Вычислительная техника и информационные технологии Представление дисциплины

2 Общие сведения по дисциплине Вычислительная техника и информационные технологии Читается для специальности «Сети связи и системы коммутации» Важность изучения дисциплины : является основой для специалистов в области телекоммуникационных систем, а также для последующего изучения дисциплин «Цифровые системы связи», «Микропроцессоры в системах коммуникаций». Сфера профессионального использования: разработка архитектуры и программного обеспечения для систем связи и телекоммуникаций

3 Краткое описание дисциплины Курс посвящен вопросам организации и функционирования компьютеров общего и специального назначения, архитектуре локальных вычислительных сетей, а также применению информационных технологий при создании систем передачи и приема информации. Рассматриваются способы разработки программного обеспечения на языке ассемблера для процессоров персональных компьютеров и микроконтроллеров.

4 Цели и задачи преподавания дисциплины Основной целью дисциплины является изучение принципов построения вычислительных элементов общего и специального назначения, разработки отдельных узлов, имеющих принципиальное значение для коммуникационных систем на основе «жесткой» и программируемой логики, формировании навыков программирования на языках низкого уровня. Основной задачей дисциплины является формирование знаний и умений, позволяющих студентам принимать решения об организации коммуникационных систем, выборе необходимых средств вычислительной техники и реализации программного обеспечения для поддержки их функционирования.

5 Место дисциплины среди смежных дисциплин Данная дисциплина требует предварительного изучения курсов математики, информатики, основ теории связи и электроники. В то же время дисциплина является одной из базовых для дисциплин «Цифровые системы связи», «Микропроцессоры в системах коммуникаций».

6 Начальные знания Для успешного освоения курса требуется знание основ математики и информатики.

7 Итоговые знания, умения и навыки В результате изучения дисциплины студенты должны иметь ПРЕДСТАВЛЕНИЯ: об организации процессоров для персональных систем; об организации микроконтроллеров; об организации сигнальных процессоров; об основных топологиях локальных вычислительных сетей и их особенностях. В результате изучения дисциплины студенты должны получить ЗНАНИЯ: об архитектуре вычислительных устройств, назначении и механизмах функционирования основных вычислительных блоков; о системе команд вычислительных устройств и способах ; о структуре программ на языке ассемблера для персональных систем. В результате изучения дисциплины студенты должны приобрести УМЕНИЯ И НАВЫКИ: решения простейших вычислительных задач на языке ассемблера для процессоров Intel x86; работы со средой программирования и отладки DEBUG.

8 Содержание лекционного курса Тема 1. Преобразование информации средствами вычислительной техники. Тема 2. Организация ЭВМ. Тема 3. Команды и их представление на языке ассемблера. Тема 4. Организация микроконтроллеров. Тема 5. Сигнальные процессоры. Тема 6. Локальные вычислительные сети.

9 Тема 1. Преобразование информации средствами вычислительной техники. Первая тема курса является вводной в предмет и затрагивает вопросы представления и преобразования двоичных чисел и двоичных функций, наборы стандартных двоичных элементов и способы построения комбинационных схем, элементов памяти, регистров и счетчиков, сумматоров и умножителей.

10 Тема 2. Организация ЭВМ Вторая тема курса посвящена рассмотрению архитектуры и функциональной организации ЭВМ, способам взаимодействия процессора с памятью и внешними устройствами, организации подсистемы памяти и механизмам преобразования адресов, конвейеру. Исследованы также вопросы синтеза процессоров на основе элементов с «жесткой» и программируемой логикой.

11 Тема 3. Команды и их представление В данной теме Вы познакомитесь с системой команд процессоров, их внутренним представлением, а также мнемоническим обозначением на языке ассемблера. Рассмотрены способы формирования адреса объектов в памяти и структура программы на языке ассемблера.

12 Тема 4. Организация микроконтроллеров В данной теме рассматриваются архитектура микроконтроллеров, внутренняя организация памяти программ и данных, система команд и правила записи программ.

13 Тема 5. Сигнальные процессоры В данной теме рассматриваются общие принципы построения сигнальных процессоров, их структура и система команд. Исследуются способы аппаратной реализации программных функций и параллельной работы нескольких функциональных устройств.

14 Тема 6. Локальные вычислительные сети В данной теме дается характеристика и классификация локальных вычислительных сетей. Рассматриваются различные виды топологии сетей, организации их доступа к каналу связи и методы управления обменом данными.

15 Лабораторный практикум Лабораторная работа 1 (по теме 2). Архитектура ЭВМ на базе процессоров Intel. Лабораторная работа 2 (по теме 2). Программа- отладчик DEBUG как средство практического изучения ЭВМ. Лабораторная работа 3 (по теме 3). Формат команд и способы адресации в реальном режиме работы процессора. Лабораторная работа 4 (по теме 3). Команды пересылки. Лабораторная работа 5 (по теме 3). Арифметические команды. Лабораторная работа 6 (по теме 3). Команды поразрядной обработки данных.

16 Контрольные мероприятия Текущий контроль: Тест Промежуточный контроль: Отчет по лабораторным работам Итоговый контроль Экзамен

17 Глоссарий Глоссарий – обеспечивает толкование и определение основных понятий, необходимых для адекватного осмысления материала. Например: 1. Алгоритм – набор предписаний, однозначно определяющих содержание и последовательность выполнения операций для систематического решения определенной задачи ; 2. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) – устройство, преобразующее непрерывный (аналоговый) сигнал в дискретные цифровые величины ; 3. Арифметико-логическое устройство (АЛУ) - функциональная часть процессора, выполняющая арифметические и логические действия над данными.

18 Список литературы Основная Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем. Учебник для вузов. – СПб:Питер, Корсунов Н.И., Розанов М.С. Организация электронных вычислительных машин. Учебное пособие. – Издание БГТУ им. В.Г.Шухова, Таненбаум Э. Архитектура компьютера. – СПб.: Питер, Сомонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. Учебное пособие. – СПб:БХВ - Петербург, Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. СПб.:БХВ – Санкт-Петербург, 2003.

19 Список литературы Дополнительная Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры. М.:НОЛИДЖ, Юров В.И. Assembler: учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2004.

20 Самостоятельная работа Темы рефератов 1. Архитектура RISC-процессоров. 2. Архитектура CISC-процессоров. 3. Защищенный режим процессоров Intel x Арифметический сопроцессор. 5. Оборудование локальных вычислительных сетей. 6. Базовая система ввода-вывода (BIOS). 7. Последовательные и параллельные интерфейсы. 8. Архитектура графического ускорителя. 9. Параллельные вычислительные системы. 10. Архитектура суперкомпьютеров.

21 Сведения об авторе ФИО: Корсунов Николай Иванович Место работы: Белгородский государственный университет Ученая степень: доктор технических наук Ученое звание: профессор Должность: профессор Кафедра: телекоммуникаций Контактная информация: Адрес г. Белгород, ул. Победы, 85 Рабочий телефон

22 Сведения об авторе ФИО: Розанов Максим Сергеевич Место работы: Белгородский государственный университет Ученая степень: кандидат технических наук Ученое звание: Должность: старший научный сотрудник Кафедра: лаборатория геоинформационных технологий Контактная информация: Адрес г. Белгород, ул. Победы, 85 Рабочий телефон