вычислительная техника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах:: «Электроника», «Схемотехника», «Основы теории вычислительных систем».

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин «ЭВМ и периферийные устройства», «Микропроцессорные системы», «Вычислительные системы».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

1. основные источники научно-технической информации по ЗУ ЭВМ (ОК-7, ПК-6);

2. виды и типы элементов памяти и ЗУ ЭВМ (ПК-10);

3. принципы построения и функционирования основных узлов ЗУ ЭВМ иЗУ ЭВМ в целом.

(ПК-10).

Уметь:

самостоятельно разрабатывать структурную и принципиальную электрические схемы модулей оперативных ЗУ ЭВМ (ОК-7);

опрделять параметры разработанных модулей ЗУ ЭВМ (ПК-1);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые сведения по ЗУ ЭВМ (ПК-6).

Владеть:

навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-12);

терминологией в области ЭЗУ ЭВМ (ОК-2);

навыками поиска информации о ЗУ ЭВМ (ПК-6);

информацией о технических параметрах ЭУ ЭВМ разных типов (ПК-17 );

навыками применения полученной информации при проектировании ЗУ ЭВМ и их сопряжению с другими устройствами ЭВМ (ПК-6).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Виды учебной работы, Всего часов на Формы текущего Раздел дисциплины. включая контроля Семестр самостоятельную работу раздел № Форма промежуточной успеваемости студентов и п/п аттестации (по разделам) трудоемкость (в часах) (по семестрам) лк пр лаб сам.

1 2 3 4 5 6 7 8 Запоминающие Тест на знание устройства ЭВМ, 12 6 2 2 -- терминологии термины.

Элементы и Тест: микросхемы микросхемы памяти 28 6 6 6 -- памяти статического типа Модули памяти Тест: модули памяти 30 6 7 7 -- оперативных ЗУ. ЗУ Классификация ЗУ Тест: классификация 4 16 7 4 2 -- Элементы и Тест: микросхемы микросхемы памяти 26 7 6 4 -- памяти динамического типа Постоянные ЗУ.

Тест: постоянные Регистровые ЗУ и 28 7 8 4 -- ЗУ.

ассоциативные ЗУ Запись информации на магнитную Тест: методы записи 24 7 6 2 -- поверхность.

Тест: магнитные Магнитные ЗУ 26 7 6 4 -- диски Тест: оптические Оптические ЗУ 22 7 6 2 -- диски 10 Зачет Устный 4 6, 7 -- -- -- ЭкзамеЭкзамен Устный 11 36 7 -- -- -- Итого: 252 51 33 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 6 семестр 1. Запоминающие устройства ЭВМ Запоминающие устройства ЭВМ, определение и назначение. Запоминающая среда и электронное обрамление: Структурная схема адресного ЗУ с произвольным доступом.

Основные параметры ЗУ.. Постановка задачи проектирования ЗУ.

2. Элементы и микросхемы памяти статического типа Полупроводниковые оперативные ЗУ. Элементы памяти статического типа на взаимодополняющих МДП-транзисторах. Способы организации и принципы работы интегральных микросхем памяти. Временные параметры микросхем памяти.

3. Модули памяти оперативных ЗУ Способы организации модулей памяти оперативных ЗУ. Согласование компонентов ЗУ по электрическим и временным параметрам.

7 семестр 1. Классификация ЗУ Классификация ЗУ. Иерархия средств хранения данных. Способы обращения к данным 2. Элементы и микросхемы памяти динамического типа Элементы памяти динамического типа на МДП-транзисторах. Особенности организации микросхем большой информационной емкости. ЗУ на микросхемах памяти динамического типа. Регенерация в ЗУ динамического типа.

3. Постоянные ЗУ, регистровые ЗУ, ассоциативные ЗУ Постоянные, программируемые и репрограммируемые ЗУ. ЗУ на элементах типа flashe. Программаторы программируемых ЗУ. Программируемые логические матрицы.

Регистровые ЗУ. Двухпортовые ЗУ. ЗУ типа LIFO и FIFO. Регистровые ЗУ с последовательным доступом.. ЗУ на приборах с зарядовой связью. Аналоговые ЗУ на приборах с зарядовой связью.

Ассоциативные ЗУ. Структурная схема. Функциональная схема ассоциативного запоминающего элемента. Способы записи, поиска и обновления информации. Примеры применения ассоциативных ЗУ. Реализация ассоциативного поиска на базе ЗУ адресного типа. Ассоциативные процессоры.

4. Запись информации на магнитную поверхность Внешние запоминающие устройства, их назначение и особенности работы. Принцип записи информации на магнитную поверхность. Считывание информации. Носители информации и магнитные головки. Плотность размещения информации. Методы записи информации: потенциальный, фазовый, частотный. Модифицированные частотные методы записи, методы группового кодирования. Узлы записи и считывания информации.

Узлы синхронизации.

5. Магнитные ЗУ Накопители на магнитной ленте (НМЛ). Международная стандартизация параметров кассетных НМЛ. Способы записи информации на МЛ. Размещение информации на МЛ.

Магнитные головки НМЛ.

Накопители на магнитных дисках (НМД). Размещение информации на магнитном диске. НМД типа «Винчестер». Основные механизмы. Форматирование МД. Перспективы повышения плотности размещения информации на магнитных носителях.

6. Оптические ЗУ Оптические и голографические ЗУ. Области и перспективы применения оптических ЗУ. ЗУ на оптических дисках. Оптические диски. Оптические головки. Позиционирование головки и слежение за дорожкой. Привод диска. Канал записи и воспроизведения.

Состояние и перспективы применения оптических дисков.

4.2.2. Практические занятия 6 семестр Элементы памяти статического типа на взаимодополняющих МДП-транзисторах.

Организация интегральных микросхем памяти. Временные параметры микросхем памяти.

Структурная схема адресного ЗУ с произвольным доступом. Основные параметры ЗУ. Постановка задачи проектирования ЗУ.

Проектирование адресной части оперативного ЗУ. Проектирование адресной части оперативного ЗУ.

Построение временной диаграммы работы ЗУ в режимах записи и считывания.

Проектирование блока местного управления.

Определение временных параметров оперативного ЗУ.

7 семестр Структурная схема ЗУ на микросхемах памяти динамического типа.

Регенерация в ЗУ динамического типа. Проектирование блока регенерации ЗУ большой ёмкости.

Структурная схема ЗУ на элементах типа flashe.

.Выполнение операций на ассоциативных процессорах.

Определение плотности размещения информации на магнитных носителях.

Запись информации по методам группового кодирования.

Системы автоматического регулирования позиционирования оптической головки.

4.3. Лабораторные работы Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены 4.4. Расчетные задания Расчетные задания учебным планом не предусмотрены 4.5. Курсовой проект 6 семестр Курсовой проект: Проектирование полупроводникового ЗУ на микросхемах памяти статического типа.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и слайдов.

Презентации лекций содержат большое количество схем и чертежей. Аудитория должна бать оборудована видеопроектором с ноутбуком.

Практические занятия проводятся по стандартной технологии Самостоятельная работа включает подготовку к тестам и контрольным работам, выполнение и подготовку к защите курсового проекта, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос, защита курсового проекта.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка на экзамене за 7 семестр.

И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 7.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ДИСЦИПЛИНЫ 7.1. Литература:

а) основная литература:

4. Применение интегральных микросхем памяти: Справочник/ А.А.Дерюгин, В.В.Цыркин, В.Е.Красовский и др.;

Под ред. А.Ю.Гордонова, А.А.Дерюгина. – М.:

Радио и связь,1994. – 232 с.

б) дополнительная литература:

6. А.А.Дерюгин Методика проектирования оперативных запоминающих устройств (на электронном носителе).

7.2. Электронные образовательные ресурсы: набор схем на электронном носителе 8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и демонстрации схем.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 230100 нформатика и вычислительная техника»

по профилю «Вычслительные машины, комплексы, системы и сети».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

к.т.н., профессор А.А.Дерюгин "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой «Вычислительных машин, систем и сетей».

д.т.н., профессор А.Ф.Крюков МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ (АВТИ) _ Направление подготовки: Информатика и вычислительная техника Профиль(и) подготовки: Вычислительные машины, комплексы, системы и сети Системы автоматизированного проектирования Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ «ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ»

Цикл: профессиональный Часть цикла: по выбору № дисциплины по учебному плану: АВТИ;

Б.3.20.1.2, Б.3.20.3. Часов (всего) по учебному плану: Трудоемкость в зачетных 7 семестр – единицах:

Лекции 36 час 7 семестр Практические занятия не предусмотрено Лабораторные работы не предусмотрено Расчетные задания, рефераты не предусмотрено Объем самостоятельной работы по 72 час учебному плану (всего) Экзамены не предусмотрен Курсовые проекты (работы) не предусмотрено Москва - 1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Целью дисциплины является изучение архитектуры и протоколов локальных вычислительных сетей (ЛВС), типов используемого оборудования и его параметров для последующего использования при построении и настройке ЛВС.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

самостоятельно работать, принимать обоснованные решения в рамках своей профессиональной деятельности (ОК-1);

анализировать различного рода рассуждения, публично выступать, аргументировано вести дискуссию и полемику по проблемам ЛВС (ОК-2);

владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения и переработки информации в ЛВС(ОК-11);

анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования, принимать обоснованные проектные решения при построении ЛВС (ПК-6);

сопрягать аппаратные средства в составе ЛВС (ПК-10);

устанавливать и настраивать аппаратные средства ЛВС (ПК-11);

Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с особенностями архитектуры ЛВС;

дать информацию о протоколах, используемых в современных ЛВС;

дать информацию об оборудовании, используемом при построении ЛВС, и особенностях его применения;

научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при построении ЛВС.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилям «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и «Системы автоматизированного проектирования»

направления 230100 Информатика и вычислительная техника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Сети и телекоммуникации», «Передача информации», «Операционные системы» и учебно-производственной практике.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы, а также программ магистерской подготовки «Системный анализ вычислительных сетей» и «Системная интеграция».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

архитектуру ЛВС (ПК-1) протоколы современных ЛВС (ПК-7) принципы высокоскоростной передачи информации в современных ЛВС (ПК-7) назначение различных типов оборудования, используемого в ЛВС (ПК-11) основные источники научно-технической информации по ЛВС (ПК-6);

Уметь:

самостоятельно разрабатывать структуру и выбирать состав технических средств ЛВС (ПК-6);

устанавливать требуемые параметры оборудования ЛВС (ПК-9,ПК-10, ПК-11) осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию при построении ЛВС (ПК-7);

Владеть:

навыками дискуссии по тематике построения ЛВС (ОК-1);

терминологией в области ЛВС (ОК-2);

навыками поиска информации по ЛВС (ОК-13);

информацией о технических параметрах оборудования ЛВС (ПК-7);

навыками применения полученной информации при построении ЛВС (ПК-1).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов.

Всег Виды учебной работы, Раздел дисциплины. о Формы текущего включая самостоятельную Форма промежуточной часов Сем контроля успеваемости № работу студентов и на естр (по разделам) п/п аттестации трудоемкость (в часах) разде (по семестрам) лк пр лаб сам.

л 1 2 3 4 5 6 7 8 Высокоскоростная 1 передача информации в 6 Контрольная работа 10 7 4 - ЛВС 2 Технология FDDI 4 Тест: протокол FDDI 6 7 2 - 3 Высокоскоростные Тест: высокоскоростной 14 7 6 - - стандартны Ethernet Ethernet 4 Коммутаторы ЛВС 8 Тест: коммутаторы 14 7 6 - 5 Виртуальные ЛВС 8 Тест: VLAN 14 7 6 - 6 Маршрутизация в ЛВС 10 Контрольная работа 16 7 6 - 7 Технология ATM 10 Тест: ATM 16 7 6 - Зачет 18 Контрольная работа 18 7 - - Экзамен - - - - - Итого: 108 - 36 - - 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Высокоскоростная передача информации в ЛВС Особенности распространения сигнала в одномодовом (SM) и многомодовом (MM) оптоволокне. Окна прозрачности оптоволокна. Дифференциальная задержка и ее зависимость от типа оптоволокна и длины волны. Технологии WDM/CWDM/DWDM.

Синхронизация при высокоскоростной передаче данных по оптоволокну: кодирование 4B5B, 8B10B, 64B66B. Высокоскоростная передача информации по неэкранированной витой паре (UTP). Витая пара категорий 5е, 6, 6а. Синхронизация при высокоскоростной передаче данных по UTP: кодирование PAM5 и PAM16.

2. Технология FDDI Стандарт IS 9314 - cеть FDDI: основные характеристики, особенности функционирования.

Особенности синхронизации приема-передачи данных - кодирование 4B5B. Формат кадра.

Синхронный режим работы кольца. Асинхронный режим работы кольца. Реализация приоритетного доступа. Подключение к сети DAS и SAS.

3. Высокоскоростные стандартны Ethernet Стандарт IEEE 802.3z - Сеть Gigabit Ethernet. Проблемы диаметра сети при скорости передачи 1 Гбит/с. Расширение несущей и передача блоками кадров. Технологии 1000BASE SX, 1000BASE-LX, 1000BASE-HX.Стандарт IEEE 802.3ab. Сеть Gigabit Ethernet на витой паре UTP Level 5. Технология 1000BASE-T. Стандарт IEEE 802.3ae – сеть 10 Gigabit Ethernet.

Основные параметры. Технологии 10GBASE-SR, 10GBASE-LR, 10GBASE-ER, 10GBASE LX4.Стандарт IEEE 802.3an – сеть 10 Gigabit Ethernet на витой паре. Технология 10GBASE T/ Диаметр сети при использовании UTP Level 6 и Level 6A. Стандарт IEEE 802.3ba – сеть 40/100 Gigabit Ethernet. Основные параметры. Технологии 40GBASE-SR4, 40GBASE-LR4, 100GBASE-SR10, 100GBASE-LR4, 100GBASE-ER4.

4. Коммутаторы ЛВС Коммутаторы ЛВС. Алгоритмы коммутации: полная буферизация, частичная буферизация, коммутации на лету. Области применения различных алгоритмов. Дуплексный режим работы коммутаторов. Особенности реализации алгоритма покрывающего дерева в коммутаторах: недостатки стандарта IEEE 802.1d, стандарты IEEE 802.1w и IEEE 802.1s.

Агрегирование каналов коммутаторов – стандарт IEEE 802.3ad. особенности балансировки нагрузки в агрегированном канале. Обеспечение электропитания по сете Ethernet – стандарт IEEE 802.3af.

5. Виртуальные ЛВС Проблема широковещательного трафика в ЛВС. Виртуальные ЛВС (VLAN). Способы построения VLAN. Динамические и статические VLAN. Проблемы организация VLAN на множестве коммутаторов. Стандарт IEEE 802.1q. Пример построения и функционирования ЛВС на базе стандарта IEEE 802.1q. Приоритезация трафика ЛВС – стандарт IEEE 802.1p.



Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.